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1、 沥青混泥土路面设计计算书一、 确定公路等级初定公路等级为一级公路。由规范可知，一级公路以小客车的远景设计年限平均昼夜交通量。查公路工程技术标准TG-B01-2003知。中型汽车换算成小客车的换算系数为2.0，拖挂车换算成小客车的换算系数为3.0。故本路建成初期每昼夜双向混合交通量换算成小客车交通量为：（200+150+200+150+200+200+100）2+1003+150=2600一级公路的设计年限为20年。预计年平均交通量增长率为10%，故远景设计年限年平均昼夜交通量为：2600=2600=17491查公路工程技术标准JTGB01-2003四车道一级公路应能适应各种汽车折合成小客车的
2、年平均日交通量1500030000辆，17491辆在这个范围内满足要求，所以采用四车道的一级公路。二、道路横断面排水设计1、横断面设计从公路工程技术标准JTGB01-2003公路路基横断面途中选用道路横断面图（如图1）：路基总宽度为24.5m，一级公路选用设计速度为80kmh，其中行车通道宽.75.m，硬路肩宽.m，土路肩宽.m中央分隔带宽.m，路缘带宽.m。 图 1本路从桩号至桩号为填方段，横断面形式为路堤（如图），从桩号至桩号为挖方段，横断面的形式为路堑（如图），过渡段形式为半填半挖（如图） 图 2 路堤 图 3 路堑 图3 半填半挖 、排水设计一级公路的排水设计一般分为路基排水和路面排水
3、。其中路基排水设计由地面排水设计（边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、到虹吸和渡水槽等）和地下排水设计（盲沟、渗沟、和渗井等）组成。路面结构排水设计由路面表面排水、中央分隔带排水、路面结构内部排水和桥面铺装体系排水组成。路面横坡采用2%路拱坡度，硬路肩与行车道的横坡相同，土路肩采用3%的横坡。a) 边沟设计挖方路基以及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤，在路肩外缘均应设置边沟，用来排除路基用地范围内的地面水，包括路面、路肩和边坡的流水。采用土质梯形边沟（如图5）。(1)H=0.5 (2) H=0.5b=0.4 b=0.4 图 5 b) 截水沟设计设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤的上
4、方的适当位置，用以拦截路基上方流向路基的地面水，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷和损害。截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定，一般采用1：11：1.5。沟底宽度和深度不小于0.5m（如图6、如图7）。 图 6、图 7c) 跌水与急流槽在陡坡地段设置跌水结构物，须用浆砌石块或水泥混凝土砌筑，埋设牢固，可在段距离内降低水流流速、消减水流能量，避免出水口下游的桥涵结构物、自然水道或农田受到冲刷。跌水成台阶式，有单级跌水和多级跌水（如图8）。 图 8用于坡度较陡的水流不离开沟底的一种排水构造物，即急流槽，多用于路堤和路堑或边坡平台上从坡顶向下竖向排水流水涵
5、洞或天然水道以及在特殊情况下用于拦截水流流入边沟的场合。d) 倒虹吸与渡水槽当水流需要横跨路基时，可根据流水的需要设置管道和水槽，从路基下部或上空跨过，称为倒虹吸（或渡水槽），多半因配合两侧农田水利而设（如图9）。此种结构为有压管道，一般情况下，管道选用箱形或图形，孔径约0.51.5m，管道两端设竖井，可以竖立或倾斜，要求管道内具有15m/s以上的流速 图9e) 盲沟、渗沟和渗井设在路基边沟下面的暗沟称为盲沟，其目的是拦截或降低地下水。简易盲沟的构造，断面成矩形，亦可成上宽下窄的梯形（边坡陡于1：2）。渗沟也是盲沟的一种特殊形式，按其结构形式可分为盲沟式、沟式、管式。在多层含水的地基上，如果影
6、响路基的地下含水层较薄，且平式渗沟排水不易布置时，可考虑设置立式渗水井，向地下穿过不透水层，将上层含水引入下层渗水层，以利地下水扩散排除。f) 路表排水路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面积水而影响行车安全。为了有利于表面排水，在道路所有横断面上都设置横坡。g) 中央分隔带排水中央分隔带按其缘石形式可分为凸形和凹形，按其表面形式可分为铺面封闭型和无铺面封闭型。针对不同的中央分隔带形式，其排水系统也有不同的特点，分为一般路段中央分隔带和超高路段中央分隔带（其又采取凸形和凹形这两种方式）。h) 路面结构排水路面边缘排水系统是将渗入路面结构内的自由水，先沿路面结
7、构层的层间空隙或某一透水层次横向流入透水材料组成的纵向集水沟，并汇流入沟中的带孔集水管内，再由间隔一定距离布设的横向出水管排引出路基。这种方案常用于基层透水性小的路面，目前高等级公路建设中通常采用的半刚性基层均为透水性小的基层。一级公路的路面排水，一般由路面排水，路间排水，中央分隔带排水组成。路面路间排水设施主要由路面横坡，路间横坡，排水带或路间矩形边沟，截水沟，路间排水沟，池水口和急流槽组成。路面横坡采用的路拱坡度，硬路间与行车道的横坡相同。a)边沟设计 挖方路基以及填土高度较低的路堤，在路肩外边沟，用来排除路基地范围内的地面水。采用土质梯形边沟（如图5）。b)截水沟设计为梯形，边坡坡度因岩
8、土条件而定，一般采用1：11：1.5，沟底宽度不小于0.5m，沟深h按设计流量计算而定，也不小于05 m。三、排水明沟设计以知设计流量1.1/s。沟渠纵坡i=0.005，土为粘性土和沙性土；设边坡坡率m=1.5沟渠粗糙系数n=0.025（养护中等的土渠），用水力最佳断面法术沟渠的端面尺寸并演算水流速度。1） 按式（5.37）计算最佳端面面积系数为K=2=2=3.6=0.345Y=1.5=1.5=0.21最佳断面面积为 =0.892） 按下式计算水流深度 h=0.65m3） 按下式计算沟度宽度 b= -mh=0.89/0.65m-1.50.65m=0.40m4） 按式（5.38）计算水力半径，即
9、 R=h/2=0.65m/2=0.33m5） 按式（5.35）计算流速v=c=30.6=1.24 m/s6） 按式（5.31）计算通过流量，即 Q=0.891.24m/s=1.09/s7） 验算 由于通过流量Q与设计流量相差5%，水流速度在容许范围内，无须加固（无须变动粗糙系数n），故上述计算结果满足规定要求不需要重算。因此该沟渠的尺寸可定为b=0.4，H=h+0.15=0.81m四、路面结构层组合设计1、轴载分析汽车型号前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量解放CA10B19.460.851双140东风EQ14023.7069.201双120黄河JN15049.00101.
10、601双130黄河JN25355.00266.002双100长征XD98037.10272.652双122.0160黄河QD35148.5097.151双100解放CA5028.7068.201双300太脱拉13851.40280.002双132.0100（1） 以设计弯沉值为设计指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次a） 轴载换算（轴重大于25KN）=被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）P标准轴载(KN)被换算车型的各级轴载（KN）轴系数，当轴间距大于3时，应按单独的一个轴载系数计算，此时轴数系数为m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数按下式计算。=1+1.2（m-1）轮组
11、系数，单轮组为0.4，双轮组为1，四轮组为0.38.。解放CA10B=11140=16.1次东风EQ140=11120=24.2次黄河JN150=16.4130=37.4次=11130=139.3次黄河JN253=16.4100=47.5次=21100=32.8次长征XD980=16.4160=13.7次=2.21160=87.8次黄河QD351=16.4100=27.5次=11100=88.2次解放CA50=16.4300=8.4次=11300=56.8次太脱拉138=16.4100=35.4次=2.21100=83.3次由于后轮距132.0cm3m，故=1.2（m-1）+1=2.2合计=6
12、98.3次b） 设计年限里的累计作用轴次=365-1/r， =365698.3-10.45/10%=6569200路面设计弯沉值由于公路等级为一级，Ac取1.0，面层类型属于混凝土面积As取1.0，Ab基型类对类刚性基层，有基层总厚度等于或大于20cm时， Ab=1.0 =600=6001.01.01.0=26（0.01mm）（2）验算半刚性基层底拉力中的量计与量轴次a） 轴载换算（轴重大于50KN）=轴数系数轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：=1+2（m-1）。解放CA10B=11100=2.6次东风EQ140=
13、11120=6.3次黄河JN150=11130=147.6次黄河JN253=118.5100=15.5次=21.0100=7.2次长征XD980=2.21160=27.3次黄河QD351=11.0100=79.3次解放CA50=11.0300=14.0次太脱拉138=118.5100=9.0次=2.21100=36.9次合计=345.7次设计年限里的雷击作用轴次=365-1/r， =365345.7-10.45/10%=32521442、计算土基回弹模量：规范规定，取弯沉l1mm的弯沉值进行计算由已知条件计算出弯沉值在01mm范围内的土基回弹模量。=1000D/4/（1-）=100030/4（0.05+0.10+0.15）/24+44+78）（1-）=44.3Mpa 由已知资料，从桩号K0+000至K5+000，路基土壤为粘性土，地下水位距离路槽底面1.2m，查公路沥青路面设计规范JTJ-97附录E表E1，此路段为潮湿状态。从桩号K5+000z至K10+000，路基为沙性土
