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路面設(shè)計(jì)需要考慮哪些內(nèi)容?
路面設(shè)計(jì)是道路設(shè)計(jì)的重要組成部分,其任務(wù)是確定路面等級,選擇路面類型,進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì),計(jì)算各結(jié)構(gòu)層厚度及確定材料配合比,達(dá)到在不同季節(jié)和水文條件下承受各種車輛荷載時具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度,并能顧及行車速度與安全,道路維修和良好經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)要求。
01路面設(shè)計(jì)分類
根據(jù)行車作用下路面的力學(xué)特性,可將路面分為柔性與剛性兩種。柔性路面多由瀝青類面層和多層結(jié)構(gòu)組成,比較柔韌具有一定塑性,在長期行車作用下,容易產(chǎn)生較明顯的變形,在柔性路面設(shè)計(jì)中需要考慮它的極限垂直位移和高溫季節(jié)面層(采用瀝青面層時)的穩(wěn)定,同時也要考慮不利季節(jié)面層底面的極限拉延和面層的低溫縮裂。剛性路面主要指水泥混凝土路面,在行車下工作于彈性狀態(tài),沒有明顯的垂直變形。剛性路面設(shè)計(jì)主要取決于混凝土面層的抗彎強(qiáng)度,同時考慮溫度變化對路面內(nèi)應(yīng)力的影響。
02路面設(shè)計(jì)內(nèi)容和過程
一般來說,進(jìn)行路面設(shè)計(jì),需要考慮經(jīng)濟(jì)、國防、政治等對路面的要求,了解當(dāng)前并預(yù)估今后道路需要承擔(dān)的運(yùn)輸任務(wù)、交通路和車型的組成情況,查明道路所經(jīng)地區(qū)的氣候條件,路面材料的生產(chǎn)和供應(yīng)情況,以及沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件??偟膩碚f,路面設(shè)計(jì)具體內(nèi)容和工作程序包括以下六點(diǎn):
1.根據(jù)使用任務(wù)的要求和交通情況確定路面等級(高級、次高級、中級或低級),考慮路上車型組成和交通量大小,以及當(dāng)?shù)刈匀粭l件、材料供應(yīng)情況和施工條件等因素,選定面層類型。
2.根據(jù)面層與基層相互配合的需要,滿足基層承重作用和傳遞、分布荷載的要求,按就地取材的原則,選取基層類型,基層可做成雙層或多層。對冰凍和水文條件不良地區(qū),為防止路面凍脹翻漿,應(yīng)作墊層設(shè)計(jì)和土基特殊處理。
3.各個結(jié)構(gòu)層應(yīng)取得合理的組合,強(qiáng)度和厚度要配合得當(dāng),在各種自然因素的綜合作用下,能在使用期限內(nèi)始終保持足夠強(qiáng)度,滿足行車需要。
4.根據(jù)路面力學(xué)計(jì)算方法或其他經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定各結(jié)構(gòu)層厚度。
5.選配各結(jié)構(gòu)層材料,包括粒料的級配組成、結(jié)合料(水泥、瀝青等)的用量計(jì)算等。
6.綜合考慮路面使用性能、壽命估計(jì)、維修管理、運(yùn)輸效益等因素。
03路面設(shè)計(jì)方法
國內(nèi)外路面設(shè)計(jì)方法可分為兩大類,柔性路面設(shè)計(jì)方法和剛性路面設(shè)計(jì)方法。下面就這兩種方法,對我國瀝青路面和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)提出如下建議。
瀝青鋪面設(shè)計(jì)建議:
1.考慮路面結(jié)構(gòu)在多種綜合損壞條件下的設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn);
2.考慮瀝青混合料的粘彈性和粒料的非線性;
3.瀝青路面設(shè)計(jì)中可以采用材料的動態(tài)彈性模量;
4.考慮路面材料對動態(tài)荷載的響應(yīng);
5.將路面結(jié)構(gòu)使用性能和功能特性結(jié)合起來;
6.荷載同時考慮垂直荷載和剎車、轉(zhuǎn)彎時的水平力;
7.考慮壽命與費(fèi)用的關(guān)系。
混凝土鋪面設(shè)計(jì)建議:
1.混凝土板板中應(yīng)力分析可以采用E地基,混凝土板板邊可以采用K地基;
2.混凝土路面厚度設(shè)計(jì)中除疲勞外,可以增加沖刷的影響,在重型交通作用下,厚層路面設(shè)計(jì)用沖刷可以采用分析控制;
3.考慮溫度和濕度等環(huán)境因素對材料的影響;
4.探討撓度補(bǔ)充指標(biāo)的引入,以控制唧泥,錯臺和非疲勞斷裂等損壞;
5.建立考慮高低應(yīng)力比的混凝土疲勞方程,計(jì)入溫度應(yīng)力的影響;
6.考慮材料和施工變異性對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法由確定型改變?yōu)楦怕市停?/p>
7.建立能反映變異水平和可靠度水平的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
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