畢業(yè)論文--低造價公路路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p>　　作 者： 學(xué) 號： </p><p>　　系 ： 土木工程 </p><p>　　專 業(yè)： 交通工程 </p><p>　　題

2、 目： 低造價公路路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究 </p><p>　　指導(dǎo)者： 副教授 </p><p>　　評閱者： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘

3、要</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要</p><p><b>　?。?行）</b></p><p>　　目 次 （4號黑體，居中）</p><p>　　1 引言（或緒論）（作為正文第1章，小4號宋體，行距18磅，下同）………… 1</p><p>　　2 ×

4、15;×××× （正文第2章）…………………………………………………… Y</p><p>　　2.1 ×××××× （正文第2章第1條） ………………………………………… Y</p><p>　　2.2 ×××××× （正文第

5、2章第2條） ………………………………………… Y</p><p>　　2.X ×××××× （正文第2章第X條） …………………………………………</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1研究的背景和意義</p><p>　

6、　隨著國民經(jīng)濟(jì)快速、協(xié)調(diào)發(fā)展，我國交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)己進(jìn)入一個非常重要的歷史時期。公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)是綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的主體，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。搞好公路網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)，對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要的作用。而農(nóng)村公路又是我國公路的重要組成部分，是干線公路的延伸和物資集散通道，同時又是保障社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，加快農(nóng)村公路發(fā)展對保證全國公路網(wǎng)建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)村乃至全社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障全社會穩(wěn)定都具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和政治意義。實(shí)施

7、縣級及農(nóng)村公路改造，是公路交通工作實(shí)踐“三個代表”重要思想，落實(shí)十六大全面建設(shè)小康社會目標(biāo)的必然要求，加強(qiáng)縣際和農(nóng)村公路建設(shè)，也是解決“三農(nóng)”問題的必然要求。</p><p>　　近年來我國對農(nóng)村公路建設(shè)的重視程度正在逐步加深，但基于目前鄉(xiāng)村公路存在等級水平低、等外路多、路網(wǎng)通達(dá)深度不夠、行車條件差、斷頭路多、交通不暢、邊遠(yuǎn)山區(qū)不通公路，交通閉塞，資源未能得到開發(fā)利用等情況，越來越不適應(yīng)農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，嚴(yán)

8、重阻礙了農(nóng)民生活水平的提高。而且相對而言，我國鄉(xiāng)村公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基本上屬于空白，這給鄉(xiāng)村公路建設(shè)帶來了一定的困難，使地方道路建設(shè)無章可循，從而建成的道路經(jīng)常出現(xiàn)早期破壞等常見破壞形式，帶來不必農(nóng)村要的經(jīng)濟(jì)損失。同時，以往對鄉(xiāng)村公路路面結(jié)構(gòu)與使用材料研究甚少，鄉(xiāng)村公路建設(shè)缺乏充分利用當(dāng)?shù)夭牧闲拗^高質(zhì)量地方路的技術(shù)措施。</p><p>　　本文的研究旨在針對全國大部分地區(qū)氣候、地形、土壤地質(zhì)條件和材料來源情況，總結(jié)

9、歷年來積累的農(nóng)村公路實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，提出適合本地區(qū)的低造價農(nóng)村公路典型結(jié)構(gòu)，并研究其應(yīng)用技術(shù)，使所修建的公路同所在地區(qū)自然環(huán)境、筑路材料資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)，并且使農(nóng)村公路路面結(jié)構(gòu)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，減少路面提前破壞，節(jié)約工程造價，降低養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。該項(xiàng)目計劃的實(shí)施，能解決農(nóng)村路網(wǎng)規(guī)劃中不合理的地方及改進(jìn)現(xiàn)有的道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有重要的理論意義和工程實(shí)用價值。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀<

10、/p><p>　　國外農(nóng)村公路為了分清各級政府部門的職責(zé)，加強(qiáng)公路有效管理，世界各國都按照一定的原則對公路網(wǎng)進(jìn)行分級管理。不同國家的分級標(biāo)準(zhǔn)也各不相同，一般來說在國外公路網(wǎng)中和我國農(nóng)村公路大致對應(yīng)的部分一般稱為縣鄉(xiāng)公路、地方公路、鄉(xiāng)村公路或者叫低交通量公路。</p><p>　　在對全世界部分低造價公路研究中發(fā)現(xiàn)，美國的道路是按照功能進(jìn)行分類分級的，美國國內(nèi)所有道路分為兩類：鄉(xiāng)村道路、城市道路

11、。美國道路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)既規(guī)定了鄉(xiāng)村道路的技術(shù)指標(biāo)也規(guī)定了城市道路的技術(shù)指標(biāo)，鄉(xiāng)村道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與城市道路一樣已相當(dāng)完備。對于鄉(xiāng)村道路的剛性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，給出了剛性路面設(shè)計目錄，目錄中推薦出了針對不同軸載等級和不同路基土質(zhì)量等級所對應(yīng)的最小混凝土板厚值，用以指導(dǎo)鄉(xiāng)村公路剛性路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　在我國為了更好地建設(shè)農(nóng)村公路，使其規(guī)范化，國內(nèi)對農(nóng)村公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了一些相應(yīng)研究，為農(nóng)村公路建設(shè)提供了

12、依據(jù)。交通部公路司于2004 年 7 月出臺了《農(nóng)村公路建設(shè)指導(dǎo)意見》附《農(nóng)村公路建設(shè)暫行技術(shù)要求》文件：包括總則、控制要素、路線、路基路面、橋涵、隧道、交通工程及沿線設(shè)施、村鎮(zhèn)道路，為農(nóng)村公路建設(shè)提供了依據(jù)。交通部專家委員會編寫了《縣鄉(xiāng)公路水泥混凝土路面設(shè)計與施工》，提出了農(nóng)村公路水泥混凝土路面典型結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，同時給出了農(nóng)村公路水泥混凝土路面的推薦結(jié)構(gòu)，為農(nóng)村公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了依據(jù)。還有其他一些省（市） 也根據(jù)自身的

13、情況制訂了一些農(nóng)村公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。如甘肅省制訂的《甘肅省農(nóng)村公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，吉林省出臺的《吉林省鄉(xiāng)村公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，青海省交通廳出臺的《青海省農(nóng)村公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（試行），其余的如《山西長治市村村通水泥路（油路） 技術(shù)質(zhì)量操作手冊》、《山東德州市關(guān)于統(tǒng)一全市農(nóng)村公路改造工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的通知》等都是結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r所制訂的，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)村公路建設(shè)起了指導(dǎo)性作用。</p><p>　　近年來，關(guān)于農(nóng)村公路水泥混凝土

14、路面的研究課題，各地區(qū)根據(jù)不同的要求從公路等級、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、路面結(jié)構(gòu)、筑路材料、施工技術(shù)及養(yǎng)護(hù)管理等方面進(jìn)行了廣泛深入的研究，取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。長安大學(xué)王麗娟進(jìn)行了“西部公路路面結(jié)構(gòu)研究”，根據(jù)對西部地區(qū)縣鄉(xiāng)公路的結(jié)構(gòu)調(diào)查分析，結(jié)合縣鄉(xiāng)公路等級劃分及面層類型選擇原則，給出了西部縣鄉(xiāng)水泥混凝土路面典型結(jié)構(gòu)；長安大學(xué)趙桂娟進(jìn)行了“低交通量道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與路面結(jié)構(gòu)研究”，從典型結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則、方法著手，對農(nóng)村公路水泥混凝土路面典型結(jié)構(gòu)開展研究；東

15、南大學(xué)卞鳳蘭進(jìn)行了“江蘇省農(nóng)村公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究”，按照常用路面結(jié)構(gòu)組合原則，結(jié)合江蘇省的實(shí)際情況，給出了農(nóng)村公路水泥混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)；為配合新農(nóng)村建設(shè)個別省市又進(jìn)行了《農(nóng)村公路低造價路面材料及典型路面結(jié)構(gòu)技術(shù)》等課題的研究，為農(nóng)村公路典型路面設(shè)計提供了指導(dǎo)性建議；針對西部地區(qū)農(nóng)村比較落后的狀況，遼寧省交通廳公路管理局與長安大學(xué)開展了《西部地區(qū)農(nóng)村公路建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究》的課題，通過對各地農(nóng)村公路常采用的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行調(diào)研，推薦出農(nóng)

16、村公路水泥混凝土路面的典型路面結(jié)構(gòu)，為農(nóng)村公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了參考。</p><p>　　綜上所述，以上研究在一定程度上推動了我國農(nóng)村公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，為農(nóng)村公路設(shè)計提供了依據(jù)，對農(nóng)村公路建設(shè)起到了指導(dǎo)性的作用。但是這些研究以及制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對農(nóng)村公路水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計采用典型結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，多是參照了相關(guān)規(guī)范或是總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所給出的，并未從理論角度進(jìn)行分析，同時，由于全國地

17、理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的差異，使得各地農(nóng)村現(xiàn)狀差距很大，特別是對于一些交通量很小，經(jīng)濟(jì)貧困的地區(qū)，如仍采用推薦的典型結(jié)構(gòu)，會造成資源的浪費(fèi)，并且也會給當(dāng)?shù)貛砀蟮慕?jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此比較系統(tǒng)的對農(nóng)村公路，尤其是交通量較小地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行研究，同時推薦出適合農(nóng)村公路建設(shè)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的路面結(jié)構(gòu)、材料和厚度，可以為農(nóng)村公路路基路面設(shè)計提供理論依據(jù)，也可以為其結(jié)構(gòu)組合設(shè)計和材料選擇提供參考，對于我國建設(shè)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的農(nóng)村公路具有長遠(yuǎn)的意義。</p&g

18、t;<p>　　1.3本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)</p><p>　?。?）低造價農(nóng)村公路典型結(jié)構(gòu)調(diào)查與分析</p><p>　?。?）低造價農(nóng)村公路路面材料的研究與選擇</p><p>　?。?）農(nóng)村公路交通量和路基強(qiáng)度分級</p><p>　　（4）低造價農(nóng)村公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)組合設(shè)計</p><p&g

19、t;　　（5）低造價農(nóng)村公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析</p><p>　?。?）低造價農(nóng)村公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計</p><p>　　通過以上內(nèi)容的分析，得出現(xiàn)階段低造價公路研究的主要缺陷。在本文的研究過程中，詳細(xì)的從交通量等級，路基強(qiáng)度等級劃分方面著手，加大劃分細(xì)度和充分說明劃分區(qū)別，通過不同方面的比較，統(tǒng)一得出可以充分體現(xiàn)因地制宜、就地取材的低造價公路結(jié)構(gòu)形式，再通過對交通量和

20、道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)說明，充分有效的得出應(yīng)該在那些方面考慮縣鄉(xiāng)公路的材料選擇原則，在此基礎(chǔ)上列出多種結(jié)構(gòu)形式，以供建設(shè)者選擇。</p><p>　　第二章 低造價農(nóng)村公路典型結(jié)構(gòu)調(diào)查與分析</p><p>　　常見的農(nóng)村公路結(jié)構(gòu)形式通常包含面層、基層和墊層，各層功能及作用各有不同。面層直接承受車輛荷載的受壓及彎拉作用；基層間接承受面層傳遞的荷載，是必不可少的受力結(jié)構(gòu)層；墊層介于土基和基層之間

21、，主要功能是改善土基的濕度和溫度狀況，另一方面的功能是將基層傳下的車輛荷載應(yīng)力加以擴(kuò)散。從結(jié)構(gòu)受力角度而言，各層必不可少，但基層強(qiáng)度對面層結(jié)構(gòu)的影響是非常重要的因素，基層的好壞關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)的合理性，因此選擇基層材料是農(nóng)村公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容。它直接影響路面結(jié)構(gòu)受力性能、技術(shù)性能及結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。作為結(jié)構(gòu)的基層材料，在滿足剛度和穩(wěn)定性的前提下，多方案進(jìn)行比較，從綜合選優(yōu)角度確定路面結(jié)構(gòu)組合。在進(jìn)行方案比選時，必須考慮當(dāng)?shù)氐闹凡牧希?/p>

22、同時充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂蛱卣髋c水文地質(zhì)環(huán)境對路面結(jié)構(gòu)的影響，選擇材料來源方便、強(qiáng)度高、水溫穩(wěn)定性好、造價經(jīng)濟(jì)，施工簡單，滿足路面結(jié)構(gòu)水溫穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求的材料作為結(jié)構(gòu)的基層。</p><p>　　農(nóng)村公路路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)貫徹就地取材的原則，綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)條件和施工條件，盡可能降低工程造價。是選擇水泥混凝土路面和瀝青路面上，我們可以從以下幾個方面進(jìn)行考慮：從造價方面看，鋪設(shè)水泥混凝土路面比鋪設(shè)瀝青路

23、面投資要大，瀝青路面的施工專業(yè)化、機(jī)械化程度高，鋪設(shè)出來的路面結(jié)構(gòu)性質(zhì)穩(wěn)定，材料之間的結(jié)合程度高，能充分的提高道路各層之間的受力要求。另一方面，雖然水泥的養(yǎng)護(hù)成本低廉，但易損壞，而瀝青路面結(jié)構(gòu)耐久性優(yōu)良，水泥板在通車一到兩年后就會出現(xiàn)斷裂拱起等各種典型破壞形式，嚴(yán)重影響道路的正常通行和設(shè)計使用要求。通過對部分地區(qū)的典型結(jié)構(gòu)的分析，就能夠更好的對比出瀝青路面和水泥混凝土路面的優(yōu)劣之處，下面我們就以各地的路面典型結(jié)構(gòu)為入手點(diǎn)逐步分析。<

24、;/p><p>　　2.1全國部分地區(qū)典型路面結(jié)構(gòu)調(diào)查分析</p><p>　　由于各地的地質(zhì)、地理、氣候特點(diǎn)的不同，經(jīng)濟(jì)條件的差異以及當(dāng)?shù)氐闹凡牧系淖兓?，使農(nóng)村公路路面的型式多種多樣。</p><p>　　為了對農(nóng)村公路路面常見結(jié)構(gòu)型式有所了解，對農(nóng)村公路路面修建情況進(jìn)行了調(diào)查。同時為了使結(jié)果具有廣泛性和代表性，特收集了全國東西部共七個省份的農(nóng)村公路路面的常見結(jié)構(gòu)型

25、式的資料。</p><p>　　農(nóng)村公路路面常見結(jié)構(gòu)型式 表2.1</p><p>　　農(nóng)村公路路面常見結(jié)構(gòu)型式 表2.2</p><p>　　由調(diào)查結(jié)果可以看出：現(xiàn)有農(nóng)村公路中，鄉(xiāng)道的技術(shù)等級比較低，以三級為主，有時也有四級，個別地區(qū)由于交通繁重，采用二級公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。村道多為四級公

26、路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　根據(jù)調(diào)查結(jié)果可知，目前我國農(nóng)村公路水泥混凝土路面中，鄉(xiāng)道路面結(jié)構(gòu)的面層多為 20cm～22cm 的水泥混凝土面板，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)基層多為 20cm～25cm 的水泥穩(wěn)定類或二灰穩(wěn)定類，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)基層多為 15cm～20cm 水泥穩(wěn)定類或二灰穩(wěn)定類；村道路面結(jié)構(gòu)的面層多為 18cm～20cm 的水泥混凝土面板，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)基層多為15cm～20cm 的水泥穩(wěn)定類、二灰穩(wěn)定類

27、或≮18cm 的級配碎石、石灰土等，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)常常不設(shè)置基層，直接在面層下鋪設(shè)砂礫、碎石或灰土墊層（即調(diào)平層）。</p><p>　　通過對上述表的分析發(fā)現(xiàn)，部分地區(qū)依舊在使用水泥混凝土板，只有少數(shù)等級較高的公路才使用瀝青混凝土，這是因?yàn)檗r(nóng)村公路的投資建設(shè)程度小，部分地區(qū)還沒有充分從混凝土路面結(jié)構(gòu)的大規(guī)模利用中轉(zhuǎn)化出來，充分利用瀝青混凝土路面的優(yōu)勢，建設(shè)機(jī)械化程度高、實(shí)用性強(qiáng)的瀝青面層結(jié)構(gòu)。同時瀝青路面的優(yōu)勢

28、是顯而易見的，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)村公路中，高等級的公路都會應(yīng)用瀝青材料作為面層材料結(jié)構(gòu)，那是因?yàn)樗嗷炷岭m然有群眾參與性高的優(yōu)點(diǎn)，但在使用過程中水泥混凝土路面的建設(shè)和維護(hù)都有自己不可替代的優(yōu)勢。瀝青面層的建設(shè)可以通過大規(guī)模的機(jī)械使用，建設(shè)出整體性強(qiáng)的面層結(jié)構(gòu)，而修補(bǔ)過程只需要在破壞的地區(qū)重新鋪墊就可以很好的和原路面結(jié)構(gòu)成為一體，有效的防止二次破壞的產(chǎn)生。綜上所述，瀝青面層結(jié)構(gòu)可以很好的作為低造價公路的路面鋪設(shè)材料。</p&g

29、t;<p>　　2.2河北省部分地區(qū)典型路面結(jié)構(gòu)調(diào)查分析</p><p>　　秦皇島地區(qū)交通等級的劃分原則是，每個交通等級對基層和底基層的厚度分別產(chǎn)生4cm和5cm左右的影響，根據(jù)此原則，將交通等級劃分為4級:T1一Ne在20×10^6~45×l0^6次之間，適用于三級及以下公路;T2一Ne在45×l0^6一75×l0^6次之間，適用于二級公路及以上公路。同樣

30、，也將土基強(qiáng)度劃分3個等級:S1一30~40MPa;S2一40~50MPa;S3一50~65MPa。</p><p>　　通過路況的調(diào)查、測定與分析，交通量的調(diào)查與分析，路基和常用基層材料的調(diào)查與試驗(yàn)研究等項(xiàng)工作，對全市的路面結(jié)構(gòu)及其材料進(jìn)行了較為全面的分析研究，從而針對全市三個地區(qū)的具體條件，提出了相應(yīng)的典型結(jié)構(gòu)。</p><p>　　秦皇島縣鄉(xiāng)公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)形式（cm）

31、 表2.3</p><p>　　與秦皇島的路面結(jié)構(gòu)形式劃分相比，石家莊市交通量等級以累計當(dāng)量軸次對基層和底基層產(chǎn)生均等影響為依據(jù)進(jìn)行劃分。根據(jù)設(shè)計和施工經(jīng)驗(yàn)，每個交通量等級對基層和底基層厚度分別產(chǎn)生4~5cm左右和5~6cm左右的影響為宜，將交通量等級劃分如下表：</p><p>　　石家莊市交通量等級劃分 表 2.4</p>

32、<p>　　根據(jù)路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果和路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則及參考國內(nèi)外低造價公路的典型結(jié)構(gòu)形式，石家莊市對單層式半剛性基層瀝青混凝土路面推薦結(jié)構(gòu)如下表</p><p>　　石家莊市縣鄉(xiāng)公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu) 表2.5</p><p>　　從各地典型結(jié)構(gòu)的研究狀況看，在確定各地低交通量公路典型結(jié)構(gòu)時，都采用對交通量和土基進(jìn)行分級的方法，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況采用不同的

33、結(jié)構(gòu)層厚度，不同的各種組合，設(shè)計方法大同小異。而且從上表可以看出，大多數(shù)農(nóng)村公路采用的面層材料是瀝青碎石、瀝青混凝土或水泥混凝土面層，基層采用的也不外乎我們常用的材料:水泥穩(wěn)定土(砂礫)、石灰穩(wěn)定土(碎石土)、水泥石灰穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定碎石、級配碎石、天然砂礫等。</p><p>　　同樣，河北省農(nóng)村公路瀝青混凝土路面，面層厚為4~7cm;基層厚為15~30cm，采用二灰碎石、二灰土等材料;底基層厚為16一36cm

34、，采用二灰土和石灰土等材料，這些材料和厚度在以下內(nèi)容時可以參考。</p><p>　　3 低造價農(nóng)村公路路面材料的研究與選擇</p><p>　　農(nóng)村公路路面基層和墊層材料多種多樣，具體類型的選擇宜因地制宜，就地取材，既要滿足道路承受荷載能力的要求，又要降低工程造價。就地取材，是地方材料或非標(biāo)準(zhǔn)材料的應(yīng)用，離開了這一點(diǎn)低造價就無從談起。就地取材的含義是當(dāng)?shù)赜惺裁淳陀檬裁?，避免或減少材料的外

35、運(yùn)。非標(biāo)準(zhǔn)材料就是質(zhì)量低于標(biāo)準(zhǔn)的材料，例如煤矸石、軟質(zhì)集料、粘土、粉土等。對于像農(nóng)村道路這樣的輕交通量道路，在經(jīng)濟(jì)條件受限的情況下經(jīng)過試驗(yàn)論證可以適當(dāng)放寬對材料的要求以滿足一時之需。當(dāng)然，這并不是說要拿質(zhì)量的降低作代價，而是必須經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)論證。為此應(yīng)該研究這些非標(biāo)準(zhǔn)材料的應(yīng)用技術(shù)，研究組成設(shè)計、穩(wěn)定方法、材料參數(shù)（抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、抗壓回彈模量、干縮和溫縮等）等，供生產(chǎn)應(yīng)用。</p><p>　　農(nóng)村公路建

36、設(shè)一般采用中級或次高級路面，交通量大的路段宜采用瀝青混凝土或水泥混凝土路面。沿線水泥、砂石資源豐富的地區(qū)，可優(yōu)先采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，提倡采用機(jī)拌機(jī)鋪施工工藝。瀝青碎石路面施工，提倡采用熱拌機(jī)鋪施工工藝，當(dāng)采用貫入式或表處工藝時，必須注意施工溫度，加強(qiáng)成型期養(yǎng)護(hù)。在確定路面結(jié)構(gòu)類型時，應(yīng)從以下幾個方面考慮:</p><p>　　(1)就地取材，降低造價;</p><p>　　(2)針對施

37、工單位的實(shí)際，宜采用工藝簡單、機(jī)具簡易的路面結(jié)構(gòu);</p><p>　　(3)考慮到建設(shè)和監(jiān)理單位實(shí)際，宜采用施工和管理經(jīng)驗(yàn)成熟的結(jié)構(gòu)類型。</p><p>　　通鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、通行政村公路，一般應(yīng)鋪設(shè)高級或次高級路面，具體路面結(jié)構(gòu)型式應(yīng)根據(jù)預(yù)測交通量大小、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧霞芭涮踪Y金落實(shí)情況具體確定。采用高級或次高級路面存在困難時，也可結(jié)合當(dāng)?shù)匾延泄こ探?jīng)驗(yàn)，采用合適的路面結(jié)構(gòu)。配套資金不足時，路基

38、工程一次建設(shè)到位，路面工程可分步實(shí)施。各省應(yīng)在認(rèn)真調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合省情制定推薦選用典型路面結(jié)構(gòu)，使路面結(jié)構(gòu)符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，保證公路合理使用年限。</p><p>　　3.1 現(xiàn)有農(nóng)村公路路面等級與類型及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)層材料</p><p>　　路面等級、面層類型與公路等級、交通量相適應(yīng)。路面等級選擇應(yīng)根據(jù)公路等級與使用要求、設(shè)計年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載的累計當(dāng)量軸次、筑路材料等因素確定。路面等級

39、與公路等級對應(yīng)情況一般如下所示。</p><p>　　農(nóng)村公路一般面層類型為:瀝青混凝土、水泥混凝土、瀝青石屑、瀝青碎石、瀝青貫入式、瀝青砂、瀝青表面處治、乳化瀝青稀漿封層、砂石路面、磚塊路面、水泥混凝土塊路面、塊石路面、碎(礫)石(泥結(jié)或級配)路面、半整齊石塊、天然砂礫料、粒料加固土、其它當(dāng)?shù)夭牧霞庸袒蚋纳仆恋取?lt;/p><p>　　農(nóng)村公路路面基層和底基層一般可采用水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定

40、土、石灰工業(yè)廢渣、級配碎石、級配礫石、填隙碎石等或其它適宜的當(dāng)?shù)夭牧箱佒?。前三種屬于整體型(也稱半剛性型)材料，具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度;后三種屬于粒料類松散性材料，在不含土的情況下，無抗彎拉強(qiáng)度。這些基層的共同特點(diǎn)是:壓實(shí)后比較密實(shí)，孔隙和透水性較小，水穩(wěn)性較好，強(qiáng)度比較穩(wěn)定，適宜于機(jī)械化施工。以往常用的手?jǐn)[片石和干壓碎石基層，由于技術(shù)性能不好，難以保證路面質(zhì)量，不再推薦使用。要根據(jù)因地制宜、合理取材和提高基層強(qiáng)度的原則，確定基

41、層材料。</p><p>　　公路路面等級與材料選取 表3.1</p><p>　　注：表中情況可能不與實(shí)際情況相符合，一部分三級和四級公路采用了高等級路面</p><p>　　路面面層、基層、底基層的結(jié)構(gòu)和厚度，應(yīng)與公路等級、氣候、水文、筑路材料、交通量及其組成相適應(yīng)。為了方便施工管理、路面結(jié)構(gòu)層次不宜太多，材料變化不宜頻繁。各材料適宜

42、厚度及施工最小厚度見下表</p><p>　　各路面結(jié)構(gòu)層材料選擇和最小厚度 表3.2</p><p>　　路面類型應(yīng)根據(jù)交通量、自然和社會環(huán)境、地產(chǎn)材料和建設(shè)資金狀況等因素合理選用。有條件的地區(qū)提倡采用瀝青混凝土路面;一般地區(qū)可采用瀝青貫入式、瀝青碎石、瀝青表面處治、石塊、混凝土塊、磚塊等類型路面;分期修建的工程可采用砂石、貧混凝土砂礫等類型路面;山勢險峻、急

43、彎、陡坡路段應(yīng)采用摩阻系數(shù)較大的路面，潮濕和過濕路段不應(yīng)采用磚鋪路面;積雪冰凍地區(qū)，公路等級較低的路段不宜采用瀝青路面和水泥路面，宜修建砂石路面。</p><p>　　3.2瀝青路面的主要材料</p><p>　　在低造價道路材料選擇中，首先要考慮材料的實(shí)際價值，同時也不能忽略材料本身的力學(xué)性質(zhì)。路面結(jié)構(gòu)層的各項(xiàng)設(shè)計參數(shù)，包含抗壓回彈模量、抗彎回彈模量以及彎拉極限強(qiáng)度等。原則上都應(yīng)該在確定

44、原材料源之后，配合工程，按規(guī)定取樣后在實(shí)驗(yàn)室完成測定工作。但在設(shè)計之前，就應(yīng)該明確各材料參考值，以便于在設(shè)計過程中可以控制各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)。合理的控制各結(jié)構(gòu)層的厚度，使結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)化。</p><p>　　瀝青混合料設(shè)計參數(shù)參考值 表3.3</p><p>　　基層、底基層材料設(shè)計參數(shù) 表3.4</p><p

45、>　　以上材料可作為以下結(jié)構(gòu)形式選擇的參考值。</p><p>　　第四章 農(nóng)村公路交通量和路基強(qiáng)度分級</p><p>　　4.1 全國大部分地區(qū)農(nóng)村公路交通量調(diào)查</p><p>　　路面受車輛荷載和外界環(huán)境的直接作用，路面上的車輛類型、車輛數(shù)目不同導(dǎo)致的累計當(dāng)量軸次不同，那么對路面的作用就會有差別。交通量、交通組成等各項(xiàng)交通信息直接影響到路面的等級設(shè)計、

46、結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　公路上的交通荷載主要是指汽車，汽車又分為客車和貨車兩大類。其中，客車、貨車又劃分為不同的車型。我國路面設(shè)計中，將不同車類和軸型的各級軸載作用次數(shù)，按路面損壞等效的原則換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。我國水泥混凝土路面設(shè)計以100KN 的單軸雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。</p><p>　　由于行駛中汽車的軸重稱量比較難以實(shí)現(xiàn)，所以目前水泥混凝土路面軸載換算多采用交

47、通量調(diào)查數(shù)據(jù)。交通量調(diào)查中將公路上混合行駛的各種交通車輛按照車輛外形尺寸分為 11 大類，將各類車型選用一種代表車型，再換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。由于軸重較輕的車輛對水泥混凝土路面的破壞很小，因此小于和等于 40 KN (單軸)和 80 KN (雙軸)的軸載，可略去不計。這 11 類交通車輛中對水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和性能影響較大的主要是中型載貨汽車、大型載貨汽車、大型客車、載貨汽車拖掛車、大中型拖拉機(jī)等五大類。因此在軸載換算中，分別選取

48、五種代表車型，將交通量調(diào)查數(shù)據(jù)換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。</p><p>　　東西部由于社會、經(jīng)濟(jì)的差異，交通量的組成也有很大的不同。收集了東西部三、四級公路的交通量組成資料，見表</p><p>　　東部三級公路的交通量及其組成情況（單位：輛/日） 表4.1</p><p>　　西部三級公路的交通量及其組成情況（單位：輛/日） 表4.

49、2</p><p>　　東部四級公路的交通量及其組成情況（單位：輛/日） 表4.3</p><p>　　西部四級公路的交通量及其組成情況（單位：輛/日） 表4.4</p><p>　　由統(tǒng)計結(jié)果可以看出：</p><p>　?、?東部三、四級公路的交通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于西部地區(qū)相同等級公路的交通量。東部地區(qū)三、四級公路交通

50、量最小值為 4849 輛/日，最大值高達(dá) 12801 輛/日，西部三、四級公路交通量最小值為 67 輛/日，最大值為 4469 輛/日。</p><p>　?、?東西部三、四級公路交通量組成中，除了東部三級公路的中型貨車數(shù)量最多，其余的公路均是小型客車數(shù)量最多。小型客車數(shù)量基本都占到了交通總量的 1/4，中型貨車數(shù)量基本都占到了交通總量的 1/5，小型貨車的數(shù)量也較多，東部地區(qū)非機(jī)動車數(shù)量最少，而西部地區(qū)拖掛汽車

51、數(shù)量最少。東部地區(qū)拖拉機(jī)、非機(jī)動車所占比例均低于西部地區(qū)相同等級公路的拖拉機(jī)、非機(jī)動車所占的比例。</p><p>　　4.2交通量等級劃分</p><p>　　交通量等級的劃分就是按路面設(shè)計使用期間累計當(dāng)量軸次的多少，將交通量分成幾個等級。交通等級劃分是以不同的交通等級對基層或底基層厚度產(chǎn)生大致相同的效應(yīng)為依據(jù)的。根據(jù)設(shè)計和施工經(jīng)驗(yàn)，相鄰交通等級基層和底基層分別產(chǎn)生4cm一5cm左右和5

52、cm~6cm左右的影響為宜。本論文選取累計當(dāng)量軸次的變化對路面基層厚度的影響程度來劃分交通等級</p><p>　　根據(jù)調(diào)查的交通量數(shù)據(jù)，擬定5個交通等級分別為：</p><p>　　T1 ＜10 萬次</p><p>　　T2 10-25萬次</p><p>　　T3

53、 25-50萬次</p><p>　　T4 50-100 萬次</p><p>　　T5 100-200 萬次</p><p>　　為了驗(yàn)證交通等級劃分的是否合理，在通過交通量調(diào)查了解到縣鄉(xiāng)公路的交通量特性、軸載特性和累計當(dāng)量軸次范圍的基礎(chǔ)上，應(yīng)用彈性層狀體系理

54、論進(jìn)一步分析當(dāng)量軸次對基層厚度所產(chǎn)生影響的敏感性，擬采用以下路面結(jié)構(gòu)：</p><p>　　本路面結(jié)構(gòu)是縣鄉(xiāng)公路的典型結(jié)構(gòu)之一，根據(jù)設(shè)計理論和實(shí)踐應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)擬定h1=3cm，h3=20cm，分別計算不同累計當(dāng)量軸次Ne和土基模量E0條件下的基層厚度h2計算結(jié)果如下表：</p><p>　　不同的Ne和E0時基層厚度h2 表4.5</p&

55、gt;<p>　　對基層的影響量 表4.6</p><p>　　從表中可知，累計當(dāng)量軸次Ne對基層厚度h2的影響隨土基模量E0的增大而減小，相鄰交通等級對基層厚度的影響量最大為4.9，大多數(shù)均在4cm~5cm之間，表明本文中交通等級的劃分是合理、可行的。</p><p>　　甘肅省農(nóng)村公路是在部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)

56、上，補(bǔ)充了一級農(nóng)村公路(農(nóng)一級)、二級農(nóng)村公路(農(nóng)二級)。農(nóng)一級農(nóng)村公路能適應(yīng)各種車輛折合成中型載重汽車的遠(yuǎn)景設(shè)計年限年平均晝夜交通量為:50一100輛;農(nóng)二級農(nóng)村公路能適應(yīng)各種車輛折合成中型載重汽車的遠(yuǎn)景設(shè)計年限年平均晝夜交通量為50輛以下。</p><p>　　青海省農(nóng)村公路是在部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了縣道及鄉(xiāng)道標(biāo)準(zhǔn)?？h道公路能適應(yīng)各種車輛折合成中型載重汽車的遠(yuǎn)景設(shè)計年限年平均晝夜交通量為20

57、0輛以上;鄉(xiāng)道公路能適應(yīng)各種車輛折合成中型載重汽車的遠(yuǎn)景設(shè)計年限年平均晝夜交通量為200輛以下。青海和甘肅省都是在《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了兩級標(biāo)準(zhǔn)，而且計算行車速度也相同，都取為30km/h、20kmh/和15mk/h。但是甘肅省稱為農(nóng)一級和農(nóng)二級公路，青海省分別稱為縣道和鄉(xiāng)道。除此之外，大多省市農(nóng)村公路采用的是《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的三、四級公路標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)擬建公路的需要，對縣道及交通量相對大的鄉(xiāng)道采用三級或以上標(biāo)準(zhǔn)，而對村道以

58、及交通量小的鄉(xiāng)道采用四級標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　河北省按照“因地制宜，量力而行”的原則，對農(nóng)村公路采取的是《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中三、四級公路標(biāo)準(zhǔn)?？h道建設(shè)項(xiàng)目一般采用三級公路以上標(biāo)準(zhǔn)，平原微丘區(qū)路基寬度不低于8.m5，路面寬度不低于7.0m;山嶺重丘區(qū)路基寬度不低于7.5m，路面寬度不低于6.0m。路面結(jié)構(gòu)面層當(dāng)采用瀝青面層時，面層厚度不低于4cm;當(dāng)采用水泥鹼路面時，水泥混凝土路面厚度不低于18cm。<

59、;/p><p>　　通鄉(xiāng)(鎮(zhèn))公路不低于四級公路標(biāo)準(zhǔn)，平原微丘區(qū)路基寬度一般不低于7m，路面寬度一般不低于6m;山嶺重丘區(qū)路基寬度不低于6m，路面寬度不低于4.5cm當(dāng)采用瀝青路面時，面層厚度不低于3cm;采用水泥硅路面時，水泥混凝土厚度不低于15cm，基層厚度應(yīng)通過路面計算后確定，三級路基層厚度一般不得低于24cm，四級路基層厚度一般不得低于15cm。</p><p><b>　　

60、結(jié)論：</b></p><p>　　通過對縣鄉(xiāng)公路的調(diào)查和交通等級劃分的研究，可以得到如下結(jié)論:</p><p>　　1、縣鄉(xiāng)公路的交通量水平差異較大，二級路每晝夜的交通量處于1000輛一3000輛之間。三級路的交通量介于150輛/晝夜—2000輛/晝夜。四級路的交通量最小，一般在200輛以下。</p><p>　　2、縣鄉(xiāng)公路的交通組成中，客車和中、小

61、型貨車所占比例較大，三者共占整個交通量的76%一87%。</p><p>　　3、縣鄉(xiāng)公路的累計當(dāng)量軸次的范圍在5萬次一200萬次之間，跨越的區(qū)間較大。但小于50萬次的占絕大多數(shù)，占總數(shù)的55%左右。100萬次以上的極少，約有15%左右。</p><p>　　4、在得知縣鄉(xiāng)公路的交通量特性、軸載特性和累計當(dāng)量軸次范圍的基礎(chǔ)上，應(yīng)用彈性層狀體系理論進(jìn)一步分析當(dāng)量軸次對基層厚度產(chǎn)生影響的敏感性

62、以相鄰交通等級對基層產(chǎn)生4crn一scm左右的影響為依據(jù)，將縣鄉(xiāng)公路的累計當(dāng)量軸次劃分為5個交通等級，如表下表所示</p><p>　　交通量層級劃分表: 表4.7</p><p>　　4.3縣鄉(xiāng)公路路基強(qiáng)度等級劃分</p><p>　　路基是影響瀝青路面結(jié)構(gòu)承載力、結(jié)構(gòu)層厚度和使用性能的重要因素。路基的強(qiáng)弱直接影響路表彎沉

63、的大小和瀝青路面使用壽命的長短。以往的研究結(jié)果表明，瀝青路面回彈彎沉的大小主要是與路基強(qiáng)度的大小有關(guān)。合理的劃分路基等級，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，對路面彎沉的控制具有重要意義。由于路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性受當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂驐l件、水文地質(zhì)條件及路基設(shè)計高度和施工質(zhì)量等多方面因素的影響，因此路面典型結(jié)構(gòu)的路基分級和設(shè)計參數(shù)的確定必須充分考慮復(fù)雜的氣候條件和土壤地質(zhì)條件等因素的影響。</p><p>　　我國的地域遼闊，有是

64、地形、地質(zhì)、地理及自然條件極其豐富的國家，從北向南分處于寒帶溫帶和熱帶。從青藏高原到東部沿海高程相差4000m以上，因此各種影響因素的變化也極為復(fù)雜。不同的地區(qū)自然條件的差異在建設(shè)道路的時候也是迥然不同的。</p><p>　　路基回彈模量E0是表征路基強(qiáng)度和剛度的主要指標(biāo)，也是我國現(xiàn)行路面設(shè)計方法中路基的設(shè)計參數(shù)。路基的回彈模量與路基土的性質(zhì)、路基的干濕狀況和路基的密實(shí)狀況(壓實(shí)度)緊密相關(guān)。路基的回彈模量通常

65、可以通過承載板法、彎沉法、CBR法和查表法等方法確定?！豆窞r青路面設(shè)計規(guī)范》規(guī)定路基必須處于中濕狀態(tài)以上，E0的建議值應(yīng)根據(jù)土的相對含水量及路基土性質(zhì)確定。實(shí)際上，路基回彈模量(E0)值隨著土的特性、密實(shí)度、含水量、路基所處的干濕狀態(tài)以及加荷方式受力狀態(tài)的變化而變化。由此可見回彈模量是表征路基強(qiáng)度的一個綜合性指標(biāo)。路基土的強(qiáng)度采用回彈模量進(jìn)行描述，所以路基等級的劃分也將以回彈模量為依據(jù)。此外，大量的工程試驗(yàn)表明，路基回彈模量的變異系數(shù)

66、平均為30%，最多可達(dá)40%。因此，在進(jìn)行路基等級劃分時，宜粗不宜細(xì)。</p><p>　　路基干濕類型劃分 表4.8</p><p>　　由調(diào)查的資料并結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥赖刭|(zhì)、自然氣候及路基的干濕狀況，可知對于新建公路而言，路基模量處于25MPa一55MPa之間;而對于改建公路，舊路基回彈模量根據(jù)舊路基強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，舊路基的回彈模量取5

67、5Mp一70MPa是合適的。</p><p>　　按照我國公路區(qū)劃，共涉及五個一級區(qū)劃，不同區(qū)劃之間，氣候和自然條件有較大的差異，尤其是南北之間差異更大。不同區(qū)劃之間自然與氣候條件的差異直接反映了不同區(qū)劃縣鄉(xiāng)公路路基的強(qiáng)度特性會不一樣，因此路基強(qiáng)度等級的劃分需要根據(jù)不同區(qū)劃內(nèi)主要自然氣候條件和路基的干濕狀況進(jìn)行，強(qiáng)度劃分應(yīng)基本反映區(qū)劃內(nèi)縣鄉(xiāng)公路主要的路基干濕狀況，其次路基強(qiáng)度的劃分還應(yīng)考慮新建路基和舊路基。<

68、;/p><p>　　路基強(qiáng)度劃分應(yīng)以路基模量對路面設(shè)計厚度的影響為主要依據(jù)。在制定典型結(jié)構(gòu)時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計與施工經(jīng)驗(yàn)，相鄰路基等級對基層和底基層厚度大致產(chǎn)生相差3一5cmc。和4一6cm。的影響為宜，本論文主要根據(jù)路基回彈模量的變化對路面基層厚度的影響程度來劃分路基等級。</p><p>　　依照縣鄉(xiāng)公路路基強(qiáng)度劃分的依據(jù)，以及前述縣鄉(xiāng)公路路基強(qiáng)度特性的研究結(jié)果，來劃分縣鄉(xiāng)公路的路基強(qiáng)度等級。根

69、據(jù)縣鄉(xiāng)公路的路基強(qiáng)度范圍和劃分的依據(jù)，將縣鄉(xiāng)公路的路基強(qiáng)度擬定為以下四個等級:</p><p>　　S1 25MPa—35MPa</p><p>　　S2 35MPa—45MPa</p><p>　　S3 45MPa—55MPa</p><p&g

70、t;　　S4 55MPa—65MPa</p><p>　　S5 55MPa—65MPa</p><p>　　為了分析公路路基強(qiáng)度對基層厚度產(chǎn)生影響的敏感性，驗(yàn)證公路路基強(qiáng)度等級劃分的合理性合理，在彈性層狀體系理論的基礎(chǔ)上，擬采用以下路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析:</p><p>　　本路面結(jié)構(gòu)是縣鄉(xiāng)公路的典型

71、結(jié)構(gòu)之一，根據(jù)設(shè)計理論和實(shí)踐應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)擬定h1=3cm，h3=20cm，分別計算不同累計當(dāng)量軸次Ne和土基模量E0條件下的基層厚度h2計算結(jié)果如下表：</p><p>　　不同的Ne和E0時基層厚度h2 表4.9</p><p>　　不同的Ne和E0對基層的影響量Δh2 表4.10</p>

72、;<p>　　由表4.7可以看出，相鄰路基強(qiáng)度等級對基層厚度的影響量△h2大多數(shù)都在3cm一5cm之間，表明本文中路基強(qiáng)度等級的劃分是合理、可行的。由此，將縣鄉(xiāng)公路路基強(qiáng)度劃分為如下幾個等級，見表下表</p><p>　　縣鄉(xiāng)公路強(qiáng)度等級劃分表 表4.11</p><p>　　第五章 低造價農(nóng)村公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)組合設(shè)計與力學(xué)分析&l

73、t;/p><p>　　瀝青路面是多層次結(jié)構(gòu)物。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分，在設(shè)計之前必須進(jìn)行地質(zhì)、環(huán)境、氣候和水文情況的調(diào)查，根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)情況，確定滿足密實(shí)、抗滑、耐久的路面結(jié)構(gòu)方案。合理設(shè)計各層路面結(jié)構(gòu)，滿足使用要求。瀝青路面結(jié)構(gòu)層次的合理選擇和安排，是整個路面結(jié)構(gòu)是否能再設(shè)計使用年限內(nèi)承受行車荷載和自然因素的共同作用，同時又能發(fā)揮各層結(jié)構(gòu)的最大效能，使整個路面結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理的關(guān)鍵。</p&

74、gt;<p>　　5.1 瀝青路面典型結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　路面結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)道路自然區(qū)劃的特點(diǎn)，道路等級和使用要求，交通量與交通組成，并考慮結(jié)構(gòu)層的功能與受理特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展和投資環(huán)境等因素，進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計。根據(jù)基層類型，瀝青路面結(jié)構(gòu)可組合成四種典型結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　半剛性基層瀝青路面——在半剛性階基層上設(shè)有較薄的瀝青層結(jié)構(gòu)</p>&l

75、t;p>　　柔性路面——各結(jié)構(gòu)層由瀝青混合料，或?yàn)r青貫入碎石，或冷拌瀝青混合料、級配碎石、沙礫等柔性材料組成，無半剛性材料層得結(jié)構(gòu)類型</p><p>　　剛性基層瀝青路面——采用貧混凝土、混凝土等基層的瀝青路面</p><p>　　混合基層瀝青路面——在半剛性材料和剛性材料層與瀝青面層之間設(shè)有柔性基層的路面結(jié)構(gòu)</p><p>　　5.2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計原則&l

76、t;/p><p>　　不同的路面結(jié)構(gòu)組成，會產(chǎn)生在使用性能，壽命和經(jīng)濟(jì)上都不同的效果。層次多和厚度打的路面結(jié)構(gòu)。其使用效果不一定好，有時候恰恰相反，會過早的出現(xiàn)損壞。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論分析，結(jié)構(gòu)組合適宜考慮以下原則</p><p>　　按道路的等級以及交通繁重程度選擇面層的類型和厚度</p><p>　　滿足對各結(jié)構(gòu)層（面層、基層和墊層）的相關(guān)功能要求</p>

77、;<p>　　要顧及各結(jié)構(gòu)層本身的結(jié)構(gòu)特性</p><p>　　要考慮當(dāng)?shù)厮臓顩r的不理影響</p><p>　　選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)層數(shù)和厚度，以便利施工</p><p>　　適應(yīng)各結(jié)構(gòu)層的荷載應(yīng)力分布</p><p>　　協(xié)調(diào)行車道和路肩部分的鋪面結(jié)構(gòu)，考慮路表水和結(jié)構(gòu)內(nèi)部自然誰的疏導(dǎo)和排放</p><p>

78、;　　顧及當(dāng)?shù)氐氖褂脵z驗(yàn)、已有習(xí)慣和施工技術(shù)要求</p><p>　　5.3 層厚選擇原則</p><p>　　在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，選擇適當(dāng)?shù)膶雍袷侵陵P(guān)重要的，因?yàn)槊鎸映惺苘囕v荷的直接作用，而基層雖然是受到的是車輛荷載的間接作用，但基層在整個路面結(jié)構(gòu)中起著穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式、分擔(dān)荷載作用、隔水和在穩(wěn)定土基的重要作用。</p><p>　　同時各類結(jié)構(gòu)層設(shè)計時，應(yīng)按照所用材料

79、的規(guī)格和施工工藝的要求，有一定最小厚度的規(guī)定，低于此厚度就不能形成穩(wěn)定的而有效的結(jié)構(gòu)層。各瀝青路面的厚度應(yīng)與混合料的公稱最大粒徑想匹配，一般瀝最小壓實(shí)厚度不宜小于混合料的公稱最大粒徑的2.5-3倍，對斷級配或者以粗級配為主的嵌擠型級配的瀝青混合料，起一層壓實(shí)最小厚度不宜小于公稱最大粒徑的2.5倍。以利于碾壓密實(shí)提高耐久性穩(wěn)定性。瀝青層最小厚度和適宜厚度應(yīng)符合下表要求</p><p>　　各結(jié)構(gòu)層的最小壓實(shí)與適宜厚

80、度 表5.1</p><p>　　以便于施工，路面結(jié)構(gòu)的層數(shù)不宜過多。同時，個結(jié)構(gòu)層的適宜厚度應(yīng)按照壓實(shí)機(jī)具所能達(dá)到的效果選定。適宜的結(jié)構(gòu)層厚度需要結(jié)合材料供應(yīng)，施工工藝并按照上表規(guī)定確定。從強(qiáng)度要求和造價要求，宜自上而下由厚到薄。</p><p>　　5.4 與路基路面結(jié)構(gòu)選擇相關(guān)的公式</p><p>　　我國瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計歸規(guī)范，經(jīng)

81、過大量的測試和分析，得到路面設(shè)計彎沉值計算公式如下：</p><p>　　ld=600Ne-0.2AeAsAb</p><p>　　式中：ld －路面設(shè)計彎沉值，0.01nn</p><p>　　Ne －設(shè)計年限內(nèi)一個車道上標(biāo)準(zhǔn)軸的累積當(dāng)量軸次</p><p>　　Ae －道路等級系數(shù)，高速和一級公路為1.0，二級公路為1.1，三四級公路

82、為1.2</p><p>　　As －面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0，熱拌和冷板瀝青碎石，上拌下貫或貫入式路面，瀝青面層處治為1.0，沙石路面為1.2</p><p>　　Ab －基層類型系數(shù)，對半剛性基層Ab =1.0，柔性基層Ab =1.6，對混合式基層采用線性入插確定基層類型系數(shù)Ab =（Hy+2）/2 其中Hy為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（cm）</p&g

83、t;<p>　　在實(shí)際工程施工中，實(shí)際的彎沉值一般于設(shè)計完成值不同，當(dāng)實(shí)際彎沉值小于設(shè)計彎沉值時，所設(shè)計的道路滿足實(shí)際道路力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際的彎沉值的計算公式為如下，又實(shí)際彎沉值可推算所設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)的厚度，并確認(rèn)是否滿足要求。</p><p>　　Ls=1000×(2pδ/E) αe F</p><p>　　式中：ls —路面實(shí)測彎沉值。0.01mm</p>

84、;<p>　　P、δ —標(biāo)準(zhǔn)軸的輪胎接觸壓力（MPa）和當(dāng)量圓半徑（cm）</p><p>　　Αe —理論彎沉系數(shù)αe= ?（h1/δ,h2/δ,h3/δ…h(huán)n-1/δ;E2/E1,E3/E2, … E0/En-1） ,其中E0為土基回彈模量值（MPa）E1,E2,E3…En-1為各層材料回彈模量，h1,h2,h3…h(huán)n-1為各結(jié)構(gòu)層厚度（cm）</p><p>　　我國現(xiàn)

85、行瀝青路面設(shè)計規(guī)范提出理清混凝土面層，剛性基層，底基層以彎拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)值時，路面材料的容許拉應(yīng)力計算公式如下</p><p><b>　　σR=σs/Ks</b></p><p>　　式中：σR —路面結(jié)構(gòu)層材料層的容許拉應(yīng)力MPa</p><p>　　σs —結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強(qiáng)度MPa</p><p>　　Ks

86、 —結(jié)構(gòu)層材料的極限強(qiáng)度因疲勞而降低的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)</p><p>　　表征結(jié)構(gòu)層材料的極限強(qiáng)度因疲勞而降低的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，根據(jù)何在應(yīng)力與達(dá)到的疲勞臨界狀態(tài)的荷載作用次數(shù)之間的關(guān)系的疲勞方程可表示如下：</p><p>　　(1)瀝青混凝土面層</p><p>　　Ks=0.09Ne0.22/Ae</p><p>　?。?）無機(jī)結(jié)合料

87、穩(wěn)定中、粗粒土</p><p>　　Ks=0.35Ne0.11/Ae</p><p>　?。?）無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土</p><p>　　Ks=0.45Ne0.11/Ae</p><p><b>　　（4）貧混凝土</b></p><p>　　Ks=0.51Ne0.07/Ae</p>

88、<p>　　設(shè)計彎沉值計算公式如下：</p><p>　　ld=600Ne-0.2AeAsAb</p><p>　　式中：ld －路面設(shè)計彎沉值，0.01nn</p><p>　　Ne －設(shè)計年限內(nèi)一個車道上標(biāo)準(zhǔn)軸的累積當(dāng)量軸次</p><p>　　Ae －道路等級系數(shù)，高速和一級公路為1.0，二級公路為1.1，三四級公路為1

89、.2</p><p>　　As －面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0，熱拌和冷板瀝青碎石，上拌下貫或貫入式路面，瀝青面層處治為1.0，沙石路面為1.2</p><p>　　Ab －基層類型系數(shù)，對半剛性基層Ab =1.0，柔性基層Ab =1.6，對混合式基層采用線性入插確定基層類型系數(shù)Ab =（Hy+2）/2 其中Hy為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（cm）</p>

90、<p>　　在本文前部分提出道路交通量分為五個等級的假設(shè)，根據(jù)這五個不同的交通等級，計算出道路結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計彎沉值，從彎沉值和基底彎拉應(yīng)力著手，在滿足力學(xué)性質(zhì)和因地制宜的原則上，設(shè)計出低造價公路初衷的典型路面結(jié)構(gòu)。按照交通等級不同，計算出各個交通等級下的設(shè)計彎沉值。如下表：</p><p><b>　　表5.7</b></p><p>　　5.5低造價公

91、路典型結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計</p><p>　　在得到了典型結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)設(shè)計參數(shù)的基礎(chǔ)上，借鑒當(dāng)?shù)乜h鄉(xiāng)公路的修筑經(jīng)驗(yàn)和使用性能良好的路面結(jié)構(gòu)，通過室內(nèi)外試驗(yàn)和理論分析，以典型結(jié)構(gòu)設(shè)計原則和各項(xiàng)設(shè)計計算數(shù)據(jù)為依據(jù)，提出了適宜縣鄉(xiāng)公路的瀝青路面典型結(jié)構(gòu)，如下表</p><p>　　道路性質(zhì)：低造價公路 道路等級：四級 交通量等級：＜10萬次 表5.2</p><p>

92、;　　道路性質(zhì)：低造價公路 道路等級：四級 交通量等級：10-25萬次 表5.3</p><p>　　道路性質(zhì)：低造價公路 道路等級：四級 交通量等級：25-50萬次 表5.4</p><p>　　道路性質(zhì)：低造價公路 道路等級：四級 交通量等級：50-100萬次 表5.5</p><p>　　道路性質(zhì)：低造價公路 道路等級：四級

93、 交通量等級：100-200萬次 表5.6</p><p>　　在材料選擇上，應(yīng)按照低造價公路就地取材的原則，在西部山區(qū)公路固化土和碎石較多，在中部地區(qū)，路基可選擇二灰土或水泥混凝土碎石。石子的造價相對較高，所以盡量不宜采用。同時，S1為軟弱地基潮濕不宜使用級配碎石，因?yàn)榇髩K石子會因?yàn)榈鼗炼鲁?，造成路面結(jié)構(gòu)的破壞。由以上的優(yōu)化原則，得下表：</p><p>　　縣鄉(xiāng)公路典

94、型路面結(jié)構(gòu) 表5.8</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)提出的典型路面結(jié)構(gòu)，應(yīng)用BISAR3.0軟件對以下選擇出的三種路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：</p><p>　　結(jié)構(gòu)一 細(xì)粒式瀝青混凝土面層+石灰土碎石基層+石灰土底基層+土基</p><p>　　結(jié)構(gòu)二 中粒式瀝青混凝土面層+石灰砂礫土基層+石灰土底基層+土基</p&g

95、t;<p>　　機(jī)構(gòu)三 細(xì)粒式瀝青混凝土面層+水泥穩(wěn)定碎石基層+二灰土底基層+土基</p><p>　　5.5 BISAR 程序介紹</p><p>　　Bisar程序由位于荷蘭阿姆斯特丹(Amsterdam)的殼牌研究工作組(Shell)于1967年開發(fā)，至今己發(fā)展到Bisar3.O。它是基于多層彈性層狀體系理論專為道路設(shè)計而編制的程序，理論依據(jù)為英、荷合資的Shel-l公

96、司的Shell設(shè)計法。</p><p>　　Shell設(shè)計法屬于力學(xué)—經(jīng)驗(yàn)法，是國際上公認(rèn)的比較完善的路面設(shè)計方法。Shell設(shè)計法的力學(xué)圖示:</p><p>　　(1)把路面結(jié)構(gòu)當(dāng)作一種多層線性彈性體系，其中材料用楊氏彈性模量和泊松比表征。對于一般的設(shè)計方法均采用三層彈性體系。</p><p>　　(2)材料假定為均質(zhì)的和各向同性的，路面各層在水平方向?yàn)闊o限大。

97、</p><p>　　(3)荷載:一個圓面或幾個圓面上作用著均布的垂直和(或)水平荷載(對于一般的設(shè)計方法采用一種標(biāo)準(zhǔn)的雙輪荷載)。</p><p>　　(4)層間采用完全連續(xù)。</p><p>　　在路面力學(xué)方面，該法以層狀彈性體系理論為基礎(chǔ)，但考慮了材料的非線性和粘彈性特性，在研究過程中曾以非線性體系理論和粘彈性體系理論來進(jìn)行分析、一對比，對理論在路面設(shè)計中的應(yīng)

98、用又做了大量驗(yàn)證工作。因此，該法在理論上是比較完善的。</p><p>　　Bisar程序功能齊全，不僅可以計算任何一點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變和位移，包括主應(yīng)力、主應(yīng)變及其作用方向，對于層間接觸條件，既有連續(xù)，又有滑動，且能計算部分摩擦阻力的各種情況。此外又能考慮材料的非線性。</p><p>　　在荷載圖示方面，既有垂直荷載又考慮了汽車剎車和轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的水平荷載，這在其它解析法的程序里面是很少加以

99、注意的。</p><p>　　5.6 路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析</p><p>　　根據(jù)河北省路面材料調(diào)查結(jié)構(gòu)及我國現(xiàn)行《瀝青路面設(shè)計規(guī)范》選用路面結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)層材料參數(shù)：分析某一結(jié)構(gòu)參數(shù)的敏感性時，其它結(jié)構(gòu)參數(shù)不變。計算采用的材料參數(shù)、</p><p>　　表4-1計算采用的的材料參數(shù) </p><p><b>　　計算采用的結(jié)構(gòu)形式

100、</b></p><p>　　由以上的結(jié)構(gòu)形式作基本的力學(xué)分析：結(jié)構(gòu)一為交通量等級為T1的典型路面結(jié)構(gòu)。由BISAR分析得：</p><p>　　根據(jù)材料彎拉應(yīng)力性質(zhì)和T1交通量的設(shè)計彎沉值，結(jié)構(gòu)已符合力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)二為T2交通量等級的路面結(jié)構(gòu)，由BISAR分析得</p><p>　　根據(jù)材料彎拉應(yīng)力性質(zhì)和T

101、2交通量的設(shè)計彎沉值，結(jié)構(gòu)已符合力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)二為T5交通等級的路面結(jié)構(gòu)，由BISAR分析得</p><p>　　根據(jù)材料彎拉應(yīng)力性質(zhì)和T2交通量的設(shè)計彎沉值，結(jié)構(gòu)已符合力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本文對全國大部分地區(qū)的地造價公路進(jìn)行了瀝青路面典型結(jié)構(gòu)研

102、究。在研究車輛類型和交通量為依據(jù)，制定了五個交通等級：</p><p>　　由不同地區(qū)的土基模量分析把土基模量劃分為四個等級</p><p>　　縣鄉(xiāng)公路強(qiáng)度等級劃分表</p><p>　　再通過對大部分省市和地圖的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和篩選，選定部分材料為本課題主要使用的材料。再通過對材料的力學(xué)性質(zhì)和材料選取原則分析上選定部分材料和典型結(jié)構(gòu)為本課題的結(jié)論，</p

103、><p>　　縣鄉(xiāng)公路典型路面結(jié)構(gòu)</p><p>　　通過對上述材料的分析，在以后的道路施工選材中可以作為參考意見。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]交通部專家委員會.縣鄉(xiāng)公路水泥混凝土路面設(shè)計與施工.人民交通出版社，2004年4月.</p><p>　　[2

104、]黃新元.縣鄉(xiāng)公路手冊.人民交通出版社，2001年4月.</p><p>　　[3]韓鳳華、許志鴻.公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu).同濟(jì)大學(xué)出版社，1998年5月.</p><p>　　[4]楊錫武.公路水泥混凝土路面設(shè)計典型結(jié)構(gòu)設(shè)計方法.人民交通出版，2002年3月.</p><p>　　[5]王學(xué)軍.秦皇島市瀝青路面典型結(jié)構(gòu).河北工業(yè)大學(xué)碩士論文.2002年4月.<

105、/p><p>　　[6]馬士賓.低等級公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)研究.河北工業(yè)大學(xué)碩士論文.2002年.</p><p>　　[7]何兆益.《低造價縣鄉(xiāng)道路修筑技術(shù)研究》課題中的關(guān)于典型結(jié)構(gòu)的課題報告.國家交通部</p><p>　　科研項(xiàng)目，2004年.</p><p>　　[8]甘坤榮.廣西桂北地區(qū)縣鄉(xiāng)公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)研究.廣西交通科技，200

106、1年第1期.</p><p>　　[9]張春友、王柏春.長春市縣鄉(xiāng)三、四級公路路面典型結(jié)構(gòu)研究.吉林交通科技，2000年第4</p><p><b>　　期：10～20頁.</b></p><p>　　[10]劉曉佳.西部地區(qū)縣鄉(xiāng)公路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)研究.重慶交通學(xué)院碩士論文.2004年4月.</p><p>　　[11

107、]劉興東.巫溪縣農(nóng)村公路路面典型結(jié)構(gòu)研究.重慶交通學(xué)院碩士論文.2007年4月.</p><p>　　[12]武和平.高等級公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法.人民交通出版社，1999年5月.</p><p>　　[13]鄧學(xué)鈞.路基路面工程.人民交通出版社，2001年11月.</p><p>　　[14]喬墩、何兆益.農(nóng)村公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)與管理.人民交通出版社，2006年9月.&l

108、t;/p><p>　　[15]黃曉明.水泥路面設(shè)計.人民交通出版社，2003年6月.</p><p>　　[16]黃曉明，朱湘.瀝青路面設(shè)計.人民交通出版社，2002年9月.</p><p>　　[17]姚愛玲、孫治軍等.河南省瀝青路面典型結(jié)構(gòu)設(shè)計方法.西安公路交通大學(xué)學(xué)報，1999年</p><p>　　7月，第19卷第3期：18～21頁.&l