16水泥混凝土路面设计
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1总则1.0.1 为适应交通运输发展和公路建设的需要,提高水泥混凝土路面的设计质量和技术水平,保证工程安全可靠、经济合理,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建和改建公路和水泥混凝土路面设计。
1.0.3 水泥混凝土路面设计方案,应根据公路的使用任务、性质和要求,结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环境保护要求等,通过技术经济分析确定。
水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配制等。
水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可靠度,承受预期的荷载作用,并同所处的自然环境相适应,满足预定的使用性能要求。
1.0.4 水泥混凝土路面设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语、符号2.1 术语2.1.1 水泥混凝土路面cement concrete pavement以水泥混凝土做面层(配筋或不配筋)的路面,亦称刚性路面。
2.1.2 普通混凝土路面plain concrete pavement除接缝区和局部范围外面层内均不配筋的水泥混凝土路面,亦称素混凝土路面。
2.1.3 钢筋混凝土路面jointed reinforced concrete pavement 面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路面。
2.1.4 连续配筋混凝土路面continuous reinforced concrete pavement面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋,横向不设缩缝的水泥混凝土路面。
2.1.5 钢纤维混凝土路面steel fiber reinforced concrete pavement 在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。
2.1.6 复合式路面composite pavement面层由两层不同类型和力学性质的结构层复合而成的路面。
2.1.7 水泥混凝土预制块路面concrete block pavement面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。
公路⼯程标准体系结构2011年09月19日发布的公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40 2011),作为公路工程行业标准,自 2011 年 12 月 01 日起施行。
属于公路工程标准体系的“建设”板块“造价”模块。
公路工程标准体系由总体、通用、公路建设、公路管理、公路养护、公路运营六个板块构成,包含255个标准。
一、总体板块总体板块是公路工程标准体系、标准管理及标准编制的总体要求,明确公路工程标准的定位,是公路工程标准管理及编写应执行的规定和要求。
包含6个标准。
二、通用板块通用板块是公路建设、管理、养护、运营所遵循的基本要求,明确公路建设、公路管理、公路养护和公路运营四个板块的共性功能、指标及相互关系, 共40个标准,包含基础模块(12个标准)、安全模块(15个标准)、绿色模块(6个标准)、智慧模块(7个标准)。
三、公路建设板块公路建设板块是实施公路新建和改扩建工程所遵循的技术和管理要求,共135个标准,项目管理模块(1个标准)、勘测模块(10个标准)、设计模块(78个标准)、通用图模块(3个标准)、试验模块(9个标准)、检测模块(4个标准)、施工模块(20个标准)、监理模块(1个标准)、造价模块(9个标准)。
四、公路管理板块公路管理板块是公路管理和运政执法所遵循的技术和管理要求,共4个标准,站所模块(1个标准)、信息系统模块(2个标准)、执法模块(2个标准)。
五、公路养护板块公路养护板块是公路既有基础设施维护所遵循的技术和管理要求,共47个标准,综合模块(16个标准)、检测评价模块(12个标准)、养护决策模块(1个标准)、养护设计模块(4个标准)、养护施工模块(8个标准)、养护施工模块(6个标准)。
六、公路运营板块公路运营板块是公路运营、出行服务和智能化所遵循的技术、管理和服务要求,共17个标准,运营监测模块(6个标准)、出行服务模块(3个标准)、收费服务模块(4个标准)、应急处置模块(2个标准)、车路协同模块(1个标准)、造价模块(1个标准)。
水泥砼道路的施工方案设计
一、施工前准备工作
1.确定施工地点和道路规划
2.进行必要的地质勘察和土壤测试
3.准备相关施工材料和设备
二、基底处理
1.清理施工区域,除去杂物和沉积物
2.进行平整化处理,填平坑洼和凹陷部分
3.进行必要的排水设计,确保道路排水畅通
4.铺设垫层,通常使用砂石或碎石作为垫层材料
三、砼材料准备
1.按照设计要求,准备所需的水泥、砂浆、骨料等材料
2.对水泥进行质量检测,确保符合施工标准
3.按照比例将水泥、骨料、砂浆等材料进行搅拌和混凝
四、施工工艺
1.进行道路模板的安装,确保道路形状和线路的准确性
2.将预制的砼料倒入道路模板内,利用振动器进行浇筑和压实
3.对砼材料进行充分的压实和振实,确保道路面的平整度和密实度
4.在浇筑完成后,及时进行表面处理,如喷水、刷涂等,防止砼表面龟裂和开裂
五、养护保养
1.在道路砼浇筑完成后,进行养护保养,覆盖防尘网等保护措施,防止外界污染和损害
2.定期进行养护,进行除尘、清洁和修补工作,保持道路的平整度和平滑度
3.协调车辆通行
六、交付使用
1.经过养护保养,确保道路的稳定性和使用性,并进行质量检测
2.通知相关部门进行验收,确认道路符合相关规定和标准
3.在验收通过后,将道路交付给相应的部门或用户使用
总结:水泥砼道路的施工方案设计要考虑到施工前准备工作、基底处理、砼材料准备、施工工艺、养护保养和交付使用等环节,严格按照设计要求和相关标准进行施工,确保道路的质量和使用性能。
同时,还需要合理安排施工进度和施工人员,加强施工现场管理,确保施工的安全和顺利进行。
水泥混凝土道面分块设计最初,当采用水泥混凝土修筑路面时,并不做分块设计,除施工缝外,也不做任何接缝,面板浇筑的很长。
到20年代,发现早期建造的混凝土路面,冬天发生断裂,夏天则容易引起拱胀和挤碎破坏。
于是,在这一时期修建的混凝土路面,每隔9~12m(30~40ft)设置一条胀缩缝,缝宽10~15mm(in),中填沥青类材料。
到30年代,发现这种长板最后总是每隔3~4m产生横向裂缝,并且在胀缩缝处容易错台和唧泥等病害,经过近20年的摸索之后人们认识到,水泥混凝土板的平面尺寸不能太大。
胀缝设置也不能过多,目前趋向于不设或少设胀缝,减小缩缝间距。
板的长度在公路上素混凝土板取4~6m,在机场道面取为4m×4m、4m×5m、5m×5m、5m×6m等。
配有钢筋的板的平面尺寸可大些。
一、分块设计的原则机场道面一般采用矩形板,因矩形板平整性好,便于施工,在进行分块设计时,应遵循下列原则:1、尽可能将板划分为正方形或接近正方形,这样板的受力性能好,强度高,计算表明,在相同条件下,令圆板的强度为1,则六角形板的强度为0.86,正方形板为0.76,矩形板为0.76×(a为短边,b为长边)。
矩形板的长宽之比采用1.25:1~1:1为宜。
2、同一机场道面板的平面尺寸种类不宜过多,以减少模板种类,便于施工。
数量较多的规格板的尺寸,应与机械作业宽度相一致,常用宽度为4~5m。
在机械化程度低或手工操作的情况下,板的尺寸不宜过大,以免一块板的摊铺时间长,影响混凝土质量。
3、规格板的尺寸应与跑道、滑行道、集体停机坪等道坪的外廓尺寸相协调,最好只用一种基本尺寸,并成倍数关系。
尽量减少非规格板的数目,以简化施工。
规格板的最小边长为3m,最大边长为6m。
非规格板的最短边长不小于1m。
板角应避免有小于90°的锐角,防止因受力条件差而产生板角断裂。
4、双面坡跑道的中心线应与纵缝重合,切忌将跑道中心线位于板中(该板浇筑成“人”形折线板)。
目录1课程设计题目 (1)2课程设计目的 (1)3课程设计主要内容 (1)4路面厚度计算 (1)4.1交通分析 (1)4.2初拟路面结构 (3)4.3路面材料参数确定 (4)4.4 荷载疲劳应力 (6)4.5温度疲劳应力 (7)4.6验算初拟路面结构 (8)5接缝设计 (8)5.1纵向接缝 (8)5.2横向接缝 (9)6混凝土面板钢筋设计 (10)6.1 边缘补强钢筋 (10)6.2 角隅钢筋 (11)7材料用量计算 (11)7.1 面层 (11)7.2 基层 (12)7.3 垫层 (13)8施工要求说明 (13)参考资料 (15)水泥混凝土路面设计计算书1课程设计题目水泥混凝土路面设计:公路自然区划Ⅱ区拟建一条一级公路,路基为粘质土,采用普通混凝土路面,双向四车道,经交通调查得知,设计车道使用初期轴载日作用次数为4500。
试设计该路面结构。
2课程设计目的通过课程设计巩固和加深所学的专业知识,熟悉相关的设计规范和施工规范,掌握实际工程结构设计的全过程。
使学生将所学的专业基础和专业课知识在课程设计过程中有机的联系在一起,为进行实际的工程设计奠定基础。
要求学生课程设计之后对相关的设计规范、施工和试验规范等有比较系统和全面的了解,综合解决水泥混凝土路面结构设计中的实际问题,深入理解水泥混凝土路面的设计理论,掌握设计方法。
3课程设计主要内容(1)结构组合设计;(2)材料组成设计;(3)混凝土板厚的确定;(4)板的平面尺寸确定;(5)接缝设计;(6)配筋设计;(7)材料用量计算;(8)施工要求说明。
(9)设计图纸为A3路面结构详图一张(手工绘图),要求整洁、规范,图幅和数量符合要求。
(10)附参考文献4路面厚度计算4.1交通分析根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012一94),不同等级公路的路面结构设计安全等级及相应的设计基准期、可靠度指标和目标可靠度如下表:公路技术等级 高速公路 一级公路 二级公路 三、四级公路安全等级 一级 二级 三级 四级 设计基准期 30 30 20 20 目标可靠度(%) 95 90 85 80 目标可靠指标 1.64 1.28 1.04 0.84 变异水平等级 低低~中中中~高由表4-1知,一级公路的设计基准期为30年,安全等级为二级。
公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002---034.4面层4.4.1水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性,表面抗滑、耐磨、平整。
4.4.2面层一般采用设接缝的普通混凝土;面层板的平面尺寸较大或形状不规则,路面结构下埋有地下设施,高填方、软土地基、填挖交界段的路基等有可能产生不均匀沉降时,应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。
其他面层类型可根据适用条件按表4.4.2选用。
表 4.4.2其他面层类型选择4.4.3普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。
其纵向和横向接缝应垂直相交,纵缝两侧的横缝不得相互错位。
4.4.4纵向接缝的间距按路面宽度在3.0~4.5m范围内确定。
碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅摊铺时,可不设纵向缩缝。
4.4.5横向接缝的间距按面层类型和厚度选定:——普通混凝土面层一般为4~6m,面层板的长宽不宜超过1.30,平面尺寸不宜大于25m2;——碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为6~10m;——钢筋混凝土面层一般为6~15m。
4.4.6普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或配筋混凝土面层所需的厚度,可参照表4.4.6所示参考范围并按4.4.9条规定计算确定。
表 4.4.6 水泥混凝土面层厚度的参考范围4.4.7钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定,钢纤维体积率为0.6%~1.0%时,其厚度为普通混凝土面层厚度的0.65~0.75倍。
特重或重交通时,其最小厚度为160mm;中等或轻交通时,其最小厚度为140mm。
4.4.8复合式路面沥青上面层的厚度一般为25~80mm。
4.4.9除混凝土预制块面层外,各种混凝土面层的计算厚度应满足式(3.0.3)的要求。
荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录B.1和B.2计算。
面层设计厚度依计算厚度按10mm向上取整。
采用碾压混凝土或贫混凝土做基层时,宜将基层与混凝土面层视作分离式双层板进行应力分析。
上、下层板在临界荷位处的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录C.1和C.2计算。
路面设计说明4.1、主要技术指标车行道:双车道面层类型:水泥混凝土路面自然区划:本路段经过地区属中华人民共和国自然区划V2区设计标准轴载:双轮组单轴IOOkN横坡:时单向坡4.2、路面结构设计水泥险路面面层:水泥混凝土路面,厚度20cm。
调平层:级配碎石调平层,厚度4cm底基层:手摆片石,厚度16CIDO水泥混凝土路面设计基准期10年,设计基准期内车道所承受的标准轴载BZZ-IOO,累计作用次数为950932次,为中交通等级,基层顶面当量回弹模量146. 2MPa,变异水平等级为中级,可靠度系数为L 06。
基层顶面竣工验收弯沉值LS= 100.0 (0. Olnun)土基顶面竣工验收弯沉值LS= 310.0 (0. Olmm)水泥混凝土设计抗弯(折)拉强度为4. 5Mpa (抗压强度不小于30Mpa),混凝土弯拉模量29GPa.水泥稳定粒料回弹模量为1500 MPa,新建路基30 Mpa o4.3、水泥混凝土面层组成设计设计以荷载应力和温度应力产生综合疲劳损坏作为设计标准,以纵缝边缘中部作为临界荷位,综合疲劳应力不高于水泥混凝土板的弯拉强度作为控制指标,对路面厚度进行了计算。
中湿段的路面总厚度不小于水泥混凝土路面的防冻最小厚度。
单车道路面混凝土基本板块尺寸为4.5mX4.5m (长X宽)。
水泥混凝土板厚均为20厘米,设计弯拉强度不小于4. 5MPa,路面面层弯拉弹性模量为Ec=29GPa,要求使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥,水泥标号为42.5号,所用石料必须满足有关规范对石料强度指标的技术要求,砂的细度模数宜在2. 0-3. 5之间。
路面的抗滑以构造深度不低于0.6mm,混凝土水灰比不大于0. 46,掺用的外加剂应经配合比试验应符合要求后方可使用。
假缝上部的槽口用切缝机进行切割。
构造物横穿公路时,构造物顶面至板底距离小于120Cm时,其顶面及两侧各6m 范围内的混凝土面板采用钢筋网补强。