2017版沥青路面结构计算书
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新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区,属于二级公路,设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为12.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710,交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tξ层分为kRiRai)。
各计算结果汇总于表5中。
各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形表5. 沥青层永久变形计算结果3.2 无机结合料层疲劳开裂验算根据弹性层状体系理论,计算得到无机结合料层层底拉应力为0.480MPa。
根据气象资料,工程所在地区冻结指数F为50.0℃?日,按照表B.1.1,季节性冻土地区调整系数ka 层材料无机结合料层底疲劳寿命为678,769,556。
3.3 贯入强度验算公路所在地区月平均气温大于0℃的月份数为11个月,由此得到对应于贯入度要求。
4. 路基顶面和路表验收弯沉值根据附录B.7节,确定路基顶面和路表验收弯沉值时,采用落锤式弯沉仪,荷载盘半径为150mm,荷载为50kN。
采用拟定的路面结构以及各层结构模量值,路基顶面回弹模量采用平衡湿度状态下的回弹模型乘以模量调整系数kl(kl=0.5),为25MPa,根据弹性层状体系理论计算得到路表验收弯沉值la为35.2(0.01mm)。
三长线
新建路面设计
1. 项目概况与交通荷载参数
表1. 车辆类型分布系数
根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
2. 初拟路面结构方案
初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构
路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为61MPa。
3. 路面结构验算
3.1 沥青混合料层永久变形验算
表5. 沥青层永久变形计算结果
3.2 无机结合料层疲劳开裂验算
根据弹性层状体系理论,计算得到无机结合料层层底拉应力为0.264MPa。
根据气象资料,工程所在地区冻结指数F为25.0℃?
4. 路基顶面和路表验收弯沉值
根据附录B.7节,确定路基顶面和路表验收弯沉值时,采用落锤式弯沉仪,荷载盘半径为150mm,荷载为50kN。
采用拟定的路面结构以及各层结构模量值,路基顶面回弹模量采用平衡湿度状态下的回弹模型乘以模量调整系数kl(kl=0.5),为36MPa,根据弹性层状体系理论计算得到路表验收弯沉值la为26.0(0.01mm)。
5. 结果汇总
各项验算结果汇总如下表所示:
表6. 分析结果汇总
由上表可知,所选路面结构和材料能满足各项验算内容的要求。
三长线新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于江西省,属于一级公路,起点桩号为K0+000,终点桩号为K44+086,设计使用年限为15.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为3855辆/日, 交通量年增长率为5.0%, 方向系数取55.0%, 车道系数取60.0%。
根据交通历史数据,按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC3类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式(A.4.2)计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为22,351,024, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为1,670,542,389。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为10,019,677,交通等级属于重交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为61MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tξ为23.8℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为25.4℃。
可靠度系数为1.28。
根据B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi)如表5所示。
新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区,属于二级公路,设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为12.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为1849辆/日,交通量年增长率为8.2%,方向系数取55.0%,车道系数取70.0%。
根据交通历史数据,按表 A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1.车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示表2.非满载车与满载车所占比例(%)根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表 A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如表3所示。
表3.非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式(A.4.2 )计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551,对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710,交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4.初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数K n取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa3. 路面结构验算3.1沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度T E为20.1 T,由式(G.2.1 )计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5 °C。
可靠度系数为1.04。
根据B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi )如表5所示。
利用弹性层状体系理论,分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力(Pi)根据式(B.3.2-3 )和式(B.3.2-4 ),计算得到d仁-8.23,d2=0.77。
新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区,属于二级公路,设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为%, 方向系数取表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710,交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。
3. 路面结构验算沥青混合料层永久变形验算根据表,基准等效温度Tξ层分为kRiRai)。
各计算结果汇总于表5中。
各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形表5. 沥青层永久变形计算结果无机结合料层疲劳开裂验算根据弹性层状体系理论,计算得到无机结合料层层底拉应力为。
根据气象资料,工程所在地区冻结指数F为℃?日,按照表,季节性冻土地区调整系数ka层材料无机结合料层底疲劳寿命为678,769,556。
贯入强度验算公路所在地区月平均气温大于0℃的月份数为11个月,由此得到对应于贯入度要求。
4. 路基顶面和路表验收弯沉值根据附录节,确定路基顶面和路表验收弯沉值时,采用落锤式弯沉仪,荷载盘半径为150mm,荷载为50kN。
采用拟定的路面结构以及各层结构模量值,路基顶面回弹模量采用平衡湿度状态下的回弹模型乘以模量调整系数kl(kl=,为25MPa,根据弹性层状体系理论计算得到路表验收弯沉值la为()。
5. 结果汇总各项验算结果汇总如下表所示:表6. 分析结果汇总由上表可知,所选路面结构和材料能满足各项验算内容的要求。
新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区,属于二级公路,设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为12.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取70.0%。
根据交通历史数据,按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式(A.4.2)计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710,交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tξ为20.1℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。
可靠度系数为1.04。
根据B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi)如表5所示。
利用弹性层状体系理论,分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力(Pi)。
注:本文档为手算计算书文档,包含公式、计算过程在内,可供老师教学,可供学生学习。
下载本文档后请在作者个人中心中下载对应Excel计算过程。
(若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议,请私信作者!)团队成果,侵权必究!(温馨提示,本文档没有计算功能,请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格,填入基本参数后,Excel表格会计算出各分项结果,并显示计算过程!)新版规范沥青混凝土路面设计(详细应用)1.设计资料湖南郴州某地区拟建公路,设计年限为15年,公路自然区划为Ⅳ5区,其中路基土质为粘性土,干湿状态为潮湿,稠度为0.95。
近期混合交通量如下表所示,交通组成和代表车型的技术参数分别如下表所示,交通量年平均增长率为6.0%。
请设计合适的沥青路面结构。
混合交通组成车型分类代表车型的技术参数2.交通量计算2.1车道数及交通荷载等级确定交通量换算采用小客车为标准车型。
根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)中表3.3.2得到各车型的车辆折减系数,再根据设计资料中的参数,得到换算的小客车平均日交通量。
如下表:根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)(以下简称沥青规范)中表3.0.2可知一级公路设计使用年限为15年,与设计资料相符。
由上表知在设计年限内最大小客车年平均昼夜交通量为20574辆/天,在15000~30000辆之间,需选用一级公路,与设计资料相符。
且符合四车道一级公路的适应范围,故本设计采用双向四车道的一级公路。
由沥青规范中条文A.2.5以及表A.2.5取车道系数LDF=0.75,由条文A.2.4取方向系数DDF=0.5。
根据沥青规范中表3.0.4可知8283336辆设计年限内设计车道累计大型客车和货车交通量对应的设计交通荷载等级为重。
2.2车辆类型分布系数确定由于缺乏交通历史数据或经验数据,根据沥青规范中条文A.2.6,采用水平三确定车辆类型分布系数,先按表A.2.6-1确定公路TTC分类为TTC5,再根据表A.2.6-2得TTC5车辆类型分布系数如下表:车辆类型分布系数(%)2.3车辆当量设计轴载换算根据沥青规范中条文A.3,采用水平三确定车辆当量设计轴载换算系数。
沥青路面构造设计与计算书1 工程简介本路段车站北路城市道路,采用二级标准.K0+000~K2+014.971,全线设计时速为40km/h。
路基宽度为21.5m,机动车道宽度为2×7.5m,人行道宽度为2×2.5m,盲道宽度为2×0.75m。
路面设计为沥青混凝土路面,设计年限为15年。
路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示;根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面构造为:机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土AC-20,基层采用20cm厚水稳砂砾〔5:95〕,底基层采用20cm天然砂砾。
2 土基回弹模量确实定本设计路段自然区划位于Ⅵ区,当地土质为砂质土,由"公路沥青路面设计规〔JTG D50-2006"表F.0.3查得,土基回弹模量在枯燥状态取59Mpa.3 设计资料〔1〕交通量年增长率:6% 设计年限:15年〔2〕初始年交通量如下表:4 设计任务4.1 沥青路面构造组合设计4.2 沥青路面构造层厚度计算,并进展构造层层底拉应力验算4.3 绘制沥青路面构造图5 沥青路面构造组合设计5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示。
标准轴载计算参数如表10-1所示。
5.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次5.1.1.1 轴载换算轴载换算采用如下的计算公式:35.4121∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ki i i P P n C C N ,()11 1.211c m =+⨯-=,计算结果如下表所示。
轴载换算结果表〔弯沉〕注:轴载小于25KN 的轴载作用不计 5.1.1.2 累计当量轴次根据设计规,二级公路沥青路面设计年限取15年,车道系数η=0.7,γ=6.0% 累计当量轴次:()[][]596.369071406.07.06.6203651)06.01(3651115=⨯⨯⨯-+=⋅⨯-+=ηγγN N te次5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次5.1.2.1 轴载验算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:轴载换算结果表〔半刚性基层层底拉应力〕注:轴载小于50KN的轴载作用不计5.1.2.2 累计当量轴次参数取值同上,设计年限为15年,车道系数取0.7,那么累计当量轴次为:5.2 路面构造层设计与材料选取由上面计算得到设计年限一个行车道上的累计当量轴次。
水泥路面直接加铺沥青和水泥路面碎石化后加铺沥青路面结构计算书本文档根据最新规范《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)和《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2012)利用2017计算软件,计算了两种水泥混凝土路面不同加铺方式:(1)碎石化把碎石化层作为粒料基层按照沥青路面计算路面结构。
(2)保留水泥路面直接加铺,按照水泥混凝土相关规范计算路面结构。
一、水泥路面碎石化后加铺沥青(1)交通量计算表1.1实测交通量(辆/日)公路等级:二级公路Ll标可靠指标:1.04初始年大型客车和货车双向年平均日交通量(辆/日):1001路面设计使用年限(年):12通车至首次针对车辙维修的期限(年):12交通量年平均增长率:8.5%方向系数:0. 55车道系数:1整体式货车比例:73%半挂式货车比例:27%表1. 2非满载车与满载车所占比例(%)初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量(辆/S): 550设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆):3924511根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)规范表3.0.4,路面设计交通荷载等级为:轻交通荷载等级。
表1・3设计交通荷载等级(规范表3.0.4)注:大型客车和货车为规范规立的2〜11类车。
当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设讣使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为:7388457当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为:7. 377117×10s 当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设讣车道上的当量设讣轴载累讣作用次数为:7588457当验算路基顶面竖向压应变时:设讣使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为:1.325065 XlO7 (2)路面结构设计与验算路面结构的层数:6设计轴载:IookN路面设计层层位:3设讣层起始厚度:300 (mm)加铺层最下层位:31.41)笫3层无机结合料稳定层疲劳开裂验算设计层厚度H (3) =300 mm季节性冻土地区调整系数KA=I温度调整系数KT2=1. 275现场综合修正系数KC=-O. 946笫3层层底拉应力O =0. 282 MPa笫3层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2=1. 747613 XlO9轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2二7. 377117×10$轴次第3层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求。
新建路面设计
1. 项目概况与交通荷载参数
该项目位于西南地区,属于二级公路,设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为12.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取70.0%。
根据交通历史数据,按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数
根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)
根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式(A.4.2)计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710,交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案
初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构
路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。
3. 路面结构验算
3.1 沥青混合料层永久变形验算
根据表G.1.2,基准等效温度Tξ为20.1℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。
可靠度系数为1.04。
根据B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi)如表5所示。
利用弹性层状体系理论,分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力(Pi)。
根据式(B.3.2-3)和式(B.3.2-4),计算得到d1=-8.23,d2=0.77。
把d1和d2的计算结果带入式(B.3.2-2),可得到各分层的永久变形修正系数(kRi),并进而利用式(B.3.2-1)计算各分层永久变形量(Rai)。
各计算结果汇总于表5中。
各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=19.2(mm),根据表3.0.6-1,沥青层容许永久变形为20.0(mm),拟定的路面结构满足要求。
表5. 沥青层永久变形计算结果
3.2 无机结合料层疲劳开裂验算
根据弹性层状体系理论,计算得到无机结合料层层底拉应力为0.480MPa。
根据气象资料,工程所在地区冻结指数F为50.0℃•日,按照表B.1.1,季节性冻土地区调整系数ka取1.00。
根据式(B.2.1-2),现场综合修正系数为-0.747 根据工程所在地区,查表G.1.2得到基准路面结构温度调整系数为1.31,根据初拟路面结构和路面结构层材料参数,按式(G.1.3-1)计算得到温度调整系数kT2为1.15。
由表B.2.1-1,对于无机结合料稳定粒料,疲劳开裂模型参数a=13.24,b=12.52。
弯拉强度为2.0MPa。
根据以上参数,按式(B.2.1-1)计算得到无机结合料层底疲劳寿命为678,769,556。
3.3 贯入强度验算
公路所在地区月平均气温大于0℃的月份数为11个月,由此得到对应于贯入强度验算的设计车道累计设计轴载作用次数Ne5为7,433,755。
所在地区月平均气温大于0℃的各月份气温平均值为20.0℃。
根据公路等级,参照表3.0.6-1,得到沥青混合料层容许永久变形量为20.0mm。
路面结构系数根据式(5.5.8-2)计算为0.91,沥青混合料层的综合贯入强度由式(5.5.8-3)确定为0.55MPa,根据式(5.5.8-1),得到沥青混合料层的贯入强度要求值为0.49,所以,拟定的路面结构和材料满足贯入强度要求。
4. 路基顶面和路表验收弯沉值
根据附录B.7节,确定路基顶面和路表验收弯沉值时,采用落锤式弯沉仪,
荷载盘半径为150mm,荷载为50kN。
路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,则平衡湿度状态下的回弹模量为50MPa,采用公式(B.7.1)计算得到路基顶面验收弯沉值为373.5(0.01mm)。
采用拟定的路面结构以及各层结构模量值,路基顶面回弹模量采用平衡湿度状态下的回弹模型乘以模量调整系数kl(kl=0.5),为25MPa,根据弹性层状体系理论计算得到路表验收弯沉值la为35.2(0.01mm)。
5. 结果汇总
各项验算结果汇总如下表所示:
表6. 分析结果汇总
由上表可知,所选路面结构和材料能满足各项验算内容的要求。