路面结构荷载及材料
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混凝土路面承载力标准一、前言混凝土路面是公路、街道等城市道路建设中不可缺少的一部分。
混凝土路面的承载力是保证道路安全和持久使用的重要指标。
本文旨在提供混凝土路面承载力标准,以供相关从业人员参考和遵循。
二、基础知识1.混凝土路面承载力定义混凝土路面承载力是指路面在荷载作用下承受荷载的能力。
混凝土路面的承载力是由其材料的强度、路面结构和路面厚度等因素决定的。
2.混凝土路面承载力测试方法混凝土路面承载力测试方法包括静荷载试验和动荷载试验两种方法。
其中,静荷载试验是指在路面上施加静态荷载,测量路面的变形和应力,从而计算出路面的承载力;动荷载试验是指在路面上施加动态荷载,通过路面反弹值和板载法等方法计算出路面的承载力。
3.混凝土路面承载力影响因素混凝土路面的承载力受到多种因素的影响,其中包括混凝土路面材料的强度、路面结构和路面厚度等因素,还包括路面的使用年限、气候条件、车辆类型和荷载等因素。
三、混凝土路面承载力标准1.混凝土路面承载力设计标准混凝土路面的承载力设计标准应遵循以下几个方面:(1)混凝土路面的设计应符合相关国家标准和规范。
(2)混凝土路面的设计应根据路段交通量、车速、车型、气候条件等因素合理选取路面厚度和路面结构。
(3)混凝土路面的设计应考虑路面使用年限和维修周期等因素,保证路面的持久性和安全性。
2.混凝土路面承载力验收标准混凝土路面承载力验收标准应遵循以下几个方面:(1)混凝土路面的承载力应符合相关国家标准和规范的要求。
(2)混凝土路面的承载力验收应根据设计要求进行静荷载试验或动荷载试验。
(3)混凝土路面的承载力应符合设计要求,并达到使用要求。
3.混凝土路面承载力维护标准混凝土路面的承载力维护标准应遵循以下几个方面:(1)混凝土路面的维护应根据路面使用情况进行定期检查和评估。
(2)混凝土路面的维护应及时进行,包括路面修补、更换和防水等措施。
(3)混凝土路面的维护应符合相关国家标准和规范的要求,保证路面的承载力和使用寿命。
沥青混凝土路面具体结构及参数1.砼层结构:沥青混凝土路面一般由数层构成,最下方为基层,上面依次为下基层、中基层、面层。
基层通常由砾石或碎石料构成,用于承受来自上方荷载的压力,增加整个路面的稳定性。
下基层和中基层由不同级别的砾石或碎石料以及水泥等填充材料构成,主要起到支撑和补强的作用。
面层则是由沥青混凝土构成,用于承受交通荷载并提供舒适顺畅的行车表面。
2.石料参数:石料是沥青混凝土路面的主要组成部分之一,它的参数直接决定了沥青混凝土的性能。
常见的石料参数包括砾石或碎石料的颗粒分布、强度指标(如抗压强度、抗冻强度等)、含水率等。
合适的石料参数能够提高沥青混凝土的强度和耐久性。
3.沥青胶结剂参数:沥青是沥青混凝土的胶结剂,它的参数对于沥青混凝土的性能也有重要影响。
沥青胶结剂的参数包括粘度、软化点、渗透性、抗老化性能等。
适当的沥青胶结剂参数能够确保沥青混凝土的黏结性和柔韧性,提高路面的耐久性和抗裂能力。
4.沥青混凝土配合比:沥青混凝土的配合比是指由不同成分的材料按照一定比例混合形成的沥青混凝土的配合比例。
合理的配合比可以提高沥青混凝土的力学性能和耐久性能。
常见的沥青混凝土配合比参数包括砂石料与沥青的比例、水泥与水的比例、混凝土的密实程度等。
5.其他参数:除了上述几个关键参数外,还有一些其他参数也对沥青混凝土的性能产生影响。
例如,路面的厚度、路面的坡度、路面的横纹和纵纹等,都会影响到沥青混凝土的排水性能、车辆行驶的舒适性和安全性。
总结起来,沥青混凝土路面的具体结构和参数包括砼层结构、石料参数、沥青胶结剂参数、沥青混凝土配合比以及其他参数。
这些参数在设计和施工过程中都需要考虑,以确保沥青混凝土路面具有良好的强度、耐久性和舒适性。
市政道路路面结构及路基设计市政道路是指城市内的交通道路系统,其设计涉及到路面结构和路基设计。
路面结构是指道路的表层结构,用于承受车辆荷载和提供行车平稳性,而路基设计是指道路基础及其边坡的设计,用于承受道路荷载并保持路基的稳定性。
路面结构设计包括以下几个部分:1. 道路基础层:道路基础层一般由碎石、砂土等材料构成,用以提供路面的稳定性和排水功能。
基础层的厚度和材料的选择应根据地理条件和交通流量来决定。
3. 路面面层:路面面层是道路最上层的材料,通常由沥青混凝土或水泥混凝土构成。
面层应具有耐磨性、抗滑性和排水性能,以确保行车的平稳性和安全性。
4. 路肩:路肩是指道路两侧的边坡,通常由碎石、草坪等材料构成。
路肩的设计应考虑到排水和边坡稳定性,并根据交通流量和道路类型来确定宽度。
路基设计是指道路基础及其边坡的设计,主要包括以下几个方面:1. 车行道路基的设计:车行道路基是指路面结构下方的土层,用以提供支撑和承载能力。
路基设计应考虑到土壤的类型和强度,以及排水和稳定性的要求。
2. 路基边坡设计:路基边坡是指道路两侧的边坡,用以保持路基的稳定性并防止坍塌。
边坡的设计应考虑到土壤的稳定性、水分含量和坡度,并采取相应的措施来加固和保护边坡。
3. 排水系统设计:道路设计中的排水系统是为了确保道路在降雨等情况下的排水能力,防止水泄漏和积水。
排水系统设计应包括雨水收集、排水管道和排水沟等设施的设置。
市政道路的设计涉及到路面结构和路基设计,其中路面结构包括道路基础层、路面底层、路面面层和路肩的设计,而路基设计主要包括车行道路基的设计、路基边坡设计和排水系统设计。
这些设计要素的合理安排能够提高道路的使用寿命和安全性。
第六章路面结构的力学分析1.引言路面结构是指在路面上铺设的各种材料和层次,用来承受车辆荷载和环境荷载,并提供平稳、安全的行车路面。
路面结构的力学分析是研究路面结构在荷载作用下产生的应力和变形,以及结构的强度和稳定性。
2.车辆荷载车辆荷载是指行驶在路面上的车辆对路面产生的力和压力。
车辆荷载可包括静载荷和动载荷。
静载荷是指车辆停在路面上时对路面的作用力,动载荷是指车辆行驶时对路面的作用力。
车辆荷载可以通过车辆轴重、车辆类型、车速等参数来计算。
3.路面材料的特性路面材料的特性包括强度、刚度、抗裂性、耐久性等。
强度是指材料抵抗破坏的能力,刚度是指材料对应力的响应程度,抗裂性是指材料抵抗裂缝的能力,耐久性是指材料抵抗气候和环境影响的能力。
路面材料的选择应考虑车辆荷载、气候条件和交通流量等因素。
4.路面结构的力学模型路面结构的力学模型可分为弹性模型和塑性模型。
在弹性模型中,路面结构被假设为弹性体,能够在荷载作用下产生弹性变形,但不会导致结构破坏。
弹性模型的分析可通过有限元法等数值方法进行。
在塑性模型中,路面结构被假设为塑性体,能够在荷载作用下产生塑性变形,可能导致结构破坏。
塑性模型的分析可通过弹塑性理论和强度理论等方法进行。
5.路面结构的承载力路面结构的承载力是指其能够承受的最大荷载。
路面结构的承载力分析可通过确定路面结构的应力和变形,并比较其与材料的强度和变形能力。
当路面结构的应力超过材料的强度或变形超过材料的变形能力时,路面结构可能产生破坏。
6.路面结构的稳定性路面结构的稳定性是指其在荷载作用下保持平稳和不发生破坏的能力。
路面结构的稳定性分析可通过确定路面结构的变形和结构的弯曲、剪切和压实情况,以及土壤的支撑条件。
7.实例分析以城市道路的路面结构为例进行实例分析。
首先,通过调查和测量确定车辆荷载、路面材料和路面结构的参数。
然后,进行路面结构的力学分析,计算路面结构的应力和变形。
最后,比较计算结果与路面材料的强度和变形能力,评估路面结构的承载力和稳定性。
1、路面结构计算书1.1 水泥混凝土路面设计道路等级:城市主干道Ⅰ级;设计车速:50Km/h;设计荷载:公路-Ⅰ级;标准轴载:道路BZZ-100KN;路面类型:水泥混凝土路面;路面结构达到临界状态设计年限:30年;交通量达饱和设计年限:20年。
本次路面结构计算采用“《公路路面程序设计系统》HPDS2006”电算软件进行计算。
按一级公路标准等级进行计算。
变异水平的等级 : 中级可靠度系数 : 1.195面层类型 : 普通混凝土面层序号路面行驶车辆名称单轴单轮组的个数轴载总重(kN)单轴双轮组的个数轴载总重(kN)双轴双轮组的个数轴载总重(kN)三轴双轮组的个数轴载总重(kN)交通量1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 5420序号分段时间(年) 交通量年增长率1 10 9.6 %2 10 7.2 %3 10 6.4 %行驶方向分配系数 .5 车道分配系数 .6轮迹横向分布系数 .22混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa混凝土面层板长度 4 m 地区公路自然区划Ⅳ面层最大温度梯度 88 ℃/m 接缝应力折减系数 .87基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32基层顶面当量回弹模量 ET= 189.5 MPa中间计算结果 :HB= 260 r= .764 SPS= .97 SPR= 2.7BX= .53 STM= 1.87 KT= .46 STR= .85SCR= 3.55 GSCR= 4.12 RE=-17.6 %其中:HB-----拟定的混凝土面层厚度(mm)r------混凝土面层板的相对刚度半径(m)SPS----混凝土面层的荷载应力(MPa)SPR----混凝土面层的荷载疲劳应力(MPa)BX-----温度应力系数STM----混凝土面层的温度应力(MPa)KT-----温度疲劳应力系数STR----混凝土面层的温度疲劳应力(MPa)SCR----混凝土面层的综合应力(荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和)(MPa)GSCR---可靠度系数与混凝土面层综合应力的乘积(MPa)RE-----GSCR与面层混凝土弯拉强度标准值的相对误差(%)设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 1626路面的设计基准期 : 30 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 1.502976E+07路面承受的交通等级 :重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 189.5 MPa混凝土面层设计厚度 : 260 mm通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:---------------------------------------普通混凝土面层 260 mm---------------------------------------水泥稳定粒料 250 mm---------------------------------------级配碎砾石 200 mm---------------------------------------新建路基新建基(垫)层及路基顶面交工验收弯沉值计算新建基(垫)层的层数 : 2基(垫)层及路基交工验收综合影响系数 : 1标准轴载 : BZZ-100层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32第 1 层顶面交工验收弯沉值 LS= 53.6 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 第 2 层顶面交工验收弯沉值 LS= 211.5 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 291.1 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)1.2 沥青混凝土路面设计道路等级:城市主干道Ⅰ级;设计车速:50Km/h;设计荷载:公路-Ⅰ级;标准轴载:道路BZZ-100KN;路面类型:沥青混凝土路面;路面结构达到临界状态设计年限:15年;交通量达饱和设计年限:20年。
第一章课程简介与公路建设发展(路基路面工程习题判断与选择题)二、选择题1、公路路基是路面的基础,是公路工程的重要组成部分,路基必须主要具有足够的( abd )。
a、强度;b、稳定性;c、刚度;d、耐久性。
2、公路路面时直接承受交通荷载、大气温度及雨水作用的结构,应具有良好的稳定性和足够的强度、刚度,其表面还应满足( acd )的要求。
a、平整;b、耐磨;c、抗滑;d、排水。
3、土基路床分为上路床、下路床,其层位厚度上、下路床为( b )。
a、30cm、80cm;b、30cm、50cm;c、80cm、70cm;d、80cm、150cm。
三、判断题(正确√;错误×)1、面层分为表面层(×)。
2、面层分为上面层、中面层、下面层(√)。
3、基层分为上基层、下基层及底基层(√)。
4、土基分为路床、路堤(√)。
5、土基路堤分为上路堤、中路堤、下路堤(×)。
四、简答题1、简述路面分层主要分几层?面层、基层、底基层、路基(含垫层)五、论述题1、论述国家高速公路网布局规划中“79186”代表意义?其中“6”代表的具体内容?“79186”中的“7”代表的是以北京为中心的7放射线,“9”代表的是南北纵(经线),“18”代表的是东西横线(纬线),“6”代表的是地区环线。
“6”代表的是沈阳环线、杭州湾环线、成都环线、台湾环线、珠江三角洲环线和海南环线。
第二章总论二、选择题1、公路用土按不同的工程特性划分为(abcd )四大类,并细分为11种土。
a、巨粒土;b、粗粒土;c、细粒土;d、特殊土。
2、利用( bcd )等无机结合料修筑半刚性路面,半刚性路面结构目前已广泛用于高等级公路与城市道路,成为一种主要的结构型式。
a、改性土;b、石灰;c、水泥;d、工业废渣。
3、我国公路自然区划图制定主要依据我国划分自然区划的目的和原则进行,该区划是根据以下( abc )原则制定的。
a、道路工程特征相似的原则;b、地表气候区划差异性的原则;c、自然气候因素既有综合又有主导作用的原则;d、主要考虑b和c。