根据《工可报告》及《工可补充材料》,交通组成如表5—3。路面设计采用标准轴载BZZ—100,设计使用年限:沥青混凝土路面为15年。
车 型 构 成 表
表 5-2
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车 型 |
大客车 |
小客车 |
小货车 |
中货车 |
大货车 |
拖挂车 |
合 计 |
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构成比例(%) |
5.3 |
28.7 |
13.5 |
30.1 |
9.2 |
13.8 |
100 |
将预测交通量换算为标准轴载,计算得到设计年限内一个车道上的累计当量轴次最大路段983万次,最小路段683万次,设计时采用最大值,设计弯沉0.244mm,路面设计是以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标来计算路面结构厚度。
2、 路面结构及厚度计算
根据本路交通量、路基设计、筑路材料等具体情况,结合省内外高速公路建设的成功经验,参照最新的科研成果,按照规范的理论和公式进行试算,最终选定两个方案进行比选,按当量轴次最大路段983万次计算得到的路面结构见表5—3。
表 5-3
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项 目 |
推荐方案 |
比较方案 |
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干湿类型 |
中 湿 |
中 湿 |
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代 号 |
Ⅰ |
Ⅱ |
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面 层
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上面层 |
4cm中粒式抗滑表层 (AK—16A) |
5cm中粒式抗滑表层 (AK—16A) |
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中面层 |
5cm中粒式沥青砼 (AC—20Ⅰ) |
6cm中粒式沥青砼 (AC—20Ⅰ) |
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下面层 |
6cm粗粒式沥青砼 (AC—25Ⅰ) |
7cm粗粒式沥青砼 (AC—25Ⅰ) |
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封层 |
1cmSBR改性沥青封层 |
1cmSBR改性沥青封层 |
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基 层 |
上基层 |
19cm水泥稳定碎石 |
18cm水泥稳定碎石 |
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下基层 |
18cm石灰、粉煤灰稳定碎石 |
18cm石灰、粉煤灰稳定碎石 |
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底 基 层 |
18cm石灰土或二灰土 |
17cm石灰土或二灰土 |
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总 厚 (cm) |
71 |
72 |
①推荐及比较方案采用目前国内高速公路路面面层最常采用的三层式结构,最常用的厚度为15cm(4cm上面层+5cm中面层+6cm下面层),其中上面层采用改性沥青并适量掺加纤维,中、下面层采用普通沥青混凝土。上面层级配类型采用AK—16A并适量掺加纤维,改善了沥青混凝土的多方面性能,尤其是路面的抗裂性能与抗疲劳性能。中面层、下面层均采用密级配,即现行规范中的Ⅰ型沥青混凝土,沥青均选用符合“重交通道路石油沥青技术要求”的70号普通沥青,石料选用石灰岩。
②基层水泥稳定级配碎石和石灰粉煤灰稳定级配碎石两种基层结构,经我省近几年在高等级道路上的使用,证明均为高强、综合性能较好的基层结构。二者的主要区别是水泥稳定级配碎石强度形成快,早期强度高,受气候制约小,施工时间紧凑;二灰碎石的早期强度低,施工拌合碾压成型时间一般不受控制,强度形成慢,雨季及秋后施工对强度影响较大,但石灰粉煤灰稳定级配碎石也有造价低,后期强度高,裂缝较少等优点。
③路面底基层选定。河北省平原区内砂砾料缺乏,因此,河北平原区境内修建的公路大多采用石灰土、水泥土、二灰土等稳定土类底基层,通过多年的探索和实践,这一结构是成功的,取得了很好的建设经验。因此,在本路段设计中底基层采用稳定土类,考虑本段粉土较多,同时,石家庄市、邢台市热电厂均有大量的粉煤灰储备,因此,本路段路面底基层选用二灰土。
④路面厚度确定,采用本段内最低的累计当量轴次683万次进行计算,底基层可减薄4cm,由于相差较少,因此按交通量逐个分段采用不同的厚度意义不大,整个路段采用相同的路面厚度。
⑤河北省境内已建高速公路路面结构对比.
表 5-4
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已建公路名称 |
上面层 |
中面层 |
下面层 |
基层 | 底基层
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| 上基层 | 下基层
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京张公路 |
轻车方向 | 4cm密级配(AC-16Ⅰ型)
| 5cm密级配(AC-20Ⅰ型) |
6cm密级配(AC-25Ⅰ型) |
20cm水泥稳定级配碎石(5:95) |
38cm水泥稳定天然砂砾(5:95) | 0.152 |
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重车方向 | 4cm密级配(AC-16Ⅰ型)
| 6cm密级配(AC-20Ⅰ型) |
8cm密级配(AC-25Ⅰ型) |
38cm水泥稳定级配碎石(5:95) |
40cm水泥稳定天然砂砾(5:95) | 0.089 |
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京沪公路 | 4cm密级配(AC-16Ⅰ型)
| 5cm密级配(AC-20Ⅰ型) |
6cm密级配(AC-25Ⅰ型) |
38cm水泥稳定级配碎石(5:95) |
20cm水泥石灰稳定土(3:6:91) |
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京沈公路 | 4cm密级配(AC-16Ⅰ型)
| 5cm密级配(AC-20Ⅰ型) |
6cm密级配(AC-25Ⅰ型) | 19cm水泥稳定级配碎石
| 18cm二灰稳定级配碎石 |
20cm石灰稳定土 |
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省境内已建高速公路路面结构上面层级配类型大多采用AC-16Ⅰ型,上面层级配类型采用AK—16A尚数首次,施工中应加强配合比设计,必要时应配合试验路段,以确保路面质量。
5.7路基、路面排水设计原则及设计情况
由于路线所处平原区地形自然坡度很小,路基范围内的积水全部通过排水沟排除较为困难。根据本路段所处地形,土质、水文、气象等情况,本路段路面及边坡采用分散排水与集中排水相结合的方式,并尽量在路基两侧设置排水沟将积水引离路基。
1、 路基排水,沿线采用的路基排水设施主要有边沟、排水沟、急流槽等。
①边 沟。边沟设置在K72+430.00~K72+480.00挖方路段,以汇集路面水和路基附近少量的地面水,并通过急流槽汇入排水沟。边沟断面型式为梯形,并采用M7.5浆砌片石铺砌加固。断面尺寸:底宽0.6米,深0.6米。
②排水沟。排水沟设置在填方路基的两侧或一侧,以汇集路面水、坡面水,并将其引到附近较大的排洪沟渠内。在地形平坦排水无出路的地段,将排水沟尺寸加大,这样排水沟不但可以排引水流,同时还可以起到蒸发池的作用;
排水沟形式:排水沟断面为梯形,断面尺寸为底宽1.0米,沟深1.5米,沟底及沟壁不予加固铺砌,以利于积水缓慢下渗,同时排水无出路时可起到蒸发池的作用。
③急流槽。地面自然纵坡较大时,设纵向连接边沟的急流槽,采用M7.5浆砌片石。
2、 路面排水
①路面排水采用沥青砂拦水带配急流槽的集中排水方式。在全线桥梁两侧桥台以及通道两侧沿路线方向5-10.0米范围,增设桥头急流槽,防止桥头和通道两侧路面水冲刷桥台构造物或集聚在通道内形成积水影响通行。