黄土山道路路面设计研究 本文关键词：土山，路面，道路，研究，设计
黄土山道路路面设计研究 本文简介：近几年，随着国家精准扶贫政策的实施，甘肃某县人民生活有了很大提高，很多人已有了自己的私家车，外出从事商品贸易的人也增多，对路面的服务功能也有了更高的要求。该县原路线平面线性很差、纵面起伏不平，平纵面指标达不到三级公路技术指标，路基宽度6-8m，路基坑槽大，每逢下雨，公路无排水设施以至于路基湿滑，路面
黄土山道路路面设计研究 本文内容：
近几年，随着国家精准扶贫政策的实施，甘肃某县人民生活有了很大提高，很多人已有了自己的私家车，外出从事商品贸易的人也增多，对路面的服务功能也有了更高的要求。该县原路线平面线性很差、纵面起伏不平，平纵面指标达不到三级公路技术指标，路基宽度6-8m，路基坑槽大，每逢下雨，公路无排水设施以至于路基湿滑，路面积水现象非常严重，超载车辆增多，在本无排水设施的情况下加速沥青路面“老化”，导致路基产生沉陷、翻浆，路面发生损坏，出现龟裂、推移、拥包等病害[1]。为解决路面病害和适应该县的气候水文特征，本研究通过调查研究的方法，选择三种路面设计方案，分别进行对比分析，优化设计方案，选出最适合该地区的路面结构方案，同时提出了路面施工技术方法，可以给未来该县的经济发展起到重要的推动作用，同时为周边人民的生活带来极大的便利，也有利于全县路网的建设。
1工程概况
根据公路自然区划标准，该工程属于黄土山地区（Ⅲ3），典型的黄土塬梁峁地貌类型，沿线地形起伏，沟壑纵横，沿线地层比较单一，从老至新有上第三系（N）泥岩及砂质泥岩、第四系（Q）黄土及黄土状土[1，2]；属于温带大陆性气候，年均6.4摄氏度，7月温度最高，高达18摄氏度，1月份温度则最低，只有零下七摄氏度；年降雨量首次出现超过10mm的月份为4-5月；风量比较大，全面80%以上的时候在吹风。该县大部分为黄土覆盖，黄土层分布连续，厚度大，是主要的孔隙含水地层，由于黄土高原沟谷深切、地形破碎，干旱少雨，导致地下水的分布具有明显的差异，含水层具有较大的区域性分布和小面积断续分布的特点[3]。通过调查该县路面的使用情况，随着车辆的超重载，该县路面出现严重的病害现象，四级公路的技术标准已远远不能满足当下的交通需求。道路的服务水平是道路使用者在不同的交通流状况下，根据速度、舒适性、经济性等方面的服务程度，确定公路服务水平是非常必要的[4,5]。三级公路在我国整个道路网建设中起着举足轻重的作用，三级道路的建设可以大大的带动城乡经济良性快速发展、不同社区文化的联谊，可以满足人们短距离乘坐和物流运输的需求，设计速度较低的三级公路服务水平仅用延误率作为评价服务水平的主要参数，依据参考文献[6]判定道路的服务水平为四级[1]。
2路面设计
2.1需注意的问题
在进行路面结构设计时，需注意如下问题：（1）按交通要求选择面层等级和类型；（2）按照路面所发挥的功能以及当地的自然气候特征，结合本地设计和施工水平进行全面优化设计：（3）就地选材，节约成本，充分利用当地的各种施工设备，注重日常的养护维修，节约投资的原则；（4）力求对环境破环程度小、保持沿线自然生态平衡。
2.2路面结构类型
路面结构层的类型主要分为，水泥混凝土、沥青混凝土、砂石路面等。路面面层类型的选用应符合参考文献的规定。该工程是甘肃某县道路硬化工程，设计为三级公路，采用沥青路面或水泥混凝土路面。用《公路路面设计程序系统（HPDS2011）》程序对两种路面进行设计，得出最优方案。2.2.1沥青路面设计（1）方案一：3cm厚的细粒式沥青混凝土（AC-13）上面层、4cm厚的中粒式沥青混凝土（AC-16）下面层、20cm厚的二灰稳定碎石上基层和26cm厚的二灰稳定土下基层。（2）方案二：4cm厚的细粒式沥青混凝土（AC-13）上面层、5cm厚的粗粒式沥青混凝土（AC-20）下面层、18cm厚的5%水泥稳定碎石上基层和26cm厚的石灰稳定土下基层，路面结构层见表1。2.2.2水泥混凝土路面设计本路段属中等交通荷载等级，适宜的基层材料为：级配碎石、水泥稳定碎石等。中等交通可不设底基层，或设置为筛分碎石、级配碎石等地基层。初拟定的结构组合：普通水泥混凝土路面板（2cm）+级配碎石基层（20cm）+路基（综合回弹模量为64MPa）。根据预估板厚，三级公路、“中”变异水平的厚度为210～240mm，本路段变异水平为“低”，初拟定为22cm。弯拉强度标准值查规范，取值为4.5MPa，弯拉模量为29GPa，泊松比取值为0.15。考虑到面板厚度最小为21cm，优化时考虑将板厚改为21cm，其余参数不变后进行设计计算得：优化后的疲劳极限状态的综合疲劳应力达到4.32MPa，与材料的弯拉强度标准值相差4%，结构厚度的优化空间不大，所以取计算厚度为21cm。根据规范规定加6mm磨耗层，并按10mm向上取整，最后的设计厚度为22cm。2.2.3路面设计方案比选（1）方案一：3cm厚的细粒式沥青混凝土（AC-13）+4cm厚的中粒式沥青混凝土（AC-16）+20cm厚的二灰稳定碎石上基层+26cm厚的二灰稳定土下基层（2）方案二：4cm厚的细粒式沥青混凝土（AC-13）+5cm厚的粗粒式沥青混凝土（AC-20）+18cm厚的5%水泥稳定碎石上基层+26cm厚的石灰稳定土下基层沥青混凝土路面平整度高，施工水平较高、方便快捷，养护周期短，可快速开放交通行车舒适，后期维修简单；但是沥青路面易老化，耐水差，设计寿命比水泥路面短，而且造价高、原材料成本高、运输不方便。（3）方案三：22cm厚的普通水泥混凝土面层+20cm厚的级配碎石基层水泥路面强度高、原材料成本低、机械设备低、使用寿命长、色泽鲜明、能见度好；但是，水泥路面需水量大，养生期长，易产生收缩变形和裂缝，由于施工和养护的复杂性，处理不当，易引起跳车，影响行车舒适性。当路面完工后，要二十八天的潮湿养护才能开放交通，工期较长的同时若出现破坏，修复也较困难。综合比较三种方案，对于地形较陡、临河较近的地区，在设计规范、行车条件的要求情况下，因地制宜、就地取材原则考虑，方案三更合理。
3结论
通过调查分析，为了适应当下甘肃某县黄土地区交通需求，带动城乡经济快速发展，拟定了三种路面设计方案，综合比较三种方案的优缺点，最终选择“22cm厚的普通水泥混凝土面层+20cm厚的级配碎石基层”作为该道路工程的路面结构。
作者：王治政 单位：兰州路德勘察设计有限责任公司
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