道路毕业设计说明书xin

1.绪论1.1前言镇江市位于江苏省中部，长江下游南岸，雄踞在祖国两大黄金水道的十字交汇处，京沪铁路横贯东西，三面环山，一面临水，自古以来，是长江下游的重要商埠和兵家必争之地。镇江地理位置独特，深受海洋性气候的影响，终年温暖湿润，年平均气温15.4度，年平均降水量在1000毫米以上。年平均日照率为47％，全年日照时数在2000小时以上。气候特征是：全年温和湿润，四季分明；春季风和日丽，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季干燥稍冷；全年降水量适中，季节分配比较均匀。全市低山丘陵以黄棕壤为主，岗地以黄土为主，平原以潜育型水稻土为主。全市土地面积中丘陵山地占51.1%，圩区占19.7%，平原占15.5%，水面占13.7%。2003年末，耕地157300公顷，其中，市区41770公顷，丹阳市54970公顷，句容市49220公顷，扬中市11340公顷。本次毕业生设计的主题是对镇江市银河路道路工程初步设计。道路红线宽度为50米，道路规划宽度50米,全长1488.05米。设计主要内容包括：1.城市道路等级的确定；2.城市道路技术标准的计算与验算，包括平曲线半径及平曲线最小长度、纵坡、竖曲线和路基路面宽度等；3.路线方案的拟定与比较；4.道路的平面设计，包括桩号的布置和圆曲线的计算；5.道路的纵断面设计，包括坡度的选定、坡长的限制以及竖曲线半径的拟定；6.道路的横断面设计，即绘制出各桩号的路基横断面图；7.路面类型的选择与厚度计算；8.道路排水设计；9.路线视觉分析与景观设计，即道路的平、纵组合设计；10.道路挡墙及护坡设计；11.道路交叉口设计，主要为平面交叉设计，包括：(1)交叉口型式的选择；(2)交叉口的交通组织；(3)交叉口的交通渠化设计。12.道路交通标志标线设计。1.2文献综述关于功能性材料的研究城市交通的发展，机动车造成的空气污染，正在成为影响大气质量的主要污染源，而道路交通在满足出行方便快捷的基本要求的基础上一些安全、舒适、环保等新的要求又被不断提出，因此一些功能性路面应运而生。这些功能性路面的出现，不仅提高了路面的使用性能，而且正在明显改善着我国道路交通的服务质量和水平随着运输事业的迅猛发展，在大城市及其周边地域，汽车尾气中所含氮氧化物(N0x)带来的大气污染状况非常严重。迄今为止，关于汽车尾气中高浓度NOx的问题，已成为当今世界备受瞩目的问题。因此，本文就功能型路面的材料进行了探究，其中主要对抗车辙沥青混凝土，排水降噪沥青混凝土，阻燃沥青混凝土进行了探讨，使我国道路建设开始向安全、环保、节能方向发展。1.2.1国内外高模量沥青混凝土研究概况高模量沥青混凝土最早使用的是在法国，随着交通荷载对道路性能要求的不断提高，越来越多的国家和地区开始重视高模量沥青混凝土的生产，并着手研究此种路面材料的设计方法和施工工艺等，例如英国、意大利、葡萄牙和美国等。按照法国高模量沥青混凝土标准NFP98-140中定义，复数模量（15℃，10Hz）≥14000MPa的沥青混凝土才能成为高模量混凝土。1980年，以GBTHP（法文名称）命名的高模量沥青混凝土问世，主要应用于路面补强和路面部分开挖重建工程中，主要是针对城市道路因受到地下管道、路缘石等障碍的约束，开挖深度受到限制，而首次使用此高模量沥青混凝土，发挥其高模量和更高的抗疲劳能力而降低铺筑层厚度，同时保证其在路面设计寿命内，提供相同的服务能力的同时，不会出现早期的结构破坏情况。80年代末期，新建高速公路基层、粘结层大量铺筑薄层高模量沥青混凝土BBTM。从2004年起，有LCPC组织对高模量沥青混凝土展开系统研究。目前在法国国内采用高模量沥青混凝土，主要通过两条途径：一是采用低标号沥青，即30#以下的沥青，主要采用的是20#沥青，另一种是采用高模量添加剂。英国的沥青研究部门Tarmac和Nynas于2002年启动了一项针对高模量沥青混凝土的专项研究，目的在于制订出一套新的适用于英国的关于高性能沥青混凝土的规范。该项目取得了较为显著的成果，大量的试验数据显示高模量沥青混凝土EME2是一种强度和耐久性都令人满意的路面材料，已经被交通部门推荐给公路代理商和养护部门。由于EME2混合料是集料和沥青胶结料经过特殊的配合比组合来满足特定的性能要求，因此要发展EME2，关键是要形成一套专门的混合料配合比设计方法。在2003年底，整个项目的研究成果总结为TRL636报告，由沥青生产商、公路代理商和施工单位等起草出第一套EME2规范，其中包括EME2设计、生产和铺筑要求，该规范目前已经投入使用。J.Transp.Engrg等人针对葡萄牙的炎热气候，展开了对高模量沥青混凝土抵抗车辙能力的研究，通过对16km试验路的跟踪测试，总结了高模量沥青沪宁图的永久变形参数，从而为准确地预估车辙量提供依据。HMAC的研究在中国才刚刚兴起，对HMAC的路用性能以及组成材料还不甚了解，科研工作者需要加大科研力度，依据国外研究HMAC的成果，结合中国道路建设的实际，研究适合于我国的高模量沥青混合料材料组成和力学特征，为HMAC在我国的推广使用打下基础.茂湛高速观珠至坡心段二期工程，东接阳茂高速公路，西接茂湛高速一期坡心至源水段，为研究AH-50沥青在高温多雨环境下使用，课题研究采用硬质沥青作为路面材料，为硬质沥青的研究积累了一定的经验。长安大学HMAC路面研究课题组在2006年9月，现场指导扶(沟)—项(城)高速公路完成500m试验路段铺筑。同时在沥青混合料中掺加一种叫PRFLEXMODULE的外掺料，提高其弹性模量，增强了路用性能，为HMAC的进一步研究打下了坚实的基础。交通部西部交通建设科技项目《高模量沥青混凝土应用技术研究》是研究HMAC的国家级科研课题。辽宁省交通科研院从提高沥青混凝土模量的角度，研发了HMAC外掺剂，它一种防治高温病害的新材料，可以在沥青混合料的生产中，以比例加入，可以得到HMAC。长沙理工大学校长郑键龙教授于2007年底进行了“重交通条件下高模量沥青混合料路面材料设计与施工技术研究”，本课题依托河南省郑石高速公路的建设，开展HMAC关键技术研究，大力推广HMAC路面的应用技术。1.2.2高模量沥青混合料胶结料设计高模量沥青混凝土具有硬胶结料、高胶结料用量、连续级配、低空隙率的特点，胶结料的硬度通过使用低标号硬质沥青或掺配工艺来实现，高粘硬质沥青，在法国已有20多年的发展历史，为缓解沥青路面车辙和刚性沥青基层的施工技术难题，提供了解决方法。通过现场性能，没有出现低温或者温度疲劳裂缝的迹象。硬质沥青的力学特征主要依赖于沥青的生产过程，因为这直接影响了沥青的组分分布和分子胶体结构。对于在25℃具有相同PG的沥青而言，流变试验结果显示很大的差异特别是模量和相位角。这将导致其在低温时表现的很不同的性能。尽管如此，仍然需要进行大量的试验，以来更好的评估沥青表现出差的性能与组分间主要的关联因素。为了更好的发挥硬质沥青的优点，有必要优化混合料的设计。这不是说简单的只是改变沥青胶结料的种类。值得强调的一点是：总结起来，当高模量沥青混合料用于基层和底基层时，主要有以下三种途径：①使用低标号的硬质沥青结合料主要特性为：25℃针入度10～20（0.1mm）；软化点65～80℃；160℃粘度400～600MPa·s。②添加高熔点天然沥青高熔点天然沥青是一种天然的固体碳氢化合物树脂；不仅可以混合在沥青里形成一种预先制备的结合料，而且还可以以粉末状添加剂直接加入到拌和机里。不管采取何种制备方法，得到的结合料应具有：25℃针入度：8～18（0.1mm）；软化点：65～80℃。③添加聚烯烃类物质选用的聚烯烃类物质（实质上是聚乙烯类）直接加入到热拌混合料中。在第一阶段，它们分散并熔化在热集料中。然后注入沥青，部分溶解聚烯烃。得到的混合物被裹有一层复合结合剂，在其中聚烯烃提供了一个很高的力学性能，而沥青作为塑化剂、填充剂和粘合剂。在混合料中加入废旧PE的方法也可提高混合料模量，但要达到高模量低标号沥青混凝土的模量，除废旧PE外，都比较昂贵，掺加废旧PE的方法所得到的混合料抗车辙性能是最好的，但费用比低标号沥青略高。当高模量沥青混合料用作磨耗层时，由于直接承受重交通的增长和破坏性轴重的作用，同时对环境变化的敏感性及相应的变化幅度更大，热应变的问题更加突出，因此，要求表层混合料除具有很高的硬度外，还需要具有良好的抗疲劳能力和低温抗裂能力，因此在磨耗层使用非常硬的沥青（针入度10～20（0.1mm）很可能导致低温开裂，因此采用以下技术来生产面层用的高模量沥青混凝土（HMAC）：①添加高熔点天然沥青形成的结合剂的特性为：(a)25℃针入度12～35（0.1mm）；(b)软化点60～75℃。②添加聚烯烃③使用聚合物改性沥青聚合物改性沥青主要指在基质沥青中掺加SBS、EVA、SBR等改性剂加工而成的沥青，在这里特别介绍高粘度合成橡胶改性沥青，这种合成橡胶是一种SBS热塑橡胶（苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物）。这种类型的混合料具有较高的模量、较强的抗车辙能力和很好的抗疲劳性能。1.2.3高模量抗车辙沥青混凝土在路面的应用据国际上统计，在沥青路面的维修养护中，80%是因为车辙变形。与开裂、水损相比，车辙的危害最大，直接威胁到交通安全。同时，车辙损坏的维修也最为困难，因为它不仅发生在表层，还危及到中面层和下面层。所以，世界各国都把防治车辙放在防治沥青路面损坏的第一位。⑴车辙的产生及其预防措施车辙是沥青路面结构层在高温、重载、纵坡和渠化交通等因素作用下而产生的永久变形。为了解决沥青路面的车辙问题，国内外的许多学者提出各种各样的解决措施，其中有一种方法就是通过提高沥青混凝土的模量来提高路面的抗车辙能力。研究表明，如果混凝土具有较强的劲度模量，则具有优越的高温抗变形能力，这种高模量沥青混凝土（HMAC）就称为高模量抗车辙沥青混凝土，提高混凝土的模量是解决车辙难题的有效手段之一。提高沥青混凝土模量的方法有多种，根据沥青混合料的强度理论，除了级配类型和石料性质的合理选用之外，更多的是使用粘度高的硬质沥青，或采用向混合料中添加沥青质、聚烯烃类添加剂的方法来提高混凝土的模量。其中，以添加聚烯烃类添加剂（俗称为抗车辙剂）的方法对混合料模量的贡献最为突出。⑵抗车辙剂的功能特性抗车辙剂具有突出的抗车辙功能，优异的性价比，方便的使用模式等多重特性。⑶抗车辙剂沥青混凝土路面的工程应用鉴于抗车辙剂优越的性价比和灵活简便的施工工艺，已广为高等级公路、市政道路、机场、运煤专线等项目所接受和认可。到目前为止，抗车辙剂已在国内30多个工程中得到了应用。1.2.4结论随着人民物质文化生活水平的提高和科学技术的不断进步,具有特殊使用性能的路面及路面材料将不断出现,材料科学与智能材料科学的结合更加使路面材料焕发了新的生机,新型路面将会使我们的生活变得更加便捷美好。1.2.5参考文献1．规范与标准（1）《城市道路设计规范》（CJT37-90）（2）《工程建设标准强制性条文》（城乡规划部分）（2000）（3）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）（4）《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）（5）《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）（6)《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）（7）《公路软土地基路段设计与施工技术规范》（JTJ017-96）（8）《市政道路工程质量检验评定标准》（CJJ1-90）（9）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）（10）《城市道路绿化规程与设计规范》（CJJ75-97）（11）《公路环境保护设计规范》（JTJ/T006-98）（12）《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034—2000）（13）《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001）（14）《道路交通标志和标线》（GB5768-1999）（15）《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)2．参考书[1]徐家钰，郭忠印，土木工程专业毕业设计指南（道路工程分册），2000[2]“路线”(公路设计手册)1995年人民交通出版社；[3]“路基”