路面設(shè)計(jì)需要考慮哪些內(nèi)容，怎么建模？
2022/05/30
路面設(shè)計(jì)是道路設(shè)計(jì)的重要組成部分，其任務(wù)是確定路面等級(jí)，選擇路面類型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，計(jì)算各結(jié)構(gòu)層厚度及確定材料配合比，達(dá)到在不同季節(jié)和水文條件下承受各種車輛荷載時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度，并能顧及行車速度與安全，道路維修和良好經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)要求。
01路面設(shè)計(jì)分類
根據(jù)行車作用下路面的力學(xué)特性，可將路面分為柔性與剛性兩種。柔性路面多由瀝青類面層和多層結(jié)構(gòu)組成，比較柔韌具有一定塑性，在長(zhǎng)期行車作用下，容易產(chǎn)生較明顯的變形，在柔性路面設(shè)計(jì)中需要考慮它的極限垂直位移和高溫季節(jié)面層（采用瀝青面層時(shí)）的穩(wěn)定，同時(shí)也要考慮不利季節(jié)面層底面的極限拉延和面層的低溫縮裂。剛性路面主要指水泥混凝土路面，在行車下工作于彈性狀態(tài)，沒有明顯的垂直變形。剛性路面設(shè)計(jì)主要取決于混凝土面層的抗彎強(qiáng)度，同時(shí)考慮溫度變化對(duì)路面內(nèi)應(yīng)力的影響。
02路面設(shè)計(jì)內(nèi)容和過程
一般來說，進(jìn)行路面設(shè)計(jì)，需要考慮經(jīng)濟(jì)、國防、政治等對(duì)路面的要求，了解當(dāng)前并預(yù)估今后道路需要承擔(dān)的運(yùn)輸任務(wù)、交通路和車型的組成情況，查明道路所經(jīng)地區(qū)的氣候條件，路面材料的生產(chǎn)和供應(yīng)情況，以及沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件?？偟膩碚f，路面設(shè)計(jì)具體內(nèi)容和工作程序包括以下六點(diǎn)：
1.根據(jù)使用任務(wù)的要求和交通情況確定路面等級(jí)（高級(jí)、次高級(jí)、中級(jí)或低級(jí)），考慮路上車型組成和交通量大小，以及當(dāng)?shù)刈匀粭l件、材料供應(yīng)情況和施工條件等因素，選定面層類型。
2.根據(jù)面層與基層相互配合的需要，滿足基層承重作用和傳遞、分布荷載的要求，按就地取材的原則，選取基層類型，基層可做成雙層或多層。對(duì)冰凍和水文條件不良地區(qū)，為防止路面凍脹翻漿，應(yīng)作墊層設(shè)計(jì)和土基特殊處理。
3.各個(gè)結(jié)構(gòu)層應(yīng)取得合理的組合，強(qiáng)度和厚度要配合得當(dāng)，在各種自然因素的綜合作用下，能在使用期限內(nèi)始終保持足夠強(qiáng)度，滿足行車需要。
4.根據(jù)路面力學(xué)計(jì)算方法或其他經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定各結(jié)構(gòu)層厚度。
5.選配各結(jié)構(gòu)層材料，包括粒料的級(jí)配組成、結(jié)合料（水泥、瀝青等）的用量計(jì)算等。
6.綜合考慮路面使用性能、壽命估計(jì)、維修管理、運(yùn)輸效益等因素。
03路面設(shè)計(jì)方法
國內(nèi)外路面設(shè)計(jì)方法可分為兩大類，柔性路面設(shè)計(jì)方法和剛性路面設(shè)計(jì)方法。下面就這兩種方法，對(duì)我國瀝青路面和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)提出如下建議。
瀝青鋪面設(shè)計(jì)建議：
1.考慮路面結(jié)構(gòu)在多種綜合損壞條件下的設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)；
2.考慮瀝青混合料的粘彈性和粒料的非線性；
3.瀝青路面設(shè)計(jì)中可以采用材料的動(dòng)態(tài)彈性模量；
4.考慮路面材料對(duì)動(dòng)態(tài)荷載的響應(yīng)；
5.將路面結(jié)構(gòu)使用性能和功能特性結(jié)合起來；
6.荷載同時(shí)考慮垂直荷載和剎車、轉(zhuǎn)彎時(shí)的水平力；
7.考慮壽命與費(fèi)用的關(guān)系。
混凝土鋪面設(shè)計(jì)建議：
1.混凝土板板中應(yīng)力分析可以采用E地基，混凝土板板邊可以采用K地基；
2.混凝土路面厚度設(shè)計(jì)中除疲勞外，可以增加沖刷的影響，在重型交通作用下，厚層路面設(shè)計(jì)用沖刷可以采用分析控制；
3.考慮溫度和濕度等環(huán)境因素對(duì)材料的影響；
4.探討撓度補(bǔ)充指標(biāo)的引入，以控制唧泥，錯(cuò)臺(tái)和非疲勞斷裂等損壞；
5.建立考慮高低應(yīng)力比的混凝土疲勞方程，計(jì)入溫度應(yīng)力的影響；
6.考慮材料和施工變異性對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法由確定型改變?yōu)楦怕市停?/span>
7.建立能反映變異水平和可靠度水平的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
04路面建模
近年來，工程設(shè)計(jì)與建模幾乎是分不開的關(guān)系，國家政策在推動(dòng)，業(yè)主也在下要求。BIM在一定程度上開拓了工程設(shè)計(jì)的新紀(jì)元。BIM可視化在工程設(shè)計(jì)中展現(xiàn)了巨大的作用，設(shè)計(jì)圖紙的三維可視化呈現(xiàn)，讓設(shè)計(jì)思路清晰明了，使業(yè)主和施工單位能在短時(shí)間內(nèi)了解設(shè)計(jì)意圖，推動(dòng)施工進(jìn)展。
目前，對(duì)于路面建模，市面上大多設(shè)計(jì)院和設(shè)計(jì)企業(yè)會(huì)采用道路設(shè)計(jì)BIM軟件OpenRoads Designer。OpenRoads Designer 引入全新的綜合建模環(huán)境，提供以施工驅(qū)動(dòng)的工程設(shè)計(jì)，有助加快路網(wǎng)項(xiàng)目交付，統(tǒng)一從概念到竣工的設(shè)計(jì)和施工過程。該應(yīng)用程序提供完整且詳細(xì)的設(shè)計(jì)功能，適用于勘測(cè)、排水、地下設(shè)施和道路設(shè)計(jì)。
道路設(shè)計(jì)BIM軟件OpenRoads Designer軟件詳情：http://xaguge.cn/Products/dlsjbi.html
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