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1、公 路 沥 青 路 面 设 计1基本资料新建高速公路，公路设计基准年为2011年，使用年限15年， 拟选沥青路面结构路面进行路面结构设计。公路技术等级为一级公路，为双向六车道。预测前五年交通量年增长率为 = 9%,后十年 = 8%1.1地质资料与筑路资料由于路线地处平原4区，土基为粘质土1.2 交通资料表1-1 交通组成与交通量车型交通量（辆/日）前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数轴距尼桑CK10G159 39.25 76.0010解放CA10B116819.40 60.8510黄河JN1621114 59.50 115.00 10东风EQ140941 23.70 69.20 10日野KB22
2、218350.20104.3010太脱拉138189 51.40 80.00222.初拟路面结构组合新建路面结构厚度计算 细粒式沥青混凝土 40 mm - 中粒式沥青混凝土 60 mm - 粗粒式沥青混凝土 80 mm - 水泥稳定碎石 180 mm - 水泥稳定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰土 ？ - 新建路基3.标准轴载累计交通量计算车道系数0.4A用于弯沉验算和沥青层的层底拉应力验算的Ne（A）：表1-2 汽车参数及交通量换算表车型辆/日前轴重C1C2Ni后轴重后轴数C1C2Ni尼桑CK10G159 39.25 1.006.4017.476.001 1.00 1.00 48.2 解放
3、CA10B116819.40 1.006.406.060.851 1.00 1.00 134.6 黄河JN1621114 59.50 1.006.40745.1115.00 1 1.00 1.00 2046.1 东风EQ14094123.70 1.006.4011.569.20 1 1.00 1.00 189.7 日野KB22218350.201.006.4058.4 104.301 1.00 1.00 219.8 太脱拉138189 51.40 1.006.4066.9 80.002 2.201.00 157.5路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 3701 设计年限内一个车道上的累计当量轴
4、次 : 1.516729E+07 属重交通等级B用于半刚性基层弯拉应力验算的Ne(B)：表1-3 汽车参数及交通量换算表车型辆/日前轴重C1C2Ni后轴重后轴数C1C2Ni尼桑CK10G159 39.25 1.0018.51.7 76.001 1.00 1.00 17.7解放CA10B116819.40 1.0018.50.0460.851 1.00 1.00 22.0黄河JN1621114 59.50 1.0018.5323.7 115.00 1 1.00 1.00 3407.8 东风EQ14094123.70 1.0018.50.269.20 1 1.00 1.00 49.5 日野KB22
5、218350.201.0018.513.7 104.301 1.00 1.00 256.3 太脱拉138189 51.40 1.0018.517.0 80.002 3.001.0095.1 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 4205 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.723276E+07属重交通等级4.计算设计弯沉和容许应力公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 22 (0.01mm)结构层容许弯拉应力：沥青面层抗拉强度结构系数： 无机结合料稳定集料抗拉轻度结构系数： 无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数： 层位结 构 层 材 料 名 称 2
6、0平均抗压15平均抗压容许应力1细粒式沥青混凝土 14002000.362中粒式沥青混凝土12001600.383粗粒式沥青混凝土10001200.244水泥稳定碎石15001500.285水泥稳定碎石15001500.286石灰粉煤灰土750750.085.确定设计参数查表得4区低液限粉土6使用HPDS2006计算软件计算结果一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 尼桑CK10G 39.25 76 1 双轮组 159 2 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 1168 3 黄河JN
7、162 59.5 115 1 双轮组 1114 4 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 941 5 日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组 183 6 太脱拉138 51.4 80 2 双轮组 3 189 设计年限 15 车道系数 .4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 9 2 10 8 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1502 ,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 3701 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.516729E+07 属重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉
8、应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 4205 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.723276E+07 属重交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 22 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.2 .35 2 中粒式沥青混凝土 1 .29 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .23 4 水泥稳定碎石 .6 .27 5 水泥稳定碎石 .6 .27 6 石灰粉煤灰土 .25 .09 二、新建路面结构厚度计算
9、新建路面的层数 : 6 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 22 (0.01mm) 路面设计层层位 : 6 设计层最小厚度 : 200 (mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 40 1400 0 2000 0 .35 2 中粒式沥青混凝土 60 1200 0 1800 0 .29 3 粗粒式沥青混凝土 80 1000 0 1200 0 .23 4 水泥稳定碎石 180 1500 0 1500 0 .27 5 水泥稳
10、定碎石 180 1500 0 1500 0 .27 6 石灰粉煤灰土 ? 750 0 750 0 .09 7 新建路基 35.5 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 22 (0.01mm) H( 6 )= 200 mm LS= 1.4 (0.01mm) 由于设计层厚度 H( 6 )=Hmin时 LS=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 6 )= 200 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 6 )= 200 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 6 )= 200 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 6 )= 200 mm(第 3 层底面拉应力计
11、算满足要求) H( 6 )= 200 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 6 )= 200 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) H( 6 )= 200 mm(第 6 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 6 )= 200 mm(仅考虑弯沉) H( 6 )= 200 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 650 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 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: - 细粒式沥青混凝土 40 mm - 中粒式沥青混凝土 60 mm - 粗粒式沥青
12、混凝土 80 mm - 水泥稳定碎石 180 mm - 水泥稳定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰土 200 mm - 新建路基三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 综合影响系数 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 40 1400 0 2000 0 1 2 中粒式沥青混凝土 60 1200 0 1800 0 1 3 粗粒式沥青混凝土 80 1000 0 1200 0 1 4 水泥稳定碎石 180 1500 0 1500 0 1 5 水泥稳定碎石 180 1500
13、0 1500 0 1 6 石灰粉煤灰土 200 750 0 750 0 1 7 新建路基 35.5 1 计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.4 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.5 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.9 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 3.4 (0.01mm) 第 6 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 9.1 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 262
14、.4 (0.01mm) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.183 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.017 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.033 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .023 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .08 (MPa) 第 6 层底面最大拉应力 ( 6 )= .068 (MPa)改建道路沥青路面设计1基本资料原路面实测弯沉（21个）57.961.868.569.065.559.067.078.053.044.331.040
15、.045.035.030.527.531.065.579.582.591.02改建路段原路面当量回弹模量计算原路面实测弯沉值（0.01mm）57.961.868.569.065.559.067.078.053.044.331.040.045.035.030.527.531.065.579.582.591.0原路面有效弯沉数 : 21 原路面平均弯沉值 : 56 (0.01mm)原路面弯沉值标准差 : 19 (0.01mm)测定汽车轴载 100 kN改建公路等级 高速公路与保证率有关的系数 1.645 原路面沥青面层厚度 180 (mm)测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之和 50 (
16、)原路面基层类型 : 粒料类或沥青稳定类基层季节影响系数 1.2 湿度影响系数 1 温度修正系数 1.02 原路面计算弯沉值 : 107 (0.01 mm)原路面当量回弹模量 : 153.3 (MPa)使用HPDS2006计算软件计算结果一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 尼桑CK10G 39.25 76 1 双轮组 159 2 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 1168 3 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组 1114 4 东风EQ140 23.7 69.2 1
17、双轮组 941 5 日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组 183 6 太脱拉138 51.4 80 2 双轮组 3 189 设计年限 15 车道系数 .4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 9 2 10 8 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1502 ,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 3701 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.516729E+07 属重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 4205 设计年限内一个车道上的累
18、计当量轴次 : 1.723276E+07 属重交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 22 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.2 .35 2 中粒式沥青混凝土 1 .29 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .23 4 水泥稳定碎石 .6 .27 5 石灰粉煤灰土 .25 .09 二、改建路面加铺补强层厚度计算 加铺路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 22 (0.01mm) 路面设计层层位
19、 : 5 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 40 1400 0 2000 0 .35 2 中粒式沥青混凝土 60 1200 0 1800 0 .29 3 粗粒式沥青混凝土 80 1000 0 1200 0 .23 4 水泥稳定碎石 180 1500 0 1500 0 .27 5 石灰粉煤灰土 ? 750 0 750 0 .09 6 改建前原路面 153.3 按设计弯沉值计算设计层厚度 :(弯沉值按新建
20、路面 F 公式计算) LD= 22 (0.01mm) H( 5 )= 150 mm LS= 17.3 (0.01mm) 由于设计层厚度 H( 5 )=Hmin时 LS=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 5 层底面拉应力计算满足
21、要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 150 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 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: - 细粒式沥青混凝土 40 mm - 中粒式沥青混凝土 60 mm - 粗粒式沥青混凝土 80 mm - 水泥稳定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰土 150 mm - 改建前原路面三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 综合影响系数 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1
22、细粒式沥青混凝土 40 1400 0 2000 0 1 2 中粒式沥青混凝土 60 1200 0 1800 0 1 3 粗粒式沥青混凝土 80 1000 0 1200 0 1 4 水泥稳定碎石 180 1500 0 1500 0 1 5 石灰粉煤灰土 150 750 0 750 0 1 6 改建前原路面 153.3 计算改建路面各加铺层顶面交工验收弯沉值 :(按新建路面 F 公式计算) 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 17.3 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 18.9 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 21.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 26.9 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 61.7 (0.01mm) 计算改建路面各加铺层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.184 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.003 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.016 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .098 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .024 (MPa)