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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流沥青路面设计计算书.精品文档.沥青路面设计计算书 沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段车站北路城市道路，采用二级标准.K0+000K2+014.971，全线设计时速为40km/h。路基宽度为21.5m，机动车道宽度为27.5m，人行道宽度为22.5m，盲道宽度为20.75m。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为15年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土AC-20，基层采
2、用20cm厚水稳砂砾（5:95），底基层采用20cm天然砂砾。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于区，当地土质为砂质土，由公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006表F.0.3查得，土基回弹模量在干燥状态取59Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：6% 设计年限：15年 （2）初始年交通量如下表： 1 2 4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ100表示。标准轴载计算参数如表101所示。 3
3、5.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 5.1.1.1 轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： ?P? N?C1C2ni?i? ?P?i?1 k 4.35 ，c1?1?1.2?m?1?1，计算结果如下表所示。 轴载换算结果表（弯沉） 4 注：轴载小于25KN的轴载作用不计 5.1.1.2 累计当量轴次 根据设计规范，二级公路沥青路面设计年限取15年，车道系数=0.7，?=6.0% 累计当量轴次： Ne?1?1?365N?(1?0.06)?1?365?620.6?0.7?3690714.596?t15 ?0.06次 5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次
4、 5.1.2.1 轴载验算 5 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为： ?P? N?CC2ni?i? ?P?i?1 ' ' 1 ' k 8 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力） 6 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 5.1.2.2 累计当量轴次 参数取值同上，设计年限为15年，车道系数取0.7，则累计当量轴次为： Ne?1?1?365N?(1?0.06)?t15 ?1?365?435.6?0.7?2590517.689次 0.06? 5.2 路面结构层设计与材料选取 由上面计算得到设计年限内一个行车道上的累计当量轴次。根据路基路面工程在干燥路段，路面拟定采用以下
5、结构： 面 层：细粒式沥青混凝土（厚度4cm）； 中粒式沥青混凝土（厚度6cm）； 基 层：水泥稳定砂砾（20cm）； 7 底基层：天然砂砾（厚度待定）。 5.3 土基回弹模量的确定 该路段处于1砂质土，土基回弹模量：干燥59Mpa。 5.4 设计指标的确定 对于二级公路，规范要求以设计弯沉作为设计指标，并进行结构层层底拉应力验算。 5.4.1 设计弯沉值 该公路为二级公路。公路等级系数取1.1，面层类型系数取1.0，半刚性基层、底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0。 设计弯沉值为： ld?600Ne?0.2AcAsAb?600?3690714.596?0.2?1.1?1.0?1.0
6、?32.07(0.01mm) 5.4.2 各层材料的容许层底拉应力 各层材料的劈裂强度：细粒式密集配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密集配沥青混凝土为1.0MPa，水泥稳定砂砾为0.5MPa，天然砂砾为0MPa 对于细粒式密集配沥青混凝土层 Ks?0.09Ne0.22/Ac?0.09?3690714.5960.22/1.1?2.278 8 ?r?sp Ks?1.4?0.615 MPa 2.278 对于中粒式密集配沥青混凝土层 Ks?0.09Ne0.22/Ac?0.09?3690714.5960.22/1.1?2.278 ?r?sp Ks?1.0?0.439 MPa 2.278 对于水泥稳定砂砾
7、 Ks?0.35Ne0.11/Ac?0.35?2590517.6890.11/1.1?1.615 ?r? 5.5 设计资料汇总 设计弯沉值为32.07（0.01mm），相关设计资料汇总如下表： 路面设计的结构参数（干燥） ?spKs?0.5?0.310 MPa 1.615 6 沥青路面结构层厚度计算 （0.01mm) 6.1 确定理论弯沉系数?c，其中lS?ld?32.07 ?l? F?1.63?S? ?2000? 0.38 ?E0? ?p? 0.36 32.07? ?1.63? ?2000?10.65? 0.38 ?59?0.7? 0.36 ?0.681 又因 lS?1000 lSE12p?
8、32.07?1400 ?cF?c?4.422 E12000p?F2000?0.7?10.65?0.681 6.2 结构厚度计算，以弯沉等效换算法将各层体系换算为三层体系。 E1=1400MPa E2=1200MPa E3=1300MPa E4=180MPa E0=59MPa 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 水泥稳定砂砾 天然砂砾 h1?4cm,E1?1400MPa?h2?6cm,E2?1200MPa?h1?4cm,E1?1400MPa? h3?20cm,E3?1300MPa?H?cm,E2?1200MPa ?h4?？cm,E4?180MPa?En?E0?59MPa ?E0?59MPa? 多
9、层体系换算图式 （注：此时取20是材料的模量值） 11 查三层体系表面弯沉系数诺谟图，因为?c?K1K2,所以K2?由于?c。 ?K1 E059E1200h4?0.049 2?0.857 ?0.375 E21200E11400?10.65 查诺漠图得? 查诺漠图得?4.422?K1?0.95?0.739 则K2?c?K16.29?0.95?6.29H ?3.38 则H?3.38?10.65?35.997cm n?1 由弯沉等效换算得：H?hK2K?2EkEE?h2?h323?hx2.44，则 E2E2E2 35.997?6?20?21300180?hx?2 12001200 hx?19.98
10、取hx?20cm 7 层底拉应力验算 7.1对细粒式沥青混凝土层底拉应力验算 7.1.1换算成当量三层体系（此时采用150C时各材料的模量） 12 h1?4cm,E1?2000MPa?h2?6cm,E2?1800MPa?h1?4cm,E1?2000MPa? h3?20cm,E3?1300MPa?H?cm,E2?1800MPa ?h4?20cm,E4?180MPa?En?E0?59MPa ?E0?59MPa? H? k?i?1n?1hk0Ek Ei?1 H?h20E3E2E413001800000?h3?h4?6?20?20?21.43cmE2E2E218001800 h?E4H21.43E18
11、0059?0.375,?2.0122?0.9,0?0.033；查三层连续体系上层底面弯拉应力系数10.65?10.65E12000E21800? 诺莫图得< 0,基地为压应力无需验算 7.2对中粒式沥青混凝土进行层底拉应力验算 7.2.1换算成当量三层体系（此时采用150C时各材料的模量） 13 h1?4cm,E1?2000MPa?h2?6cm,E2?1800MPa?H?,E1?2000MPa? h3?20cm,E3?1300MPa?h?,E2?1800MPa ?h4?20cm,E4?180MPa?En?E0?59MPa ?E0?59MPa? h?hKK?1iEKE2000?h11?h2
12、?4?6?10.11cm EiE21800 H? K?i?1?hk0n?1EkEE180?h303?h404?20?20?0.?22.22cmEi?1Ei?1Ei?11300 EH22.22h10.11E180059?2.086,?0.9492?0.9,0?0.033查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺莫图?10.65?10.65E12000E21800 得< 0,基地为压应力无需验算 7.3对水泥稳定砂砾基层层底弯拉应力验算 7.3.1换算成当量三层体系（此时采用150C时各材料的模） 14 h1?4cm,E1?2000MPa?h2?6cm,E2?1800MPa?h?,E1?2000M
13、Pa? h3?20cm,E3?1300MPa?H?20cm,E2?180MPa ?h4?20cm,E3?180MPa?En?E0?59MPa ?E0?59MPa? h?hKK?1iEKEE2000?h11?h22?h3?4?6?20?30.96cmEiE3E313001300 Ek?20?0?20cm Ei?1180 H? K?i?1?hk0.n?1 7.3.2 求层底最大拉应力: ?m?p?m 由 由h?h?30.96E180?2.907,2?0.09查诺谟图得?0.2810.65E12000E30.96E18059?2.907,2?0.09,0?0.328查图得m1?0.9110.65E12000E2180 E20E18059?1.878,2?0.09,0?0.328查图得m2?1.0610.65E12000E2180?H 由? m?m1?m2 ?m?p?m?0.7?0.28?0.91?1.06?0.19MPa?0.310MPa，满足要求。 7.最小防冻厚度验算 根据规范干燥路段无需考虑最小防冻层厚度。 15