沥青路面结构层计算示例.doc

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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1234 沥青路面结构层计算示例.精品文档.5 设计原始资料和依据该公路处于 II 5 区，路线经过地区属于湿暖带半湿润季风气候区，海洋型和大陆型过渡的气候特征比较明显，气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中，易出现暴雨造成涝灾，其余季节降水偏少。气候区内年平均气温13.7 oC，以7、8月份最热，年平均最高气温19.4 oC，年平均最低气温9.1 oC，历年极端最高气温39.9 oC，历年极端最低气温-22.4 oC。历年最大积雪深度20cm，最大冻土深度33 cm，历年平均无霜期163.5天。气候区内年平均降雨量

2、884.0mm，历年最大降雨量1358.0mm，以710月降雨相对较为集中。区域内常年主导风向为东北风，历年平均风速3.3m/s。最大风速16.8m/s。8、9月份受台风影响区内空气湿度较高，年平均相对湿度为70%左右，最小相对湿度65%、最大相对湿度85%。设计线路经过地段主要由第四系松散沉积层所组成。第四纪沉积层由全新（Q4a1）的低高液限粘土夹中粗砂及上更新（Q3a1）的低高液限粘土所组成。由于古河道多次变迁作用，地层厚度分布不均，堆积层厚度上部全新（Q4a1）一般在39m局部达10m，地层岩性主要为低高液限粘土，其CBR为2%10%；下部上更新统（Q3a1）沉积层厚度一般为1040m，

3、地层岩性主要为低高液限粘土，呈中高压缩性。5.1.1 路线服务范围交通运输要求和经济技术调查资料由于此路段处于江地势平缓，沿线以农业为主，该路段经过两条大渠和一条铁路，故该道路的修通对于完善苏北地区贸易交往，改善该地区的投资环境具有深远的意义。另外修建该路所需的路基填料、石灰、碎石等集料在附近地区都非常丰富，并且都能满足技术指标要求。 5.1.2 交通量资料交通量平均增长率7.5%表1-1 交通量资料车型小客车中客车SH141大客车CA50小货车BJ130交通量（辆/日）140050011001800车型中货车EQ140大货车JN150铰接挂车SP9250交通量（辆/日）970230805.2

4、 设计依据本设计AB段高速公路位于徐州市洞山地区，根据沿线地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件进行设计，依据的有关规范、规程具体如下：1) 部颁公路工程技术标准（JTG B012003）；2) 部颁公路路线设计规范（JTG D202006）；3) 部颁公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）；4) 部颁公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）；5) 部颁公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000）；6) 部颁公路工程质量检验评定标准(JTGF80-1-2004)；7) 部颁公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）；8) 部颁公路路基设计规范（JTG D30

5、-2004）；9) 部颁公路排水设计规范（JTJ018-97）；10)京福高速公路绕徐州城西段设计说明书；11) 拟建公路的设计原始资料；12) 拟建公路所处地区的地区地形图。6 路面结构层厚度设计6.1.1 土基回弹模量的确定由于本路段无实测条件，故可按查表法预测土基回弹模量值。1）确定临界高度本路段土基设计为不利季节处于干燥状态，因为益阳地区为5区，由设计资料知该地区土质为粘性土，查公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)附录F.0.1可确定临界高度H1在1.7m1.9m之间。2）土的平均稠度因本路段属于干燥类型，根据路基的临界高度，由公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006

6、)中5.1.4-1知路床表面以下80cm深度内平均稠度为Wc1.10，本设计取Wc=1.10。3）确定土基回弹模量据以上所述查表得该地区的土基回弹模量为E0=45.5Mpa。6.1.2 路面设计参数的确定1）交通量组成已知设计年限为12年，设计年限内交通量年平均增长率r=7.5%，交通量组成见下表：表1-1 交通量资料车型小客车中客车SH141大客车CA50小货车BJ130交通量（辆/日）14005001101400车型中货车EQ140大货车JN150铰接挂车SP9250交通量（辆/日）970230802）标准轴载及轴载换算和当量轴次计算路面设计以双轮组单轴载100KN为标准荷载，标准轴载计算

7、参数如下：表4-3-2 标准轴载计算参数 标 准 轴 载BZZ100标 准 轴 载BZZ100标准轴载P(KN)100单轮传压面当量圆直径(cm)21.30轮胎接地压强P(MPa)0.70两轮中心距(cm)1.5d3）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（1）轴载换算以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于25KN的各级荷载（包括车辆的前、后轴）的作用次数，均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。 (4-3-1)式中： 标准轴载的当量轴次，次日； 被换算车型的各级轴载作用次数，次日； 标准轴载，KN； 被换算车型的各级轴载，KN； 轴数系数； 轮组系数，单轮组为

8、6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载计算，此时轴数系数为m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数按下式计算。 （4-3-2）式中： m 轴数。本路段轴载换算如下表所示。表4-3-3 标准轴载换算（一）车 型Pi（KN）C1C2n1N1交通SH-141后轴55.11.01.050037.4前轴25.551.06.45008.46解放CA-50后轴68.21.01.011020.81前轴28.71.06.41103.09北京BJ-130后轴27.41.01.014005.02前轴13.41.06.414001.43东风EQ-140后轴69.31.0

9、1.0970196.77前轴23.61.06.497011.62黄河JN-150后轴101.61.01.0230246.44前轴491.06.423066.11东风SP9250后轴113.33.41.0240413.15前轴50.71.06.48026.67合 计1036.97（2）累计当量轴次计算由公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)3.1.2-1设计年限内一个车道上的累计当量轴次按下式计算。 （4-3-3）式中： 设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次；设计年限，12年；路面竣工后第一年双向日平均当量轴次，次日； 设计年限内交通量的平均年增长率(%),应根据实际情况调查，预测交

10、通量增长，经分析确定；车道系数，查公路沥青路面设计规范(JTJ01497)确定车道系数为0.40.5,本设计取=0.7。设计年限内一个车道上的累计当量轴次为=4881289.995（次）4）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各种车型的前后轴的作用次数，均按下式转换成标准轴载的当量作用次数。 （4-3-4）式中： 轴数系数； 轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算。 （4-3-5）计算结果如下表。表4-3-4 标准轴载换算（二）车 型Pi（KN）C1C2n1N1交通SH-141后轴5

11、5.11.01.050037.4前轴25.551.018.550024.45解放CA-50后轴68.21.01.011020.81前轴28.71.018.51108.93北京BJ-130后轴27.41.01.014005.02前轴13.41.018.514004.13东风EQ-140后轴69.31.01.0970196.77前轴23.61.018.597033.59黄河JN-150后轴101.61.01.0230246.44前轴491.018.5230191.10东风SP9250后轴113.33.41.0240413.15前轴50.71.018.58077.09合 计1258.88设计年限内一

12、个车道上的累计当量轴次仍按式（4-3-3）进行计算： = 5925878.62（次）6.1.3 路面结构层厚度计算路面结构及计算参数见表4-3-5。表4-3-5 路面结构及计算参数 层次材料名称厚 度(cm)200C抗压回弹模量(MPa)150C抗压回弹模量(Mpa)15o劈裂强度(MPa)1AC-13细粒式沥青混凝土5140020001.42AC-20中粒式沥青混凝土7120018001.03AC-25粗粒式沥青混凝土9100014000.84水泥稳定碎石?150015000.75石灰稳定土205505500.2256土基45.51）按容许弯沉计算路面厚度路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小

13、的指标，是根据设计年限内每个车道累计标准当量轴次、公路等级、面层和基层的类型等确定的。路面设计弯沉值可按下式计算： （4-3-6）式中： 路面设计弯沉值(0.01mm);设计年限内一个车道上的累计当量轴次；公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；路面结构类型系数，半刚性基层、刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6，若基层由半刚性基层与柔性基层组合而成，通过线性内插确定。根据上式计算得：=30.33（0.01mm）2）结构层材料的容许弯拉应力高速公路的沥青混凝土面层或半刚性材料基层、底基层，在进行层底拉应

14、力验算时，结构层底面计算点的拉应力应小于或等于该层材料的容许弯拉应力，即： （4-3-7）容许弯拉应力按下式列公式计算： （4-3-8）式中： 路面结构层材料的容许弯拉应力(MPa)；沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度(MPa)。对沥青混凝土指15时的劈裂强度；对水泥稳定类材料为龄期90d的劈裂强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类的材料为龄期180d的劈裂强度(MPa)； 抗压强度结构系数。对沥青混凝土面层： (4-3-9)式中： 沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1。对无机结合稳定集料类： （4-3-10）对无机结合类稳定细粒土类： （4-3-11

15、）（1）沥青混凝土上面层AC-131.4Mpa=0.09(4881289.995)0.22/1.1=2.423（2）沥青混凝土中面层AC-20 1.0Mpa=0.09(4881289.995)0.22/1.1=2.423（3）沥青混凝土下面层AC-250.8Mpa=0.09(4881289.995)0.22/1.1=2.423（4）水泥稳定碎石基层0.7 Mpa=0.35(4881289.995)0.11/1.1=1.731（5）石灰稳定土底基层0.225Mpa=0.45(4881289.995)0.11/1.1=2.2263）路面厚度计算路面厚度是根据多层弹性理论、层间接触条件为完全连续体系

16、时，在双圆均布荷载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉值等于设计弯沉值的设计原则进行计算（其力学图式如图4-3-1），即 （4-3-12）图4-3-1 路表弯沉值计算图式路表弯沉值按下式计算： （4-3-13） （4-3-14）式中： 路面实测弯沉值，0.01mm；p、标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径，cm；F弯沉综合修正系数；理论弯沉系数；或土基回弹模量值，MPa；、各层材料回弹模量值；、 各结构层厚度，cm。计算得：=0.607由式（4-3-13）得理论弯沉系数：这是一个多层体系，计算时可以先将多层体系转换为当量三层体系，求出中间层的厚度H，然后再求出基层厚度，转换图式如下：图4-3

17、-2 弯沉三层体系换算图式由，查路基路面工程（邓学钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14得。 由，查路基路面工程（邓学钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14得。由于，所以=0.651再由，和=0.651查路基路面工程（邓学钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14得 ，从而，cm 根据等效路表弯沉的结构层转换公式：得：cm,取12cm计。4）验算弯拉应力（1）上面层底面弯拉应力验算先转化成三层体系（模量采用15时的抗压回弹模量），图示如下：图4-3-3 AC-13上面层弯拉应力三层体系换算图上层厚度为cm。中层厚度为：cm对高速公路的沥青

18、混凝土面层和半刚性基层、低基层进行拉应力的验算时，各层按连续验算。验算层低拉应力时根据多层弹性理论，层间接触条件为完全连续体系，以双圆荷载作用下按下式计算层低最大拉应力。 （4-3-15）应以下式计算： （4-3-16）式中： 、系数。验算层低拉应力时，应满足下式要求： （4-3-17）式中： 容许拉应力。由，查路基路面工程（邓学钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第362页图14-18得无具体的。由，查表无具体的值。由，查表无具体的值。说明上面层底面所受拉应力较小，即可认为：，从而，0=0.5778Mpa，满足强度要求。（2）中面层底面拉应力验算三层体系转化图示如下：图4-3-3 AC-20

19、中面层弯拉应力三层体系换算图上面层厚度：cm中层厚度： cm同理，查表得，从而，0=0.4077MPa，满足强度要求。（3）下面层底面拉应力验算三层体系转化图示如下：图4-3-4 AC-25下面层弯拉应力三层体系换算上面层厚度：cm中层厚度：cm查表得，从而，0=0.3302MPa，满足强度要求。（3）基层层底拉应力验算三层体系转化图示如下：图4-3-5 基层弯拉应力三层体系换算图上面层厚度：cm中层厚度：H=20cm由，查路基路面工程（邓学钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第362页图14-18得： Mpa；由查表得；由，查表得；从而：Mpa,所以基层满足抗弯拉要求。（4）底基层层底拉应力

20、验算三层体系转化图示如图4-3-6所示。图4-3-6 底基层弯拉应力三层体系换算图上层厚度：=33.21cm根据（4）中各参数查路基路面工程（邓学钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第363页图14-19得Mpa，从而，Mpa，所以底基层满足抗弯拉要求。通过计算可知方案一的路面总厚度为5+7+9+12+20=53cm。【唯美句子】 走累的时候，我就到升国旗哪里的一角台阶坐下，双手抚膝，再闭眼，让心灵受到阳光的洗涤。懒洋洋的幸福。顶 3 收藏 2【唯美句子】 一个人踮着脚尖，在窄窄的跑道白线上走，走到很远的地方又走回来。阳光很好，温暖，柔和。漫天的安静。顶 7 收藏 7【唯美句子】 清风飘然，秋

21、水缓淌。一丝云起，一片叶落，剔透生命的空灵。轻轻用手触摸，就点碎了河面的脸。落叶舞步婀娜不肯去，是眷恋，是装点？瞬间回眸，点亮了生命精彩。顶 11 收藏 9【唯美句子】 几只从南方归来的燕子，轻盈的飞来飞去，“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥，”其乐融融的山林气息，与世无争的世外桃源，让人心旷神怡。顶 0 收藏 2【唯美句子】 流年清浅，岁月轮转，或许是冬天太过漫长，当一夜春风吹开万里柳时，心情也似乎开朗了许多，在一个风轻云淡的早晨，踏着初春的阳光，漫步在碧柳垂青的小河边，看小河的流水因为解开了冰冻而欢快的流淌， 清澈见底的的河水，可以数得清河底的鹅软石，偶尔掠过水面的水鸟，让小河荡起一层层的涟

22、漪。河岸换上绿色的新装，刚刚睡醒的各种各样的花花草草，悄悄的露出了嫩芽，这儿一丛，那儿一簇，好像是交头接耳的议论着些什么，又好象是在偷偷地说着悄悄话。顶 3 收藏 4【唯美句子】 喜欢海子写的面朝大海春暖花开，不仅仅是因为我喜欢看海，还喜欢诗人笔下的意境，每当夜深人静时，放一曲纯音乐，品一盏茶，在脑海中搜寻诗中的恬淡闲适。在春暖花开时，身着一身素衣，站在清风拂柳，蝶舞翩跹的百花丛中，轻吹一叶竖笛，放眼碧波万里，海鸥，沙滩，还有扬帆在落日下的古船，在心旷神怡中，做一帘红尘的幽梦。顶 0 收藏 2【唯美句子】 繁华如三千东流水，你只在乎闲云野鹤般的采菊东篱、身心自由，置身置灵魂于旷野，高声吟唱着属

23、于自己的歌，悠悠然永远地成为一个真真正正的淡泊名利、鄙弃功名利禄的隐者。顶 1 收藏 3【唯美句子】 世俗名利和青山绿水之间，你选择了淡泊明志，持竿垂钓碧泉绿潭；权力富贵和草舍茅庐之间，你选择了宁静致远，晓梦翩跹姹紫嫣红。顶 2 收藏 3【唯美句子】 那是一株清香的无名花，我看到了它在春风夏雨中风姿绰约的模样，可突如其来的秋雨，无情的打落了它美丽的花瓣，看着它在空谷中独自凋零，我莫名其妙的心痛，像针椎一样的痛。秋雨，你为何如此残忍，为何不懂得怜香惜玉，我伸出颤抖的双手，将散落在泥土里的花瓣捧在手心。顶 4 收藏 5【唯美句子】 滴答滴答，疏疏落落的秋雨，赶着时间的脚步，哗啦啦的下起来。听着雨水

24、轻轻地敲击着微薄的玻璃窗，不知不觉，我像是被催眠了一样，渐渐的进入了梦乡。顶 3 收藏 5【唯美句子】 在这极致的悲伤里，我看到了世间最美的爱，可谁又能明白，此刻的我是悲伤还是欢喜，也许只有那拨动我心弦的秋季，才知道潜藏在我心中的眼泪。顶 4 收藏 3【唯美句子】 看着此情此景，我细细地聆听。像是听到了落叶的呢喃，秋风的柔软，在这极短的瞬间，他们一起诉说着最美的爱恋，演绎着永恒的痴缠。当落叶安详的躺在大地，露出幸福的模样，你看，它多像一个进入梦乡的孩子。突然发现，秋风并非是想象中的刽子手，原来它只是在叶子生命的最后一刻，让它体会到爱的缠绵，飞翔的滋味。顶 1 收藏 1【唯美句子】 很感谢那些耐

25、心回答我的人，公交上那个姐姐，还有那位大叔，我不知道他们是不是本地人，但我们遇到的一个交警协管，一位头发花白的大姐，她是上海本地人，很和善，并不像有些人说的上海人很排外。事实上，什么都不是绝对的。顶 2 收藏 0【唯美句子】 我嗅到浓郁的香奈尔，却也被那种陌生呛了一鼻。也许，我却不知道，那时的感受了。那里没有那么美好，没有安全感，归属感。我想要的自由呢，不完全地体验到了。顶 2 收藏 1【唯美句子】 那些繁华的都市，车水马龙，灯红酒绿，流光溢彩，却充斥着一种悲哀，浮夸。我看到各种奢华，却也看到各种卑微，我看到友善亲和，也看到暴躁粗鲁，我看到金光熠【优美语句】 踏过一片海，用博识的学问激起片片微

26、澜；采过一丛花，正在聪慧的碰碰外送来缕缕清喷鼻；无过一个梦，决定从那里启程。顶 0 收藏 0【优美语句】 人生如一本书，应该多一些精彩的细节，少一些乏味的字眼；人生如一支歌，应该多一些昂扬的旋律，少一些忧伤的音符；人生如一幅画，应该多一些亮丽的色彩，少一些灰暗的色调。 顶 0 收藏 0【优美语句】 母爱是一滴甘露，亲吻干涸的泥土，它用细雨的温情，用钻石的坚毅，期待着闪着碎光的泥土的肥沃；母爱不是人生中的一个凝固点，而是一条流动的河，这条河造就了我们生命中美丽的情感之景。 顶 0 收藏 0【优美语句】 生活如海，宽容作舟，泛舟于海，方知海之宽阔；生活如山，宽容为径，循径登山，方知山之高大；生活如

27、歌，宽容是曲，和曲而歌，方知歌之动听。 顶 0 收藏 0【优美语句】 母爱就是一幅山水画，洗去铅华雕饰，留下清新自然；母爱就象一首深情的歌，婉转悠扬，轻吟浅唱；母爱就是一阵和煦的风，吹去朔雪纷飞，带来春光无限。 顶 0 收藏 0【优美语句】 努力奋斗，天空依旧美丽，梦想仍然纯真，放飞自我，勇敢地飞翔于梦想的天空，相信自己一定做得更好。 顶 0 收藏 0【优美语句】 品味生活，完善人性。存在就是机会，思考才能提高。人需要不断打碎自己，更应该重新组装自己。顶 0 收藏 0【优美语句】 母爱是一缕阳光，让你的心灵即使在寒冷的冬天也能感到温暖如春；母爱是一泓清泉，让你的情感即使蒙上岁月的风尘依然纯洁明净。 顶 0 收藏 0【优美语句】 母爱是温暖心灵的太阳；母爱是滋润心灵的雨露；母爱是灌溉心灵的沃土；母爱是美化心灵的彩虹。 顶 0 收藏 0【优美语句】 一轮金色的光圈印在海面，夕阳将最后的辉煌撒向了大海，海平面波光潋滟，金光闪闪，夕阳下的海水让最后一丝蓝也带着感动。温和的海水轻轻地拍打着我的脚踝，我张开双臂拥抱最温馨的时刻我爱大海宽广的胸怀，无论多大的风浪，她都可以揽入怀中；无论多少风雨，都无法将她击垮；无论多少河流，她都可以容纳；我愿做一只填海的燕，填平她的波涛翻滚，填平她的汹涌愤怒，只留下平静、柔和的海面。