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1、般娱定路基路面工程课程设计路基路面工程课程设计专业：道路工程班级：2014 级 5 班学生姓名：周治勇学号：p141914394指导教师：王睿老师般娱定一、一、新建沥青路面结构设计计算新建沥青路面结构设计计算1、设计资料a、甘肃定西地区某新建双向 2 车道二级公路，拟采用沥青混凝土路面，路基土为中液限粘土，路基填土高度 1.2m，地下水位距路床 2.3m，属中湿状态；多年最大道路冻深 160cm。b、经过 OD 调查及论证 2012 年底的交通组成情况如下表：车型黄河 JN-150解放 CA10B长征 CZ160上海 SH130小汽车辆/日8201500380160200C、该公路按二级公路标
2、准修建，设计道路横断面为双向两车道。经 OD 调查：该公路自 2013年通车后前五年交通量增长率为 4.5%，其后设计年限内交通量增长率为 6%。车道系数：二级公路双向两车道在 0.60.7，取 0.7二级公路设计年限为 12 年车道数：2 车道设计速度：60km/h路基宽度：10m车道宽度：3.5m=0.05375般娱定2、确定交通等级我国沥青路面设计以双轮组单轴载 100KN 为标准轴载，表示为 BZZ-100。标准轴载的计算参数按下表确定。标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载 P(KN)100单轮当量圆直径 d(mm)21.30轮胎接地压强 P(M
3、Pa)0.70两轮中心距（cm）1.5d车辆参考表车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量（次/日）黄河JN-15049.00101.60120820解放CA10B19.4060.851201500长征CA16045.283.7222380耶尔奇315MD357107120160标 准 轴 载BZZ1000100120200（1）、计算标准轴载累计计算交通量 NeA当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时35.4121KiiiPPnCCN式中：N以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次（次 d);ni被换算车型的各级轴载作用次数（次d);P一一标准
4、轴载（KN）;Pi被换算车型的各级轴载（KN）C1被换算车型的轴数系数C2被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为 6.4，四轮组为 0.38;K 一一被换算车型的轴载级别般娱定当轴间距大于 3 米时，应按单独的一个轴载计算；当轴间距小于 3 米时，双轴或多轴的轴载系数应按以下公式计算：C1=1+1.2（m-1）设计年限内一个车道累计当量轴次：计算公式：累计当量轴次：NrrNet365 1)1(试中：r设计年限内交通量的平均年增长率%t设计年限N运营第一年双向日平均当量轴次（次/d）N车道系数轴载换算结果车型Pi(KN)C1C2ni(辆/日)?黄河 JN-150前轴49.0016.482
5、0235.69后轴101.6011878.62解放 CA10B前轴19.4016.415007.66后轴60.8511172.83长征 CA160前轴45.2016.438076.88后轴83.7011175.24耶尔奇 315MD3前轴5716.416075.01后轴10711196.83标准轴载BZZ100前轴016.42000后轴100.11200轴载小于 25KN 的轴载作用可以不计。Ns=?=?2013.1通过计算软件得到当以设计弯沉值和沥青层底拉应力为设计指标时，设计年限内一个车道上累计当量轴次Ne?=?6?Ns(?+)t?=?6?0?(?+0?0?7?)?0?0?7 0?7=9?
6、898?，属中度交通等级；般娱定B以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d）Ns=i=?KC?C?niPiP8?式中：Ns 以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d）;ni 被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；P 标准轴载（KN）；Pi 被换算车型的各级轴载（KN）；C?轴数系数；C?轮组系数，单轮组 18.5，双轮组 1，四轮组,0.09;K 被换算车型的轴载级别。当轴间距大于 3m 时，应按单独的一个轴载进行计算，此时轴数为 m=1；当轴间距小于 3m 时，按双轴或多轴进行计算，轴数系数为：C?=?+?(m?)式中：m 轴数轴载换算结果车型Pi(KN)C1C2n?(辆/日)?8
7、黄河 JN-150前轴49.00118.582050.41后轴101.6011931.03解放 CA10B前轴19.40118.515000.05后轴60.85110.35长征 CA160前轴45.2118.538012.25后轴83.71191.5耶尔奇315MD3前轴57118.516024.79后轴10711236.39标准准轴BZZ100前轴0118.52000后轴10011200轴载小于 50KN 的轴载作用可以不计。?=?=?8?1509.33当以半刚性材料结构层层底拉压力为设计指标时，设计年限内一个车道上累计当量轴次Ne?=?6?Ns(?+)t?=?6?09?(?+0?0?7?)
8、?00?0?7?0?7=7412135(次)，属中度交通等级。般娱定二、沥青路面结构推荐与选择（确定面层类型）二、沥青路面结构推荐与选择（确定面层类型）根据交通等级和已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案。方案一：双层式沥青面层，上面层选用中粒式沥青混凝土 AC-16，厚度为 60mm；下面层采用粗粒式沥青混凝土 AC-25，厚度为 100mm；基层用石灰土稳定碎石，厚度为 250mm；底基层选用石灰粉煤灰砂砾，厚度待定方案二：双层式沥青面层，上层选用中粒式沥青混凝土 AC-13，厚度 50mm；下面层采用中粒式密级配沥青混凝土 AC-20，厚度为 80mm；基层采
9、用二灰碎石，厚度为 250mm；底基层采用二灰土，厚度待定三、三、路面结构厚度验算路面结构厚度验算1、土基回弹模量的计算该路段位于3区，当地冻深1.6m，土质为中液限粘土。由规范JTG-D50可得稠度为1.10-0.95，取 1.05。查表“土击回弹模量参考值（MPa）”得土基回弹模量为 36.5MPa。2.路面结构厚度的确定初拟路面结构层及力学计算表如下：由规范 JTG-D50 附录 E 查方案一抗压回弹模量材料名称h（mm）15抗压回弹模量（MPa）20抗压回弹模量（MPa）劈裂强度（MPa）AC-1660180013001.0AC-25100130010000.8石灰土稳定碎石25024
10、0024000.4石灰粉煤灰砂砾待定3500350004方案二抗压回弹模量材料名称h（mm）15抗压回弹模量（MPa）20抗压回弹模量（MPa）劈裂强度（MPa）AC-1350200014001.4AC-2080160014000.8二灰碎石250300030000.5般娱定二灰土待定280028000.3各基层的模量比推荐范围由规范 JTG-D50 4.2.21基层与沥青面层之间的模量比宜在 1.5-3 之间；2基层与底基层之间的模量不宜大于 3.0:；3底基层与土基之间的模量比宜在 2.5-12.5 之间。各基层的模量比验算方案一：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.84 满足规范；2）
11、基层与底基层之间的模量比为：0.69 满足规范。方案二：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.88 满足规范；2）基层与底基层之间的模量比为：1.1 满足规范。a 设计弯沉值的计算：Ld=600Ne-0.2AcAsAb单位 0.01mmAc公路等级系数As面层类型系数Ab路面结构类型系数计算弯沉值（路表弯沉值）：Ls=1000*2po/E1*ac*FP、o标准车轴载轮胎接地压力和当量圆半径F弯沉综合修正系数ac理论弯沉系数本公路为二级公路，公路等级系数为 1.1；面层是沥青混凝土，面层类型系数为 1.0；半刚性基层，路面结构类型系数为 1.0。即：Ld=600*1.1*1.0*1.0*1.07
12、*10（-0.2*7）=26.7（mm）方案一：由软件计算可得：ls=19.3（mm）因为：19.3mm26.7mm即：lsld故满足要求方案二：由软件计算可得：ls=18（mm）因为：18mm26.7mm即：lsld故满足要求般娱定b 确定待定层厚度通过程序设计计算得到，石灰土的厚度为 19.4cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为 26.7mm，沥青面层的层底均受压应力，中粒式密级配沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.109MPa，粗粒式密级配沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.074MPa，石灰土稳定碎石层底的最大拉应力为0.018MPa，石灰粉煤灰砂砾层底的最大拉应力为 0.215MPa。上
13、述设计结果满足指标要求，故石灰粉煤灰砂砾厚度为 20cm。方案二：通过程序设计计算得到，水泥稳定砂砾土的厚度为 23.7cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为 26.7mm，沥青面层的层底均受压应力，细粒式沥青混凝土的最大拉应力为-0.142MPa，粗粒式沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.093MPa，二灰碎石层底的最大拉应力为 0.058MPa，二灰土层底的最大拉应力为 0.199MPa。上述设计结果满足指标要求，故二灰土层厚度为 24cm。2、防冻层厚度验算Or=Osp/KsOr容许拉应力Osp极限抗拉强度Ks抗拉强度结构系数Ks=0.09Ne0.22/Ac沥青混凝土面层Ks=0.35Ne0
14、.11/Ac无机结合料稳定集料基层Ks=0.45Ne0.11/Ac无机结合料稳定细粒土基层Ks=0.25Ne0.05/Ac贫混凝土基层方案一：（1）中粒式密级配沥青混凝土：R=sp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.36MPam=-0.109MPa即：mR满足要求。（2）粗粒式密级配沥青混凝土：R=sp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.29MPam=-0.074MPa即：mR满足要求。（3）石灰土稳定碎石：R=sp/（0.35*Ne-0.11*Ac）=0.22MPam=0.018MPa即：mR满足要求。（4）石灰粉煤灰砂砾：R=sp/（0.35*Ne-0.11*Ac）=0.22M
15、Pam=0.215MPa即：mR满足要求。般娱定方案二：（1）细粒式密级配沥青混凝土：R=sp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.5MPam=-0.142MPa即：mR满足要求。（2）中粒式密级配沥青混凝土：R=sp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.29MPam=-0.093MPa即：mR满足要求。（3）二灰碎石：R=sp/（0.35*Ne-0.11*Ac）=0.28MPam=0.058MPa即：mR满足要求。（4）二灰土：R=sp/（0.35*Ne-0.11*Ac）=0.23MPam=0.199MPa即：mR满足要求。设计资料汇总表方案一：材料名称h（mm）20弯沉计算模量（M
16、Pa）15弯沉计算模量（MPa）层底拉应力（MPa）容许拉应力（MPa）（AC-16）6013001800-0.1090.36（AC-25）10010001300-0.0740.29石灰土稳定碎石250240024000.0180.22石灰粉煤灰砂砾200350035000.2150.22方案二：材料名称h（mm）20弯沉计算模量（MPa）15弯沉计算模量（MPa）层底拉应力（MPa）容许拉应力（MPa）（AC-13）5014002000-0.1420.5（AC-20）8014001600-0.0930.29二灰碎石250300030000.0580.28二灰土240280028000.199
17、0.23方案一 沥青层厚度 16cm，总厚度 61cm。根据公路路基设计规范（JTG D30-2004）规定，最小防冻层厚度为 4050cm，故符合要求。方案二 沥青层厚度 13cm，总厚度 62cm。根据根据公路路基设计规范（JTG D30-2004）规定，最小防冻层厚度为 4050cm，故符合要求。四、四、方案比选方案比选般娱定五五、计算图纸的绘制计算图纸的绘制六、路面工程数量计算六、路面工程数量计算1、土基填挖方量的计算2、道路基层和垫层工程量的计算3、道路面层工程量的计算七、七、参考资料参考资料路基路面工程第四版 黄晓明 主编人民交通出版社；公路沥青路面设计规范JTJ014-2003；