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路基路面设计内容

山东交通学院

路基路面工程课程设计

院（系）另0土木工程系

专业土木工程

班级

学号

姓名

指导教师

成绩

二o—年十二月

课程设计任务书

题目新建沥青路面（水泥混凝土路面）设计

系（部）土木工程系

专业土木工程

班级

学生姓名

学号

12月12日至12月_16_日共1周

指导教师（签字）

系主任（签字）

2010年12月15日

三、设计完成后提交的文件和图表

1.设计说明部分

（1）沥青混凝土路面设计计算说明书

1份。

（2）水泥混凝土路路面设计计算说明书

1份。

山东交通学院

第1章新建沥青路面设计

1.1交通资料

根据设计任务书的交通资料表1-1要求，确定路面等级和面层类型、设计年限内一个车道的累计当量轴次以及确定设计弯沉值。

根据交通调查，进行综合分析，交通调查资料为2007年，设计计算年限的起算年为2009年，预测其交通增长率在前五年为8%、之后十年取7.2%、最后三年为5%。

交通资料

车型

数量（辆/日）

车型

数量（辆/日）

三菱FR415

483

风东KM340

653

五十铃NPR595G

373

东风SP9135B

429

江淮HF140A

525

五十铃EXR181L

502

江淮HF150

537

黄河JN163

117

当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的各级轴

载Pi的作用次数ni，均应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N:

N5

式中N――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）;

Ci――被换算车型各级轴载的轴数系数。

当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即

为轴数m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为Ci,i=i+i.2（m-1）；

C2――被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0，四轮组为0.38。

3.当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各级轴载Pi的作用次数n，匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N'。

Pi8

N…C22“i（—）

—P

式中：

C/――被换算车型各级轴载的轴数系数。

当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即

为轴数m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为

C1，i=1+1.2（m-1）;

C2‘一一被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5,双轮组为1.0，四轮组为0.09。

1.2轴载分析:

车型

后轮组数

后轴数

后轴距

车型

后轮组数

后轴数

后轴距

三菱FR415

2

1

0

东风KM340

2

1

0

五十铃NPR595

2

1

0

东风SP9135B

2

2

4

江淮HF140A

2

1

0

五十铃EXR181

2

3

4

江淮HF150

2

1

0

黄河JN163

2

1

0

1.3轴载换算

路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。

1.3.1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中累计当量轴次

车型

轴位

Pi/kN

6

C2

""Ni-

"口（与35

P

三菱FR415

前

■"30-

6.4

483

16.7

后

T

T

483

25.56

五十铃NPR595

前

23.5

6.4

373

后

44

1

1

373

10.52

江淮HF140A

前

18.9

~T~

6.4

525

后

41.8

~~T~

~~T~

525

11.81

江淮HF150

45.1

6.4

537

107.60

后

101.5

1

1

537

572.93

东风KM340

刖

24.6

1

6.4

653

后

67.8

1

1

653

120.62

东风SP9135B

前

20.1

1

6.4

429

后

72.6

T

429

213.59

五十铃EXR181

前

60

1

6.4

502

348.21

后

100

3

1

502

1506

黄河JN163

刖

58.6

1

6.4

117

73.23

后

114

1

1

117

206.88

累计换算轴次：

2009年

N总=16.7+26.56+10.52+11.81+107.6+572.93+120.62+213.59+348.21+1506+73.23+206.88=3214.56

2012年

3

N1=N^

（1）3=3214.6518%=4049.53

2022年

10

N2=N1

（1）10=4049.5317.2%=8116.2

累计当量轴次：

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道

系数是0.4—0.5,在此取0.45

365（11）t-1365（11）t-1365（12）t-1

Ne-N总-N1-N2=

1总-3

310

365[（18%）-1]365[（17.2%）-1]

3214.650.45+4049.530.45

8%7.2%

1.3.2验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:

Pi8

c1C2ni（-）

i•.1

车型

轴位

Pi/kN

C1

C2

~NT

Pi8

C1C2ni（）

P

三菱FR415

前

30

1

18.5

483

后

51

1

1

483

2.27

五十铃NPR595

>/.

前

23.5

1

18.5

373

后

44

1

1

373

0.524

江淮HF140A

前

18.9

1

18.5

525

后

41.8

1

1

525

0.489

江淮HF150

前

45.1

1

18.5

537

17.01

后

101.5

1

1

537

604.93

东风KM340

前

24.6

1

18.5

653

后

67.8

1

1

653

29.20

东风SP9135B

前

20.1

1

18.5

429

后

72.6

2

1

429

66.37

五十铃EXR181

前

60

1

18.5

502

155.97

后

100

3

1

502

1506

黄河JN163

前

58.6

1

18.5

117

30.09

后

114

1

1

117

333.75

累计换算轴次：

2009年

N总=2.27+0.524+0.489+17.01+604.93+29.20+66.37+155.97+1506+30.09+333.75=2728.58

（次）

2012年

33

N1=N、

（1）=2728.5818%=3437.22

2022年

10

N2=N1

（1）10=3437.2217.2%=6888.98

累计当量轴次：

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道系数

是0.4—0.5，在此取0.45

365（11）t-1365（11）t-1365（12）t-1

肌=N■-N’-N2=

1总23

31010

365［（18%）一1］2728.580.45+365［（13437.220.45365［（16888.980.45=10354560（次）

8%7.2%5%

1・4结构组合与材料选取

计算得设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为1000万左

右，根据规范推荐结构，并结合沿途有大量石灰碎石供应。

因此，路

面结构面层采用沥青混凝土（15cm）,基层采用水泥稳定砂砾（16cm）,底基层采用石灰土（待定厚度）。

规范中高速公路的面层由三层至两层组成，查规范可知表层采用细粒式沥青混凝土4cm，中面层米用中粒式沥青混凝土5cm，下面层采用粗粒式沥青混凝土6cm

1.5各层材料的抗滑模量与劈裂强度

抗压模量取20C的抗压模量，各值取细粒式沥青混凝土1400

MPa,中粒式沥青混凝土取1200Mpa,粗粒式沥青混凝土取1000Mpa,水泥稳定砂砾取1500Mpa,石灰土取550Mpa，天然砂砾取180Mpa;抗压模量取15C的抗压模量，各值取细粒式沥青混凝土2000MPa,

中粒式沥青混凝土取1800Mpa,粗粒式沥青混凝土取1400Mpa,水

泥稳定砂砾取1500Mpa,石灰土取550Mpa,天然砂砾取180Mpa;

各层材料的劈裂强度取值：

细粒式沥青混凝土取1.4MPa,中粒式沥青混凝土取1.0Mpa,粗粒式沥青混凝土取0.8Mpa，水泥稳定砂砾取

0.5Mpa，石灰土取0.225Mpa。

1・6土基回弹模量的确定

该路段处于U2区为粘性土，稠度取0.95-1.1，现取稠度为1.05，该区的土基回弹模量为28Mpa提高20%结果为33.6Mpa。

1.7设计指标的确定

对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为指标，并进行结构层底拉应力验算。

1.7.1设计弯沉值：

Ac---设计年Ac公路等级系数。

高速公路为1.0;

As---面层类型系数。

沥青混凝土面层为1.0；沥青表面处治为1.1；中、低级

路面为1.3

Ab---基层类型系数，对于半刚性基层为1.0

设计弯沉值为b

600600

0-2AcAsAb02111=22.42（0.01mm）

Ne1.035107

1.7.2各层材料的容许层底拉应力为

沥青混凝土面层：

（TR=°sp/KsKs=0.09Aa・Ne0.22/Ac

对于沥青混凝土面层：

TR=Tsp/KsK=0.09Aa・Ne0.22/Ac

细粒式密级配沥青混凝土：

Ks=0.09•1.0*Ne°.22/Ac=0.09X1.0x（1.035>107）°.22/1.0=3.14ts=tsp/Ks=1.4/3.23=0.4334MPa

中粒式密级配沥青混凝土：

Ks=0.09・Ne0.22/Ac=0.09X（1.035107）0^/1.0=3.14

tr=tsp/Ks=1.0/3.23=0.3096MPa

粗粒式密级配沥青混凝土：

Ks=0.09・Ne0.22/Ac=0.09X（1.035107）0^/1.0=3.14

tr=tsp/Ks=0.8/3.23=0.2477MPa

对于无机结合料稳定集料类：

TR=Tsp/KsKs=0.35Ne0.11/Ac

水泥稳定砂砾：

Ks=0.35Ne0.11/Ac=0.35x（1.035107）0J1/1.0=2.07

tr=tsp/Ks=0.5/2.09=0.2392MPa

对于无机结合料稳定土类：

TR=Tsp/KsKs=