沥青路面设计终极版.docx

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沥青路面设计终极版

课

程

设

计

学院：

土木与交通学院

姓名：

999

学号：

200900000

1基本设计资料

拟设计路线位于微邱区，该路段设计年限15年，交通量年平均增长8.9%，车道系数η=0.45，该路段处于中国公路自然区划II1区，行车道为四车道，此公路所经地区多处为粉性土，季节性冰冻地区，冻结深度为1.2m路基中湿，回弹模量E=35Mp。

交通组成及交通量表

车型

双向交通量

小客车

2700

风潮HDF650

800

三菱PV413

530

黄河JN162A

1700

江淮HFF3150C07

610

雷诺JN75

850

山西SX341

850

东风YCY--90

600

龙尼克2766

58

一、沥青路面设计

2、轴载分析

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表3-1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（Mpa）

0.70

两轮中心距（cm）

1．5d

1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于40kN的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。

式中：

—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次数；

—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；

—标准轴载（）；

—各种被换算车型的轴载（）；

C1—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38；

C2—轴数系数。

当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算

则其设计年限内一个车道上的累计量轴次：

式中—设计年限内一个车道的累计当量次数；

t—设计年限，由材料知，t=20年；

—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；

—设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.089；

—车道系数，由材料知η=0.45。

车型

（）

（次/日）

小客车

前轴

\

\

\

2700

0

后轴

\

\

\

2700

0

风潮HDF650

前轴

13.5

\

\

800

0

后轴

27

\

\

800

0

三菱PV413

前轴

49.7

1

6.4

530

162.033993

后轴

101

2.2

1

530

1217.577254

黄河JN162A

前轴

62.28

1

6.4

1700

1386.900556

后轴

116.22

1

1

1700

3269.043583

江淮HFF3150C07

前轴

49.2

1

6.4

610

178.467034

后轴

96.3

1

1

610

517.7310169

雷诺JN75

前轴

30.5

1

6.4

850

0

后轴

58.5

1

1

850

82.51766745

山西SX341

前轴

23.7

1

6.4

850

0

后轴

68.7

1

1

850

166.0277689

东风YCY--90

前轴

25

1

6.4

600

0

后轴

78.2

1

1

600

411.747169

龙尼克2766

前轴

67

1

6.4

58

65.01796304

后轴

102.5

4.6

1

58

297.0534767

∑N=7754.118

=

﹙2﹚验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于40KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。

式中：

—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次数；

—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；

—标准轴载（）；

—各种被换算车型的轴载（）；

—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。

—轴数系数；

车型

（）

（次/日）

小客车

前轴

\

\

\

2700

0

后轴

\

\

\

2700

0

风潮HDF650

前轴

13.5

\

\

800

0

后轴

27

\

\

800

0

三菱PV413

前轴

49.7

1

18.5

530

36.50049111

后轴

101

2.2

1

530

1262.610919

黄河JN162A

前轴

62.28

1

18.5

1700

246.2735249

后轴

116.22

1

1

1700

5658.429252

江淮HFF3150C07

前轴

49.2

1

18.5

610

13.40388309

后轴

96.3

1

1

610

451.1699148

雷诺JN75

前轴

30.5

1

18.5

850

0

后轴

58.5

1

1

850

11.6591222

山西SX341

前轴

23.7

1

18.5

850

0

后轴

68.7

1

1

850

42.17672191

东风YCY--90

前轴

25

1

18.5

600

0

后轴

2×

78.2

1

1

600

167.8167362

龙尼克2766

前轴

67

1

18.5

58

15.07323219

后轴

102.5

4.6

1

58

325.0698931

∑N=8230.18369

=

2、结构组合与材料选取

根据《公路沥青路面设计规范》，路面结构层采用沥青混凝土（190），基层采用水泥稳定碎石（厚度待定），底层采用二灰土（350），采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土（40），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（60），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（90）。

各层材料的抗压模量和劈裂强度

土基回弹模量的确定可根据查表法查得。

各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已参照规范给出的推荐值确定。

层次

材料名

厚度

（cm）

抗压回弹模量（20°C）

抗压回弹模量（15°C）

劈拉强度（Mpa）

①

细粒式沥青混凝土

4

1400

2000

1.4

②

中粒式沥青混凝土

6

1200

1800

1.0

③

粗粒式沥青混凝土

9

1000

1200

0.8

④

水泥稳定碎石

25

1500

3600

0.5

⑤

二灰土

35

750

2400

0.25

⑥

土基

—

35

35

—

3、设计指标的确定

﹙1﹚设计弯沉值

公路为一级，则公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数取1.0。

式中：

—设计弯沉值

—设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数

—公路等级系数，一级公路为1.0

—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0

—基层类型系数，半刚性基层为1.0

所以

﹙2﹚各层材料按容许层底拉应力，按下列公式计算：

式中：

—路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）；

—路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳

弯拉应力（Mpa）；

—抗拉强度结构系数。

对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数：

对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数：

对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数：

表2-5结构层容许弯拉应力

材料名称

（Mpa）

（Mpa）

细粒沥青混凝土

1.4

4.16

0.34

中粒沥青混凝土

1.0

4.16

0.24

粗粒沥青混凝土

0.8

4.51

0.19

水泥稳定碎石

0.5

2.48

0.21

二灰土

0.25

3.19

0.08

路面结构层厚度的计算

﹙1﹚理论弯沉系数的确定

式中：

δ—当量圆半径；

F—弯沉综合修正系数，。

因此：

F=1.63×[19.19/2000/10.65]0.38（35/0.70）0.36=0.464

=19.19×1400/（2000×10.65×0.7×0.464）=3.883

﹙2﹚确定设计层厚度

采用三层体系表面弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。

h/δ=4/10.65=0.376E2/E1=1200/1400=0.857；

由三层体系弯沉系数诺莫图查得：

=6.35。

h/δ=4/10.65=0.376=35/1200=0.029；

由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=1.450。

又因为K2=/（K1）=3.78/（6.35×1.450）=0.411，，由上查表得：

H/δ=6.5，H=10.65×6.5=69.2。

由可知：

因为取H=62cm，可知h4=24.55cm，故取h4=25cm。

h1=4cmE1=1400MPah=4cmE1=1400Mpa

h2=6cmE2=1200MPa

h3=9cmE3=1200MPaH=62cmE2=1200MPa

h4=25cmE4=1500MPa

h5=35cmE5=750MPa

E0=35MPaE0=35MPa

层地拉应力验算：

﹙1﹚沥青混凝土面层层底拉应力验算

h1=4cmE1=2000MPah=21.5cmE1=1200Mpa

h2=6cmE2=1800MPa

h3=9cmE3=1200MPaH=47.3cmE2=3600MPa

h4=25cmE4=3600MPa

h5=35cmE5=2400MPa

E0=35MPaE0=35MPa

；

，。

查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。

﹙2﹚水泥稳定碎石层层底拉应力验算

h1=4cmE1=2000MPah=37.4cmE1=3600Mpa

h2=6cmE2=1800MPa

h3=9cmE3=1200MPaH=35cmE2=2400MPa

h4=25cmE4=3600MPa

h5=35cmE5=2400MPa

E0=35MPaE0=35MPa

h==37.4cm，=35cm

由h/=37.4/10.65=3.5136,E2/E1=2400/3600=0.667查表得=0.07Mpa

由h/=37.4/10.65=3.5136,

=35/2400=0.0146,E2/E1=2400/3600=0.667查表得:

n1=0.97

由=35/2400=0.0146,E2/E1=2400/3600=0.667,H/=3.286385,查表得n2=1.09

由公式m=Pn1n2得m=0.7×0.07×0.97×1.09=0.0518Mpa

﹙3﹚二灰土土层层底拉应力验算

h1=4cmE1=2000MPah=40.34cmE1=3600Mpa

h2=6cmE2=1800MPa

h3=9cmE3=1200MPaH=35cmE2=2400MP