公路沥青路面.docx
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公路沥青路面
1基本资料
新建高速公路,公路设计基准年为2011年,使用年限15年,拟选沥青路面结构路面进行路面结构设计。
公路技术等级为一级公路,为双向六车道。
预测前五年交通量年增长率为γ=9%,后十年γ=8%
1.1地质资料与筑路资料
由于路线地处平原Ⅱ4区,土基为粘质土
1.2交通资料
表1-1交通组成与交通量
车型
交通量(辆/日)
前轴重
(KN)
后轴重
(KN)
后轴数
轴距
尼桑CK10G
159
39.25
76.00
1
0
解放CA10B
1168
19.40
60.85
1
0
黄河JN162
1114
59.50
115.00
1
0
东风EQ140
941
23.70
69.20
1
0
日野KB222
183
50.20
104.30
1
0
太脱拉138
189
51.40
80.00
2
2
2.初拟路面结构组合
新建路面结构厚度计算
细粒式沥青混凝土40mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土60mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石180mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石180mm
----------------------------------------
石灰粉煤灰土?
----------------------------------------
新建路基
3.标准轴载累计交通量计算
车道系数0.4
A.用于弯沉验算和沥青层的层底拉应力验算的Ne(A):
表1-2汽车参数及交通量换算表
车型
辆/日
前轴重
C1
C2
Ni
后轴重
后轴数
C1
C2
Ni
尼桑CK10G
159
39.25
1.00
6.40
17.4
76.00
1
1.00
1.00
48.2
解放CA10B
1168
19.40
1.00
6.40
6.0
60.85
1
1.00
1.00
134.6
黄河JN162
1114
59.50
1.00
6.40
745.1
115.00
1
1.00
1.00
2046.1
东风EQ140
941
23.70
1.00
6.40
11.5
69.20
1
1.00
1.00
189.7
日野KB222
183
50.20
1.00
6.40
58.4
104.30
1
1.00
1.00
219.8
太脱拉138
189
51.40
1.00
6.40
66.9
80.00
2
2.20
1.00
157.5
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
3701
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.516729E+07
属重交通等级
B.用于半刚性基层弯拉应力验算的Ne(B):
表1-3汽车参数及交通量换算表
车型
辆/日
前轴重
C1
C2
Ni
后轴重
后轴数
C1’
C2’
Ni
尼桑CK10G
159
39.25
1.00
18.5
1.7
76.00
1
1.00
1.00
17.7
解放CA10B
1168
19.40
1.00
18.5
0.04
60.85
1
1.00
1.00
22.0
黄河JN162
1114
59.50
1.00
18.5
323.7
115.00
1
1.00
1.00
3407.8
东风EQ140
941
23.70
1.00
18.5
0.2
69.20
1
1.00
1.00
49.5
日野KB222
183
50.20
1.00
18.5
13.7
104.30
1
1.00
1.00
256.3
太脱拉138
189
51.40
1.00
18.5
17.0
80.00
2
3.00
1.00
95.1
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
4205
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.723276E+07
属重交通等级
4.计算设计弯沉
和容许应力
公路等级系数1面层类型系数1路面结构类型系数1
路面设计弯沉值:
22(0.01mm)
结构层容许弯拉应力:
沥青面层抗拉强度结构系数:
无机结合料稳定集料抗拉轻度结构系数:
无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数:
层位
结构层材料名称
20℃平均抗压
15℃平均抗压
容许应力
1
细粒式沥青混凝土
1400
2000
.36
2
中粒式沥青混凝土
1200
1600
.3
83
粗粒式沥青混凝土
1000
1200
.24
4
水泥稳定碎石
1500
1500
.28
5
水泥稳定碎石
1500
1500
.28
6
石灰粉煤灰土
750
750
.08
5.确定设计参数
查表得Ⅱ4区低液限粉土
6使用HPDS2006计算软件计算结果
一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量
1尼桑CK10G39.25761双轮组159
2解放CA10B19.460.851双轮组1168
3黄河JN16259.51151双轮组1114
4东风EQ14023.769.21双轮组941
5日野KB22250.2104.31双轮组183
6太脱拉13851.4802双轮组<3189
设计年限15车道系数.4
序号分段时间(年)交通量年增长率
159%
2108%
一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量
Nh=1502,属重交通等级
当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
3701
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.516729E+07
属重交通等级
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
4205
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.723276E+07
属重交通等级
路面设计交通等级为重交通等级
公路等级高速公路
公路等级系数1面层类型系数1路面结构类型系数1
路面设计弯沉值:
22(0.01mm)
层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)
1细粒式沥青混凝土1.2.35
2中粒式沥青混凝土1.29
3粗粒式沥青混凝土.8.23
4水泥稳定碎石.6.27
5水泥稳定碎石.6.27
6石灰粉煤灰土.25.09
二、新建路面结构厚度计算
新建路面的层数:
6
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
22(0.01mm)
路面设计层层位:
6
设计层最小厚度:
200(mm)
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力
(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)
1细粒式沥青混凝土401400020000.35
2中粒式沥青混凝土601200018000.29
3粗粒式沥青混凝土801000012000.23
4水泥稳定碎石1801500015000.27
5水泥稳定碎石1801500015000.27
6石灰粉煤灰土?
75007500.09
7新建路基35.5
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=22(0.01mm)
H(6)=200mmLS=1.4(0.01mm)
由于设计层厚度H(6)=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H(6)=200mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度:
H(6)=200mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=200mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=200mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=200mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=200mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=200mm(第6层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(6)=200mm(仅考虑弯沉)
H(6)=200mm(同时考虑弯沉和拉应力)
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度650mm
验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.
通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,
最后得到路面结构设计结果如下:
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土40mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土60mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石180mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石180mm
----------------------------------------
石灰粉煤灰土200mm
----------------------------------------
新建路基
三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数
(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)
1细粒式沥青混凝土4014000200001
2中粒式沥青混凝土6012000180001
3粗粒式沥青混凝土8010000120001
4水泥稳定碎石18015000150001
5水泥稳定碎石18015000150001
6石灰粉煤灰土200750075001
7新建路基35.51
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=1.4(0.01mm)
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=1.5(0.01mm)
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=1.7(0.01mm)
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=1.9(0.01mm)
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=3.4(0.01mm)
第6层路面顶面交工验收弯沉值LS=9.1(0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS=262.4(0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
(未考虑综合影响系数)
第1层底面最大拉应力σ
(1)=-.183(MPa)
第2层底面最大拉应力σ
(2)=-.017(MPa)
第3层底面最大拉应力σ(3)=-.033(MPa)
第4层底面最大拉应力σ(4)=.023(MPa)
第5层底面最大拉应力σ(5)=.08(MPa)
第6层底面最大拉应力σ(6)=.068(MPa)
改建道路沥青路面设计
1基本资料
原路面实测弯沉(21个)
57.9
61.8
68.5
69.0
65.5
59.0
67.0
78.0
53.0
44.3
31.0
40.0
45.0
35.0
30.5
27.5
31.0
65.5
79.5
82.5
91.0
2改建路段原路面当量回弹模量计算
原路面实测弯沉值(0.01mm)
57.9
61.8
68.5
69.0
65.5
59.0
67.0
78.0
53.0
44.3
31.0
40.0
45.0
35.0
30.5
27.5
31.0
65.5
79.5
82.5
91.0
原路面有效弯沉数:
21
原路面平均弯沉值:
56(0.01mm)
原路面弯沉值标准差:
19(0.01mm)
测定汽车轴载100kN
改建公路等级高速公路
与保证率有关的系数1.645
原路面沥青面层厚度180(mm)
测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之和50(℃)
原路面基层类型:
粒料类或沥青稳定类基层
季节影响系数1.2湿度影响系数1温度修正系数1.02
原路面计算弯沉值:
107(0.01mm)
原路面当量回弹模量:
153.3(MPa)
使用HPDS2006计算软件计算结果
一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量
1尼桑CK10G39.25761双轮组159
2解放CA10B19.460.851双轮组1168
3黄河JN16259.51151双轮组1114
4东风EQ14023.769.21双轮组941
5日野KB22250.2104.31双轮组183
6太脱拉13851.4802双轮组<3189
设计年限15车道系数.4
序号分段时间(年)交通量年增长率
159%
2108%
一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量
Nh=1502,属重交通等级
当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
3701
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.516729E+07
属重交通等级
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
4205
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.723276E+07
属重交通等级
路面设计交通等级为重交通等级
公路等级高速公路
公路等级系数1面层类型系数1路面结构类型系数1
路面设计弯沉值:
22(0.01mm)
层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)
1细粒式沥青混凝土1.2.35
2中粒式沥青混凝土1.29
3粗粒式沥青混凝土.8.23
4水泥稳定碎石.6.27
5石灰粉煤灰土.25.09
二、改建路面加铺补强层厚度计算
加铺路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
22(0.01mm)
路面设计层层位:
5
设计层最小厚度:
150(mm)
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力
(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)
1细粒式沥青混凝土401400020000.35
2中粒式沥青混凝土601200018000.29
3粗粒式沥青混凝土801000012000.23
4水泥稳定碎石1801500015000.27
5石灰粉煤灰土?
75007500.09
6改建前原路面153.3
按设计弯沉值计算设计层厚度:
(弯沉值按新建路面F公式计算)
LD=22(0.01mm)
H(5)=150mmLS=17.3(0.01mm)
由于设计层厚度H(5)=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H(5)=150mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度:
H(5)=150mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(5)=150mm(仅考虑弯沉)
H(5)=150mm(同时考虑弯沉和拉应力)
通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,
最后得到路面结构设计结果如下:
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土40mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土60mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石180mm
----------------------------------------
石灰粉煤灰土150mm
----------------------------------------
改建前原路面
三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数
(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)
1细粒式沥青混凝土4014000200001
2中粒式沥青混凝土6012000180001
3粗粒式沥青混凝土8010000120001
4水泥稳定碎石18015000150001
5石灰粉煤灰土150750075001
6改建前原路面153.3
计算改建路面各加铺层顶面交工验收弯沉值:
(按新建路面F公式计算)
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=17.3(0.01mm)
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=18.9(0.01mm)
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=21.7(0.01mm)
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=26.9(0.01mm)
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=61.7(0.01mm)
计算改建路面各加铺层底面最大拉应力:
(未考虑综合影响系数)
第1层底面最大拉应力σ
(1)=-.184(MPa)
第2层底面最大拉应力σ
(2)=-.003(MPa)
第3层底面最大拉应力σ(3)=-.016(MPa)
第4层底面最大拉应力σ(4)=.098(MPa)
第5层底面最大拉应力σ(5)=.024(MPa)
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