广西南宁至白色高速公路.docx
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广西南宁至白色高速公路
沥青路面结构设计
确定累计标准轴次
计算设置:
根据交通量计算
根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》3.0.3条与3.0.4条的规定计算累计标准轴次Ne
1交通参数
公路等级:
高速公路
路面等级:
高级路面
设计年限:
15年
建设期限:
2年
年平均增长率:
7.50%
车道特征:
双车道有分隔
车道系数:
0.50
2交通量组成
交通量组成、汽车计算参数及轴载换算计算结果表
序
号
汽车名称
交通量
次/日
汽车总重
(kN)
汽车前后轴计算参数
弯沉及沥青面层拉应力换算交通量
(轴次/日)
基层拉应力换算交通量(轴次/日)
轴位
轴重
(kN)
轮组
(个)
轴数
(根)
轴距
(m)
1
小客车
3400
34.50
前轴
23.00
1
1
后轴
11.50
2
1
2
中客车SH130
500
39.50
前轴
16.50
1
1
后轴
23.00
2
1
3
大客车CA50
1400
92.90
前轴
28.70
1
1
22.44
后轴
64.20
2
1
116.38
23.09
4
北京BJ130
90
40.80
前轴
13.40
1
1
后轴
27.40
2
1
5.02
5
解放CA50
700
92.90
前轴
28.70
1
1
2.52
后轴
64.20
2
1
13.09
2.60
6
东风EQ140
750
92.90
前轴
23.70
1
1
后轴
69.20
2
1
141.11
36.81
7
黄河JN150
700
150.60
前轴
49.00
1
1
215.57
后轴
101.60
2
1
803.62
851.55
8
特大车日野KB222
700
154.50
前轴
50.20
1
1
223.53
52.23
后轴
104.30
2
2
840.69
980.33
9
五十铃EXR18
80
360.00
前轴
60.00
1
1
55.49
24.86
后轴
100.00
2
3
>3m
240.00
240.00
合计
8402
2679.46
2211.46
3累计标准轴次计算结果
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=15774244轴次
进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=13019071轴次
I.假定路基为潮湿状态
方案一、
1.确定累计标准轴次
计算设置:
直接输入
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=15774244轴次
进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=13019071轴次
2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标
1)设计指标各系数
公路等级:
高速公路公路等级系数:
1.0
面层类型:
沥青混凝土面层面层类型系数:
1.0
基层类型:
半刚性基层、底基层总厚度≥20cm基层类型系数:
1.0
沥青混凝土级配类型:
中粒式沥青混凝土级配类型系数:
1.0
2)设计指标
a.设计弯沉值:
ld=21.81(0.01mm)
b.抗拉强度结构系数
对沥青混凝土面层:
Ks=3.4498
对无机结合料稳定集料类:
Ks=2.1216
对无机结合料稳定细粒土类:
Ks=2.7278
3.确定土基回弹模量
计算设置:
按规范计算
1)根据《公路沥青路面设计规范》中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值”
土组类型:
粘质土
路基干湿状态:
潮湿状态
土基土质稠度:
Wc=0.85
2)根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”
公路自然区划:
V-3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量提高系数:
15.0%
土基回弹模量:
E0=31.0MPa
4.确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
7
结构设计层位:
4
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》的建议值确定各结构层设计参数路面结构层设计参数表
层位
材料名称
材料类型
厚度
(cm)
抗压模量(MPa)
劈裂强度(MPa)
容许拉应力(MPa)
20℃
15℃
1
细粒式沥青混凝土
沥青混凝土
4
1400.0
2000.0
1.4
0.406
2
中粒式沥青混凝土
沥青混凝土
6
1200.0
1800.0
1.0
0.290
3
粗粒式沥青混凝土
沥青混凝土
8
1000.0
1400.0
0.8
0.232
4
二灰碎石
稳定集料
设计层
1500.0
非沥青砼
0.65
0.306
5
级配碎石
非整体性
15
275.0
非沥青砼
松散材料
无
6
水泥稳定砂砾
稳定集料
20
1500.0
非沥青砼
0.5
0.236
7
中液限粘土
31
5.确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
6.设计结果
按设计弯沉设计,h4=19.4cm。
已满足第1层容许拉应力验算指标要求
已满足第2层容许拉应力验算指标要求
已满足第3层容许拉应力验算指标要求
已满足第4层容许拉应力验算指标要求
已满足第6层容许拉应力验算指标要求
7.验算结果
1)选定厚度为:
h4=20cm
2)验算结果
计算弯沉值为:
ls=21.48(0.01mm)
设计弯沉值为:
ld=21.81(0.01mm),
满足路面整体刚度指标要求
第1层计算拉应力值为:
σ1=-0.213MPa
容许拉应力值为:
σR1=0.406MPa
满足第1层路面验算指标要求
第2层计算拉应力值为:
σ2=-0.056MPa
容许拉应力值为:
σR2=0.290MPa
满足第2层路面验算指标要求
第3层计算拉应力值为:
σ3=-0.016MPa
容许拉应力值为:
σR3=0.232MPa
满足第3层路面验算指标要求
第4层计算拉应力值为:
σ4=0.127MPa
容许拉应力值为:
σR4=0.306MPa
满足第4层路面验算指标要求
第6层计算拉应力值为:
σ6=0.116MPa
容许拉应力值为:
σR6=0.236MPa
满足第6层路面验算指标要求
8.路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
1细粒式沥青混凝土4.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土6.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3粗粒式沥青混凝土8.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4二灰碎石20.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5级配碎石15.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
6水泥稳定砂砾20.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7中液限粘土
方案二、
1.确定累计标准轴次
计算设置:
直接输入
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=15774244轴次
进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=13019071轴次
2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标
1)设计指标各系数
公路等级:
高速公路公路等级系数:
1.0
面层类型:
沥青混凝土面层面层类型系数:
1.0
基层类型:
半刚性基层、底基层总厚度≥20cm基层类型系数:
1.0
沥青混凝土级配类型:
中粒式沥青混凝土级配类型系数:
1.0
2)设计指标
a.设计弯沉值:
ld=21.81(0.01mm)
b.抗拉强度结构系数
对沥青混凝土面层:
Ks=3.4498
对无机结合料稳定集料类:
Ks=2.1216
对无机结合料稳定细粒土类:
Ks=2.7278
3.确定土基回弹模量
计算设置:
按规范计算
1)根据《公路沥青路面设计规范》中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值”
土组类型:
粘质土
路基干湿状态:
潮湿状态
土基土质稠度:
Wc=0.85
2)根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”
公路自然区划:
V-3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量提高系数:
15.0%
土基回弹模量:
E0=31.0MPa
4.确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
7
结构设计层位:
4
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》的建议值确定各结构层设计参数
路面结构层设计参数表
层位
材料名称
材料类型
厚度
(cm)
抗压模量(MPa)
劈裂强度(MPa)
容许拉应力(MPa)
20℃
15℃
1
细粒式沥青混凝土
沥青混凝土
3.0
1400.0
2000.0
1.4
0.406
2
中粒式沥青混凝土
沥青混凝土
4.0
1200.0
1800.0
1.0
0.290
3
热拌沥青碎石
非整体性
5.0
700.0
非沥青砼
松散材料
无
4
水泥稳定碎石
稳定集料
设计层
1500.0
非沥青砼
0.50
0.236
5
水泥稳定砂砾
稳定集料
18.0
1500.0
非沥青砼
0.50
0.236
6
石灰水泥综合稳定碎石
稳定集料
18.0
1200.0
非沥青砼
0.42
0.198
7
中液限粘土
31
5.确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
6.设计结果
按设计弯沉设计,h4=18.0cm。
已满足第1层容许拉应力验算指标要求
已满足第2层容许拉应力验算指标要求
已满足第4层容许拉应力验算指标要求
已满足第5层容许拉应力验算指标要求
已满足第6层容许拉应力验算指标要求
7.验算结果
1)选定厚度为:
h4=18.0cm
2)验算结果
计算弯沉值为:
ls=21.76(0.01mm)
设计弯沉值为:
ld=21.81(0.01mm),
满足路面整体刚度指标要求
第1层计算拉应力值为:
σ1=-0.216MPa
容许拉应力值为:
σR1=0.406MPa
满足第1层路面验算指标要求
第2层计算拉应力值为:
σ2=0.024MPa
容许拉应力值为:
σR2=0.290MPa
满足第2层路面验算指标要求
第4层计算拉应力值为:
σ4=0.008MPa
容许拉应力值为:
σR4=0.236MPa
满足第4层路面验算指标要求
第5层计算拉应力值为:
σ5=0.069MPa
容许拉应力值为:
σR5=0.236MPa
满足第5层路面验算指标要求
第6层计算拉应力值为:
σ6=0.120MPa
容许拉应力值为:
σR6=0.198MPa
满足第6层路面验算指标要求
8.路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
1细粒式沥青混凝土3.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土4.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3热拌沥青碎石5.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4水泥稳定碎石18.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5水泥稳定砂砾18.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
6石灰水泥综合稳定碎石18.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7中液限粘土
方案三、
1.确定累计标准轴次
计算设置:
直接输入
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=15774244轴次
进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=13019071轴次
2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标
1)设计指标各系数
公路等级:
高速公路公路等级系数:
1.0
面层类型:
沥青混凝土面层面层类型系数:
1.0
基层类型:
半刚性基层、底基层总厚度≥20cm基层类型系数:
1.0
沥青混凝土级配类型:
中粒式沥青混凝土级配类型系数:
1.0
2)设计指标
a.设计弯沉值:
ld=21.81(0.01mm)
b.抗拉强度结构系数
对沥青混凝土面层:
Ks=3.4498
对无机结合料稳定集料类:
Ks=2.1216
对无机结合料稳定细粒土类:
Ks=2.7278
3.确定土基回弹模量
计算设置:
按规范计算
1)根据《公路沥青路面设计规范》中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值”
土组类型:
粘质土
路基干湿状态:
潮湿状态
土基土质稠度:
Wc=0.85
2)根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”
公路自然区划:
V-3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量提高系数:
15.0%
土基回弹模量:
E0=31.0MPa
4.确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
7
结构设计层位:
4
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》的建议值确定各结构层设计参数路面结构层设计参数表
层位
材料名称
材料类型
厚度
(cm)
抗压模量(MPa)
劈裂强度(MPa)
容许拉应力(MPa)
20℃
15℃
1
细粒式沥青混凝土
沥青混凝土
3.0
1400.0
2000.0
1.4
0.406
2
中粒式沥青混凝土
沥青混凝土
4.0
1000.0
1400.0
0.8
0.232
3
粗粒式沥青混凝土
沥青混凝土
6.0
1000.0
1400.0
0.8
0.232
4
石灰水泥综合稳定碎石
稳定集料
设计层
1200.0
非沥青砼
0.42
0.198
5
石灰水泥综合稳定砂砾
稳定集料
18.0
1200.0
非沥青砼
0.42
0.198
6
水泥稳定碎石
稳定集料
18.0
1500.0
非沥青砼
0.5
0.236
7
中液限粘土
31
5.确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
6.设计结果
按设计弯沉设计,h4=17.1cm。
已满足第1层容许拉应力验算指标要求
已满足第2层容许拉应力验算指标要求
已满足第3层容许拉应力验算指标要求
已满足第4层容许拉应力验算指标要求
已满足第5层容许拉应力验算指标要求
已满足第6层容许拉应力验算指标要求
7.验算结果
1)选定厚度为:
h4=18cm
2)验算结果
计算弯沉值为:
ls=21.37(0.01mm)
设计弯沉值为:
ld=21.81(0.01mm),
满足路面整体刚度指标要求
第1层计算拉应力值为:
σ1=-0.235MPa
容许拉应力值为:
σR1=0.406MPa
满足第1层路面验算指标要求
第2层计算拉应力值为:
σ2=-0.100MPa
容许拉应力值为:
σR2=0.232MPa
满足第2层路面验算指标要求
第3层计算拉应力值为:
σ3=-0.027MPa
容许拉应力值为:
σR3=0.232MPa
满足第3层路面验算指标要求
第4层计算拉应力值为:
σ4=0.007MPa
容许拉应力值为:
σR4=0.198MPa
满足第4层路面验算指标要求
第5层计算拉应力值为:
σ5=0.038MPa
容许拉应力值为:
σR5=0.198MPa
满足第5层路面验算指标要求
第6层计算拉应力值为:
σ6=0.136MPa
容许拉应力值为:
σR6=0.236MPa
满足第6层路面验算指标要求
8.路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
1细粒式沥青混凝土3.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土4.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3粗粒式沥青混凝土6.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4石灰水泥综合稳定碎石18.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5石灰水泥综合稳定砂砾18.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
6水泥稳定碎石18.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7中液限粘土
Ⅱ.假定路基为中湿状态
方案一、
1.确定累计标准轴次
计算设置:
直接输入
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=15774244轴次
进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=13019071轴次
2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标
1)设计指标各系数
公路等级:
高速公路公路等级系数:
1.0
面层类型:
沥青混凝土面层面层类型系数:
1.0
基层类型:
半刚性基层、底基层总厚度≥20cm基层类型系数:
1.0
沥青混凝土级配类型:
中粒式沥青混凝土级配类型系数:
1.0
2)设计指标
a.设计弯沉值:
ld=21.81(0.01mm)
b.抗拉强度结构系数
对沥青混凝土面层:
Ks=3.4498
对无机结合料稳定集料类:
Ks=2.1216
对无机结合料稳定细粒土类:
Ks=2.7278
3.确定土基回弹模量
计算设置:
按规范计算
1)根据《公路沥青路面设计规范》中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值”
土组类型:
粘质土
路基干湿状态:
中湿状态
土基土质稠度:
Wc=1.00
2)根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”
公路自然区划:
V-3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量提高系数:
15.0%
土基回弹模量:
E0=38.0MPa
4.确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
7
结构设计层位:
4
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》的建议值确定各结构层设计参数
路面结构层设计参数表
层位
材料名称
材料类型
厚度
(cm)
抗压模量(MPa)
劈裂强度(MPa)
容许拉应力(MPa)
20℃
15℃
1
细粒式沥青混凝土
沥青混凝土
4
1400.0
2000.0
1.4
0.406
2
中粒式沥青混凝土
沥青混凝土
5
1200.0
1800.0
1.0
0.290
3
粗粒式沥青混凝土
沥青混凝土
7
1000.0
1400.0
0.8
0.232
4
水泥稳定碎石
稳定集料
设计层
1500.0
非沥青砼
0.5
0.236
5
二灰砂砾
稳定集料
20
1500.0
非沥青砼
0.7
0.330
6
级配碎石
非整体性
15
225.0
非沥青砼
松散材料
7
中液限粘土
38
5.确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
6.设计结果
按设计弯沉设计,h4=20.0cm。
已满足第1层容许拉应力验算指标要求
已满足第2层容许拉应力验算指标要求
已满足第3层容许拉应力验算指标要求
已满足第4层容许拉应力验算指标要求
已满足第5层容许拉应力验算指标要求
7.验算结果
1)选定厚度为:
h4=20.0cm
2)验算结果
计算弯沉值为:
ls=21.76(0.01mm)
设计弯沉值为:
ld=21.81(0.01mm),
满足路面整体刚度指标要求
第1层计算拉应力值为:
σ1=-0.194MPa
容许拉应力值为:
σR1=0.406MPa
满足第1层路面验算指标要求
第2层计算拉应力值为:
σ2=-0.077MPa
容许拉应力值为:
σR2=0.290MPa
满足第2层路面验算指标要求
第3层计算拉应力值为:
σ3=-0.035MPa
容许拉应力值为:
σR3=0.232MPa
满足第3层路面验算指标要求
第4层计算拉应力值为:
σ4=0.038MPa
容许拉应力值为:
σR4=0.236MPa
满足第4层路面验算指标要求
第5层计算拉应力值为:
σ5=0.139MPa
容许拉应力值为:
σR5=0.330MPa
满足第5层路面验算指标要求
8.路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
1细粒式沥青混凝土4.0
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2中粒式沥青混凝土5.0
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