沥青路面设计计算书.docx
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沥青路面设计计算书
沥青路面构造设计与计算书
1工程简介
本路段车站北路城市道路,采用二级标准.K0+000~K2+014.971,全线设计时速为40km/h。
路基宽度为21.5m,机动车道宽度为2×7.5m,人行道宽度为2×2.5m,盲道宽度为2×0.75m。
路面设计为沥青混凝土路面,设计年限为15年。
路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示;根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面构造为:
机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土AC-20,基层采用20cm厚水稳砂砾〔5:
95〕,底基层采用20cm天然砂砾。
2土基回弹模量确实定
本设计路段自然区划位于Ⅵ区,当地土质为砂质土,由"公路沥青路面设计规〔JTGD50-2006"表F.0.3查得,土基回弹模量在枯燥状态取59Mpa.
3设计资料
〔1〕交通量年增长率:
6%设计年限:
15年
〔2〕初始年交通量如下表:
车型
前轴重〔kN〕
后轴重〔kN〕
后轴数
后轴轮组数
后轴距〔m〕
日交通量〔辆/d〕
解放CA10B
19.4
60.85
1
双
515
黄河JN150
49
101.6
1
双
147
尼桑CK20L
49.85
100
1
双
225
交通SH141
25.55
55.1
1
双
105
太脱拉138
51.4
80
2
双
1.32
20
东风EQ140
23.7
69.2
1
双
20
351
48.7
97.3
1
双
25
4设计任务
4.1沥青路面构造组合设计
4.2沥青路面构造层厚度计算,并进展构造层层底拉应力验算
4.3绘制沥青路面构造图
5沥青路面构造组合设计
5.1路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示。
标准轴载计算参数如表10-1所示。
标准轴载
BZZ-100
标准轴载
BZZ-100
标准轴载P(KN)
100
单轮传压面当量圆半径δ〔cm〕
10.65
轮胎接地压强P(Mpa〕
0.7
两轮中心距〔cm〕
3.0δ
5.1.1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次
5.1.1.1轴载换算
轴载换算采用如下的计算公式:
,
,计算结果如下表所示。
轴载换算结果表〔弯沉〕
车型
(KN)
解放CA10B
前轴
19.4
1
6.4
515
—
后轴
60.85
1
1
515
59.4
黄河JN150
前轴
49
1
6.4
147
42.3
后轴
101.6
1
1
147
157.5
尼桑CK20L
前轴
49.85
1
6.4
225
69.7
后轴
100
1
1
225
225.0
交通SH141
前轴
25.55
1
6.4
105
1.8
后轴
55.1
1
1
105
7.9
太脱拉138
前轴
51.4
1
6.4
20
7.1
后轴
80
2.2
1
20
16.7
东风EQ140
前轴
23.7
1
6.4
20
—
后轴
69.2
1
1
20
4.0
351
前轴
48.7
1
6.4
25
7.0
后轴
97.3
1
1
25
22.2
620.6
注:
轴载小于25KN的轴载作用不计
5.1.1.2累计当量轴次
根据设计规,二级公路沥青路面设计年限取15年,车道系数η=0.7,
=6.0%
累计当量轴次:
次
5.1.2验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次
5.1.2.1轴载验算
验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:
轴载换算结果表〔半刚性基层层底拉应力〕
车型
(KN)
〔次/日〕
解放CA10B
前轴
19.4
1
18.5
515
—
后轴
60.85
1
1
515
9.7
黄河JN150
前轴
49
1
18.5
147
—
后轴
101.6
1
1
147
166.9
尼桑CK20L
前轴
49.85
1
18.5
225
—
后轴
100
1
1
225
225
交通SH141
前轴
25.55
1
18.5
105
—
后轴
55.1
1
1
105
0.9
太脱拉138
前轴
51.4
1
18.5
20
1.8
后轴
80
3
1
20
10.1
东风EQ140
前轴
23.7
1
18.5
20
—
后轴
69.2
1
1
20
1.1
351
前轴
48.7
1
18.5
25
—
后轴
97.3
1
1
25
20.1
435.6
注:
轴载小于50KN的轴载作用不计
5.1.2.2累计当量轴次
参数取值同上,设计年限为15年,车道系数取0.7,那么累计当量轴次为:
5.2路面构造层设计与材料选取
由上面计算得到设计年限一个行车道上的累计当量轴次。
根据"路基路面工程"在枯燥路段,路面拟定采用以下构造:
面层:
细粒式沥青混凝土〔厚度4cm〕;
中粒式沥青混凝土〔厚度6cm〕;
基层:
水泥稳定砂砾〔20cm〕;
底基层:
天然砂砾〔厚度待定〕。
5.3土基回弹模量确实定
该路段处于Ⅵ1砂质土,土基回弹模量:
枯燥59Mpa。
5.4设计指标确实定
对于二级公路,规要求以设计弯沉作为设计指标,并进展构造层层底拉应力验算。
5.4.1设计弯沉值
该公路为二级公路。
公路等级系数取1.1,面层类型系数取1.0,半刚性基层、底基层总厚度大于20cm,基层类型系数取1.0。
设计弯沉值为:
5.4.2各层材料的容许层底拉应力
各层材料的劈裂强度:
细粒式密集配沥青混凝土为1.4MPa,中粒式密集配沥青混凝土为1.0MPa,水泥稳定砂砾为0.5MPa,天然砂砾为0MPa
对于细粒式密集配沥青混凝土层
MPa
对于中粒式密集配沥青混凝土层
MPa
对于水泥稳定砂砾
MPa
5.5设计资料汇总
设计弯沉值为32.07〔0.01mm〕,相关设计资料汇总如下表:
路面设计的构造参数〔枯燥〕
材料名称
h
(cm)
抗压模量
20℃
抗压模量
15℃
容许拉应力
〔MPa〕
劈裂强度
〔MPa〕
细粒式沥青混凝土
4
1400
2000
0.615
1.4
中粒式沥青混凝土
6
1200
1800
0.439
1.0
水泥稳定砂砾
20
1300
1300
0.310
0.5
天然砂砾
.
180
180
—
—
土基
—
59
59
—
—
6沥青路面构造层厚度计算
6.1确定理论弯沉系数
,其中
又因
6.2构造厚度计算,以弯沉等效换算法将各层体系换算为三层体系。
‘
多层体系换算图式
〔注:
此时取20℃是材料的模量值〕
查三层体系外表弯沉系数诺谟图,因为
所以
。
由于
查诺漠图得
那么
查诺漠图得
那么
由弯沉等效换算得:
,那么
取
7层底拉应力验算
7.1对细粒式沥青混凝土层底拉应力验算
7.1.1换算成当量三层体系〔此时采用150C时各材料的模量〕
;查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺莫图得
<0,基地为压应力无需验算
.
7.2对中粒式沥青混凝土进展层底拉应力验算
7.2.1换算成当量三层体系〔此时采用150C时各材料的模量〕
查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺莫图得
<0,基地为压应力无需验算
7.3对水泥稳定砂砾基层层底弯拉应力验算
7.3.1换算成当量三层体系〔此时采用150C时各材料的模〕
7.3.2求层底最大拉应力:
7.最小防冻厚度验算
根据"规"枯燥路段无需考虑最小防冻层厚度。
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