路基路面课程设计.docx

塔里木大学路基路面课程设计1 设计资料 1.1交通条件 通量年增长率；路面设计年限t=15年；竣工后第一年双向平均日交通量见表：表1车型交通量（辆/d）后轴轴数系数c后轴轮组系数c后轴重（kn）前轴轴数系数c前轴轮组系数c前轴重（kn）解放ca-10b5001160.916.419.4黄河jn616.449.0跃进nj-1311001138.216.420.2太湖xq-641100116716.433太脱拉138s11002.2（3）18016.451.4黄海dd-6901001110416.456日野kb21110011100.016.447.61.2 荷载条件：标准轴载bzz-1001.3 自然条件：路线经过地区属区，土质为粉质低液限粘土1.4 路基条件地下水位离地面1.5m，填土高度1.0m，路面距地下水位高度为1.5+1.0=2.5m，介于hh之间，属中湿类路基；平均稠度介于ww之间，取0.95，e=38.5mpa30 mpa，故土路基不必进行特殊处理；考虑验算面层剪切时属夏季高温月份，路基模量应比春融时提高40%；近十年平均冻结指数f=630（*d）。1.5经济条件：对可行结构进行技术经济比较，确定采用最经济的路面结构方案2 确定路面结构方案设计年限定为15年，按材料情况拟定路面结构组合设计方案，如下图细粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 石灰粉煤灰矿渣 ？天然砂砾 土基3 确定路面设计弯沉值3.1 计算设计年限内一个车道上的累计当量轴次表2车型交通量（辆/d）后轴轴数系数c后轴轮组系数c后轴重（kn）前轴轴数系数c前轴轮组系数c前轴重（kn）标准轴载bzz-100当当量轴次解放ca-10b5001160.916.419.457.8黄河jn616.449.0815.4跃进nj-1311001138.216.420.21.5太湖xq-641100116716.43322.6太脱拉138s11002.2（3）18016.451.4118.7黄海dd-6901001110416.456170日野kb21110011100.016.447.6125.3总的作用次数1311.3将调查所得各类交通换算为bzz-100的标准轴载作用的当量轴次，轴重小于25kn不计 在路基路面工程查表得t=15年,r=4.5%，=0.45，n11311.3次/日 3.2 计算确定路面设计弯沉值根据路基路面工程表12-9、12-10、12-11得ac=1.0、as=1.0、ab=1.0由此计算， 4 计算待求层厚度土基及路面材料的回弹模量及各强度值列于下表中表3材料名称抗压回弹模（mpa）劈裂强度（mpa）20c15c细粒试沥青混泥土120018001.2粗粒试沥青混泥土80012000.6石灰粉煤灰矿渣6000.3天然砂砾160土基38.54.1 求理论弯沉系数由、对于bzz-100，, 代入数据，即4.2 计算待求层高度h4 把此多层体系换算成三层体系后，再求h4。计算方法如下：5验算整体性材料层底部的最大弯拉应力5.1 确定各层底部的容许拉应力因有，则a、 细粒式沥青混凝土的容许拉应力 ; b、 粗粒式沥青混凝土的容许拉应力 ；石灰粉煤灰矿渣；5.2 确定各层底部的最大弯拉应力（说明：验算层底弯拉应力15的抗压回弹模量） a、确定细粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图；细粒式沥青混 粗粒式沥青混凝 石灰粉煤灰矿渣 天然砂砾 土基 查表12-18，得，表明该层层底受弯曲压应力，自然满足要求。b、确定粗粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，计算如下示意图如下细粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 石灰粉煤灰矿渣 天然砂砾 c、确定粉煤灰三渣层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图 细粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 石灰粉煤灰矿 天然砂砾 土基 表4最大弯拉应力验算表结构层底部的容许拉应力（mpa）计算弯拉应力（mpa）是否满足细粒式沥青混凝土0.507为负值，受压是粗粒式沥青混凝土0.2530.034是石灰粉煤灰矿渣0.1390.049是6 防冻层厚度验算 查教材表12-2 沥青路面最小防冻层厚度 可知，防冻层厚度满足要求。通过计算可以确定本方案所拟定路面结构符合要求，即，细粒式沥青混凝土：3cm；粗粒式沥青混凝土：8cm；石灰粉煤灰矿渣：59cm；天然砂砾：40cm。7 由沥青路面设计电算程序计算如下 7.1 新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 4 标 准 轴 载 : bzz-100 路面设计弯沉值 : 27.6 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 15 (cm) 层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(mpa) 抗压模量(mpa) 容许应力(mpa) (20) (15) 1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 0.8 2 粗粒式沥青混凝土 5 1200 1600 0.7 3 石灰粉煤灰矿渣 ? 600 600 0.6 4 天然砂砾 40 160 160 5 土基 38.5 按设计弯沉值计算设计层厚度 : ld= 27.6 (0.01mm) h( 4 )= 15 cm ls= 26.9 (0.01mm) 由于设计层厚度 h( 4 )=hmin时 ls3 100 6 黄海dd690 56 104 2 双轮组 3 100 7 日野kb222 47.6 100 1 双轮组 100 设计年限 15 车道系数 0.45 交通量平均年增长率 4.5 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1426 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 4868052 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1171 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 3997538 公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 27.6 (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 1.4 0.53 2 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.27 3 石灰水泥粉煤灰矿渣 0.5 0.27 4 天然砂砾 7.3 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 4 标 准 轴 载 : bzz-100 层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(mpa) 抗压模量(mpa) 计算信息 (20) (15) 1 细粒式沥青混凝土 3 1200 1800 计算应力 2 粗粒式沥青混凝土 5 800 1200 不算应力 3 石灰粉煤灰矿渣 59 600 600 计算应力 4 天然砂砾 20 160 160 不算应力 5 土基 38.5 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 ls= 27 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 ls= 29.1 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 ls= 32 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 ls= 220.6 (0.01mm) 土基顶面竣工验收