沥青路面结构厚度计算示例.doc

附录A 沥青路面结构厚度计算示例A.1 基本资料A.1.1 路段所在地区基本资料某高速公路地处2区，为双向四车道，拟采用沥青路面结构，进行施工图设计，沿线土质为中液限粘性土，填方路基高1.8m，地下水位距路床2.4m；年降雨量为620mm/年，最高气温35，最低气温-31，多年平均冻结指数为882d，最大冻结指数为1225d。A.1.2 土基回弹模量的确定设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限粘质土，查表法可得土基回弹模量值为36MPa。A.1.3 根据工程可行性研究报告可知路段所在地区近期交通量调查资料（表A.1.3）表A.1.3 近期交通组成与交通量车型数量（辆/日）三菱FR415400五十铃NPR595G320江淮HF140A450江淮HF150460东风KM340560东风SP9135B368五十铃EXR181L530A.1.4 交通量资料根据交通调查进行综合分析，预测其交通增长率前五年为8.0% 、之后五年为7.2%，最后五年为5.0%。累计轴次计算结果如表A.1.4所示，属于D级交通。表A.1.4 轴载换算与累计轴载换算方法弯沉及沥青层拉应力指标半刚性层拉应力指标设计年限内累计交通轴次2254万次1846万次A.1.5 初拟路面结构拟定采用两种路面结构，分别为半刚性基层沥青路面与混合式基层沥青路面。根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下：结构一:半刚性基层沥青路面4cm细粒式沥青混凝土 + 6cm中粒式沥青混凝土 + 8cm粗粒式沥青混凝土 + 36cm水泥稳定碎石 基层+ 二灰土底基层，以二灰土为设计层。结构二:混合式基层沥青路面4cm细粒式沥青混凝土 + 6cm中粒式沥青混凝土 + 10cmLSM（大粒径沥青碎石）+ 二灰稳定砂砾 + 20cm天然砂砾垫层，以二灰稳定砂砾为设计层。A.2 路面材料配合比设计与设计参数的确定A.2.1 试验材料的确定半刚性基层所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用重交通90#石油沥青，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合公路沥青路面施工技术规范相关规定。A.2.2 路面材料抗压回弹模量的确定1半刚性材料的抗压回弹模量按照公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057）中T0801-94规定的顶面法测定。水泥稳定碎石试验均值为3188，方差为782；二灰土试验均值为2091，方差为688；二灰稳定砂砾均值为3617，方差为634。2 沥青混合料的抗压回弹模量参照T0801-94规定的方法进行，测定20的抗压回弹模量，各种材料的试验结果与设计参数见下表：表A.2.2-1 沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值材料名称20抗压模量（MPa）材料名称抗压回弹模量（MPa）Ep方差Ep-2Ep方差Ep-2Ep代Ep代细粒式沥青混凝土19912011589水泥稳定碎石31887821624中粒式沥青混凝灰土2091688715粗粒式沥青混凝土97855868二灰稳定砂砾36176342349大粒径沥青碎石LSM12481161016级配碎石2503 路面材料弯拉强度与弯拉模量的取值根据当地已有试验资料，结合相邻公路的设计情况，弯拉强度与弯拉模量选用经验值。表A.2.2-2 路面材料弯拉强度与模量取值材料名称细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土大粒径沥青碎石水泥稳定碎石二灰土二灰稳定砂砾弯拉强度（MPa）1.21.00.80.60.60.30.5弯拉模量（MPa）3000280026001500645728465021A.3 路面厚度设计A.3.1 半刚性基层沥青路面厚度计算高速公路设计年限为15年，设计弯沉值为20.3 (0.01mm)。利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的结构层厚度为16.0cm； 满足层底拉应力要求的结构层厚度为19.6cm。设计厚度取20 cm。各结构层的验算结果如表A.3.1所示。表A.3.1 结构厚度计算结果序号结构层材料名称抗压模量(Mpa)弯拉模量(Mpa)弯拉强度(Mpa)厚度(cm)层底拉应力(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土158930001.24-0.150.452中粒式沥青混凝土1215280016-0.170.383粗粒式沥青混凝土86826000.87-0.040.304水泥稳定碎石162464570.6320.230.275二灰土71528460.3200.100.116土基36路表计算弯沉 ls = 19.1 (0.01mm)A.3.2 混合式基层沥青路面路面厚度计算设计弯沉值为23.4 (0.01mm)，利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的结构层厚度为27.3cm； 满足层底拉应力要求的结构层厚度为37.0cm。设计厚度取37 cm。各结构层的验算结果如表A.3.2所示。表A.3.2 结构厚度计算结果序号结构层材料名称抗压模量(Mpa)弯拉模量(Mpa)弯拉强度(Mpa)厚度(cm)层底拉应力(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土158930001.24-0.140.452中粒式沥青混凝土1215280016-0.130.383LSM101615000.610-0.040.234二灰稳定砂砾234950210.5370.220.235天然砂砾250206土基36路表计算弯沉 ls = 17. .9 (0.01mm)A.3.3 验算防冻厚度按照规范要求进行抗冻厚度验算，路面结构厚度满