魏勇路基路面课程设计.doc

1确定土基回弹模量值：根据设计资料并查阅路基路面工程表2-7表2-8表12-12得土基回弹模量E0=38MPa2交通量的计算：1）以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力公式：计算的当量交通量如下表车型交通量前轴(单轮)后轴总换算系数当量轴次前轴重(KN)轴数系数轮组系数换算系数后轴重(KN)轴数系数轮组系数换算系数桑塔拉6228五十铃1023解放CA10B558719.4016.460.85110.11520.1152644黄河JN150228449.0016.40.287 101.60111.071 1.358 3102 黄河JN16247959.5016.40.669 115.00111.837 2.506 1200 交通SH3614660.0016.40.694 2*110.002.213.33 4.024 185 5131 设计年限累计当量标准轴载数：2）以半刚性基层层底拉应力验算公式：计算的当量交通量如下表车型交通量前轴(单轮)后轴总换算系数当量轴次前轴重(KN)轴数系数轮组系数换算系数后轴重(KN)轴数系数轮组系数换算系数桑塔拉6228五十铃1023解放CA10B558719.40118.560.85110.0190.019106黄河JN150228449.00118.5101.60111.135 1.315 2592黄河JN16247959.50118.50.291 115.00113.059 3.350 1605 交通SH3614660.00118.50.311 2*110.00313.33 6.742 310 4613 设计年限累计当量标准轴载数：3确定路面结构层次、初拟各结构层厚度： 查路基路面工程表12-3和图12-14，参考其各材料的施工最小厚度，根据武汉地区条件，建筑材料的价格等因素综合考虑后，初步拟定厚度如图初拟路面结构 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=1400 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1000 二灰碎石 h3=20cm E3=1500 二灰土 h4=？ E4=750 E0=38MPa4计算确定路面设计弯沉值ld：根据路基路面工程表12-9、12-10、12-11得Ac=1.0、As=1.0、Ab=1.05，计算待求层厚度1）把多层体系换算成三层体系，如下所示： 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=1400 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1000 二灰碎石 h3=20cm E3=1500 二灰土 h4=？ E4=750 E0=38Mpa 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1y=1400 待求层 H=？ E2y=1000 E0=38Mpa2）根据，求理论弯沉系数代入数据，即：，取其厚度满足施工要求。6，验算整体性材料层底部的最大弯拉应力1）确定各土层底部的容许拉应力：A细粒式密级配沥青混凝土的容许拉应力B粗粒式密级配沥青混凝土的容许拉应力C二灰碎石的容许拉应力D二灰土的容许拉应力2）确定各土层底拉应力A确定细粒式密级配沥青混凝土层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 二灰碎石 h3=20cm E3=1500 二灰土 h4=39cm E4=750 E0=38Mpa 细粒式密级配沥青混凝土 h=4cm E1y=2000 换算层 H=56.7623cm E2y=1200 E0=38Mpa。B确定粗粒式密级配沥青混凝土层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 二灰碎石 h3=20cm E3=1500 二灰土 h4=39cm E4=750 E0=38Mpa 换算层1 h=12.545cm E1y=1200 换算层2 H=38.055cm E2y=1500 E0=38MpaC确定二灰碎石层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 二灰碎石 h3=20cm E3=1500 二灰土 h4=39cm E4=750 E0=38Mpa 换算层 h=31.8642cm E1y=1500 二灰土 H=39cm E2y=750 E0=38Mpa满足要求。D确定石灰土层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 二灰碎石 h3=20cm E3=1500 二灰土 h4=39cm E4=750 E0=38Mpa 换算层 h=31.8642cm E1y=1500 二灰土 H=39cm E2y=750 E0=38Mpa故满足验算要求。7. 查路基路面工程表12-3和图12-14，参考其各材料的施工最小厚度，拟定第二种路面结构如图第二路面结构 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=1400 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1000 水泥碎石 h3=？ E3=1500 二灰土 h4=36cm E4=750 E0=38MPa（1）根据，求理论弯沉系数由代入数据，即：，取其厚度满足施工要求。（2）验算整体性材料层底部的最大弯拉应力1）确定各土层底部的容许拉应力：A细粒式密级配沥青混凝土的容许拉应力B粗粒式密级配沥青混凝土的容许拉应力C水泥碎石的容许拉应力D二灰土的容许拉应力2）确定各土层底拉应力A确定细粒式密级配沥青混凝土层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 水泥碎石 h3=23cm E3=1500 二灰土 h4=36cm E4=750 E0=38Mpa 细粒式密级配沥青混凝土 h=4cm E1y=2000 换算层 H=58.827cm E2y=1200 E0=38Mpa。B确定粗粒式密级配沥青混凝土层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 水泥碎石 h3=23cm E3=1500 二灰土 h4=36cm E4=750 E0=38Mpa 换算层1 h=12.545cm E1y=1200 换算层2 H=39.666cm E2y=1500 E0=38MpaC确定水泥碎石层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 水泥碎石 h3=23cm E3=1500 二灰土 h4=36cm E4=750 E0=38Mpa 换算层 h=34.8642cm E1y=1500 二灰土 H=36cm E2y=750 E0=38Mpa满足要求。D确定二灰土层层底的弯拉应力 细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm E1=2000 粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm E2=1200 水泥碎石 h3=23cm E3=1500 二灰土 h4=36cm E4=750 E0=38Mpa 换算层 h=34.8642cm E1y=1500 二灰土 H=36cm E2y=750 E0=38Mpa故满足验算要求。8程序验算（公路路面设计程序系统（HPDS2003）：电算结果如下所示：（1）第一种路面结构验算：A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 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 5887 2 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组 2284 3 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组 479 4 交通SH361 60 110 2 双轮组 3 46 设计年限 15 车道系数 0.35 交通量平均年增长率 8 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 : 5197 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.802674E+07 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 : 4759 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.650746E+07 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 : 21.2 (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 0.39 2 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.2 3 石灰粉煤灰碎石 0.65 0.3 4 石灰粉煤灰土 0.25 0.09B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 : 21.2 (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 4 1400 2000 0.39 2 粗粒式沥青混凝土 8 1000 1200 0.2 3 石灰粉煤灰碎石 20 1500 1500 0.3 4 石灰粉煤灰土 ? 750 750 0.09 5 土基 38 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 21.2 (0.01mm) H( 4 )= 35 cm LS= 22.6 (0.01mm) H( 4 )= 40 cm LS= 20.7 (0.01mm) H( 4 )= 38.7 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 38.7 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 38.7 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 38.7 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 38.7 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 38.7 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 38.7 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 8 cm - 石灰粉煤灰碎石 20 cm - 石灰粉煤灰土 39 cm - 土基（2）第二种路面结构验算：A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 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 5887 2 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组 2284 3 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组 479 4 交通SH361 60 110 2 双轮组 3 46 设计年限 15 车道系数 0.35 交通量平均年增长率 8 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 : 5197 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.802674E+07 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 : 4759 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.650746E+07 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 : 21.2 (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 0.39 2 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.2 3 水泥粉煤灰碎石 0.5 0.23 4 石灰粉煤灰土 0.25 0.09B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 : 21.2 (0.01mm) 路面设计层层位 : 3 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 4 1400 2000 0.39 2 粗粒式沥青混凝土 8 1000 1200 0.2 3 水泥粉煤灰碎石 ? 1500 1500 0.23 4 石灰粉煤灰土 36 750 750 0.09 5 土基 38 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 21.2 (0.01mm) H( 3 )= 20 cm LS= 22.2 (0.01mm) H( 3 )= 25 cm LS= 20 (0.01mm) H( 3 )= 22.3 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 3 )= 22.3 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 3 )= 22.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 3 )= 22.3 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 3 )= 22.3 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 3 )= 22.3 cm(仅考虑弯沉) H( 3 )= 22.3 cm(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 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 8 cm - 水泥粉煤灰碎