复件346 路基路面课程设计.doc

路基路面课程设计任务书（一）设计资料湖北某地（3）拟建高速公路，采用沥青类路面结构，设计年限为15年，土基为粉质土，确定土基的稠度为1.10，路基干湿状态为干燥状态。有关资料如下：1.初始条件：表1 交通组成型号前轴载(KN)后轴载(KN)后轴数轮组数轴距(cm)交通量(辆/日)三菱T653B29.348.01双-750黄河JN15049.0101.61双-550江淮HF15045.1101.51双-450解放CA5028.768.21双- 520湘江HQP4023.173.22双3m550东风EQ14023.769.21双 720东风EQ15526.556.72双3m650长征XD98037.172.652双3 550东风EQ14023.769.21双 720东风EQ15526.556.72双3 650长征XD98037.172.652双3 500设计年限 15 车道系数 0.4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 9 2 5 7 3 5 6 a）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 : 2378 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 9200695b)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 : 1477 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 5714646 二、初步拟定路面组合方案公路等级 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 : 24.3 (0.01mm)方案A1 细粒式沥青混凝土 3 cm 2 中粒式沥青混凝土 4 cm 3 粗粒式沥青混凝土 6 cm 4 石灰粉煤灰土 ? 5 石灰水泥粉煤灰碎石 25 cm 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 0.46 2 中粒式沥青混凝土 1 0.33 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.24 4 石灰粉煤灰土 0.6 0.24 5 石灰水泥粉煤灰碎石 0.25 0.13 方案B1 细粒式沥青混凝土 3 cm 2 中粒式沥青混凝土 4 cm 3 粗粒式沥青混凝土 6 cm 4 水泥稳定碎石 20 cm 5 石灰土稳定碎石 ？ 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 0.46 2 中粒式沥青混凝土 1 0.33 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.24 4 水泥稳定碎石 0.6 0.31 5 石灰土稳定碎石 0.25 0.13 方案C1 细粒式沥青混凝土 3 cm 2 中粒式沥青混凝土 4 cm 3 粗粒式沥青混凝土 6 cm 4 石灰粉煤灰碎石 ？ cm 5 碎石土 25 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 0.45 2 中粒式沥青混凝土 1 0.32 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.23 4 水泥稳定矿渣 0.6 0.31 5 碎石土 0.25 0.1 三、 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 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24.3 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 15 (cm)方案A a)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 0.46 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 0.33 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 0.24 4 石灰粉煤灰土 ? 1500 1500 0.24 5 石灰水泥粉煤灰碎石 25 1300 1300 0.13 6 土基 42.5 b)按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.3 (0.01mm) H( 4 )= 15 cm LS= 25.3 (0.01mm) H( 4 )= 20cm LS= 22.4(0.01mm) H( 4 )= 16.7 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 16.7 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 16.7 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 16.7 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 16.7 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 23.8 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 16.7 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 23.8 cm(同时考虑弯沉和拉应力) d) 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 3 cm - 中粒式沥青混凝土 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 6 cm - 石灰粉煤灰土 24cm - 石灰水泥粉煤灰碎石 25 cm - 土基方案Ba)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 0.46 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 0.33 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 0.24 4 水泥稳定碎石 20 1500 1500 0.31 5 石灰土稳定碎石 ？ 750 750 0.13 6 土基 42.5 b) 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.3 (0.01mm) H( 5 )= 25 cm LS= 25.6 (0.01mm) H( 5 )= 30 cm LS= 23.3 (0.01mm) H( 5 )= 27.8cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 5 )= 27.8 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 27.8 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 27.8 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 27.8 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 27.8 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 27.8 cm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 27.8 cm(同时考虑弯沉和拉应力) c) 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 3 cm - 中粒式沥青混凝土 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 6 cm - 水泥稳定碎石 20 cm - 石灰土稳定碎石 28 cm - 土基方案Ca)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 0.46 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 0.33 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 0.24 4 石灰粉煤灰碎石 ? 1500 1500 0.31 5 石灰土 25 800 800 6 土基 42.5 b)按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.3 (0.01mm) H( 5 )= 25 cm LS= 24.4 (0.01mm) H( 5 )= 30 cm LS= 21.7 (0.01mm) H( 5 )= 25.2 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 5 )= 25.2 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 25.2 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 25.2 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 25.2 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 25.2 cm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 25.2 cm(同时考虑弯沉和拉应力) c)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 3 cm - 中粒式沥青混凝土 5 cm - 粗粒式沥青混凝土 7 cm - 石灰粉煤灰碎石 26 cm - 石灰土 25cm - 土基四、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 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100方案A a)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 1400 2000 计算应力 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力 4 石灰粉煤灰土 24 1500 1500 计算应力 5 石灰水泥粉煤灰碎石 25 1300 1300 计算应力 6 土基 42.5 b)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= 20.5 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 21.8 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 23.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 26.5 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 67.7 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 276.3 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 219.2 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) c)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-0.223 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.097 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-0.057 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.042 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= 0.129 (MPa)方案Ba)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 1400 2000 计算应力 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力 4 水泥稳定碎石 20 1500 1500 计算应力 5 石灰土稳定碎石 34 750 750 计算应力 6 土基 42.5 b)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= 24.2(0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 26 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 28.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 32.6 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 76.4 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 276.3 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 219.2 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) c)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-0.251 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.109 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-0.056 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.093(MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= 0.098(MPa)方案Ca)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 1400 2000 计算应力 2 中粒式沥青混凝土 5 1200 1600 计算应力 3 粗粒式沥青混凝土 7 900 1200 计算应力 4 石灰粉煤灰碎石 20 1500 1500 计算应力 5 石灰土 32 800 800 不算应力 6 土基 42.5 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= 23.8 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 25.6 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 28.2 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 31.9 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 1