沥青混凝土路面设计.doc

新建路面设计按设计的要求，本沥青路面设计按97年颁布的新规范(在实际设计时，同时参考了将要颁布实施的2004规范)，采用专用的计算机程序进行路面结构计算与分析。现将设计过程列在下面；并按要求，根据土质和干湿类型设计了多种路面结构，并过方案比较，选择了一种较合理的路面结构组合方案。 以下按路基土的干湿状态列出了3组9种方案。I假设路基土为干燥状态一方案设计方案（一）1. 确定累计标准轴次 计算设置： 根据交通量计算根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)3.0.3条与3.0.4条的规定计算累计标准轴次 Ne1) 交通参数 公路等级： 高速公路 路面等级： 高级路面 设计年限： 15 年 建设期限： 2 年 年平均增长率： 6.00 % 车道特征： 四车道 车道系数： 0.452) 交通量组成 交 通 量 组 成、 汽 车 计 算 参 数 及 轴 载 换 算 计 算 结 果 表序号汽车名称交通量 次/日 Ni汽车总重（KN）轴位轴重（KN）轮组 (个)轴数(根)轴距（m）弯沉及沥青面层换算交通（轴次/日）基层拉应力换算交通量（轴次/日）1五十铃EXR18100360.00前轴60.001169.3631.07后轴100.00233m3003002日野KB222900154.50前轴50.2011287.4067.15后轴104.3021 1080.881260.423黄河JN150700150.60前轴49.0011201.2后轴101.6021750.04794.784东风EQ14080092.90前轴23.7011 后轴69.2021161.2742.075解放CA50100092.90前轴28.701128.05后轴64.2021145.4728.866北京BJ130160040.80前轴13.4011后轴27.40215.737大客车CA5090092.90前轴23.7011后轴69.2021181.43 47.338中客车SH13060039.50前轴16.511后轴23.0219小客车SN130320034.50前轴23.0011后轴11.521合计98003210.842571.68 3) 累计标准轴次计算结果以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时： Ne = 14878938 轴次进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 11917075 轴次2. 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 中粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 22.06 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.4057 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1011 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.70143. 确定土基回弹模量 计算设置： 按规范计算1) 根据公路沥青路面设计规范中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值” 土 组 类 型 ： 粘质土 路基干湿状态： 干燥状态 土基土质稠度： Wc = 1.102) 根据公路沥青路面设计规范中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值 (MPa)” 公路自然区划： IV-7 区 土 组 类 型 ： 粘质土 土基回弹模量提高系数： 23.0 % 土基回弹模量： E0 = 49.2 MPa4. 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 6结构设计层位： 52) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层 厚度 抗压模量 (MPa) 劈 裂 容 许 材 料 名 称 材料类型 强 度 拉应力位 (cm) 20 15 (MPa) (MPa) 1细粒式沥青混凝土 沥青混凝土 4.0 1400.0 2000.0 1.40 0.411 2中粒式沥青混凝土 沥青混凝土 6.0 1200.0 1800.0 1.00 0.294 3粗粒式沥青混凝土 沥青混凝土 8.0 1000.0 1400.0 0.80 0.235 4水泥稳定砂砾 稳定集料 20.0 1500.0 非沥青砼 0.50 0.238 5水 泥 稳 定 土 稳定细粒土设计层 1100.0 非沥青砼 0.35 0.130 6土 基 49.2 5. 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算6. 设计结果按设计弯沉设计, h5 = 19.8 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求已满足第 5 层容许拉应力验算指标要求7. 验算结果1) 选定厚度为： h5 = 20.0 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 21.92 (0.01mm)设计弯沉值为： ld = 22.06 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.203 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.411 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.054 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.294 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.020 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.235 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.071 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.238 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求第 5 层计算拉应力值为： 5 = 0.124 MPa 容许拉应力值为：R5 = 0.130 MPa 满足第 5 层路面验算指标要求8. 路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 细粒式沥青混凝土 4.0 2 中粒式沥青混凝土 6.0 3 粗粒式沥青混凝土 8.0 4 水泥稳定砂砾 20.0 5 水 泥 稳 定 土 20.0 6 土 基 方案二：1. 确定累计标准轴次 计算设置： 根据交通量计算根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)3.0.3条与3.0.4条的规定计算累计标准轴次 Ne1) 交通参数 公路等级： 高速公路 路面等级： 高级路面 设计年限： 15 年 建设期限： 2 年 年平均增长率： 6.00 % 车道特征： 四车道 车道系数： 0.452) 交通量组成 交 通 量 组 成、 汽 车 计 算 参 数 及 轴 载 换 算 计 算 结 果 表序号汽车名称交通量 次/日 Ni汽车总重（KN）轴位轴重（KN）轮组 (个)轴数(根)轴距（m）弯沉及沥青面层换算交通（轴次/日）基层拉应力换算交通量（轴次/日）1五十铃EXR18100360.00前轴60.001169.3631.07后轴100.00233m3003002日野KB222900154.50前轴50.2011287.4067.15后轴104.3021 1080.881260.423黄河JN150700150.60前轴49.0011201.2后轴101.6021750.04794.784东风EQ14080092.90前轴23.7011 后轴69.2021161.2742.075解放CA50100092.90前轴28.701128.05后轴64.2021145.4728.866北京BJ130160040.80前轴13.4011后轴27.40215.737大客车CA5090092.90前轴23.7011后轴69.2021181.43 47.338中客车SH13060039.50前轴16.511后轴23.0219小客车SN130320034.50前轴23.0011后轴11.521合计98003210.842571.683) 累计标准轴次计算结果以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时： Ne = 14878938 轴次进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 11917075 轴次2. 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 22.06 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.4057 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1011 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.70143. 确定土基回弹模量 计算设置： 按规范计算1) 根据公路沥青路面设计规范中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值” 土 组 类 型 ： 粘质土 路基干湿状态： 干燥状态 土基土质稠度： Wc = 1.102) 根据公路沥青路面设计规范中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值 (MPa)” 公路自然区划： IV-7 区 土 组 类 型 ： 粘质土 土基回弹模量提高系数： 23.0 % 土基回弹模量： E0 = 49.2 MPa4. 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 6结构设计层位： 52) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层 厚度 抗压模量 (MPa) 劈 裂 容 许 材 料 名 称 材料类型 强 度 拉应力位 (cm) 20 15 (MPa) (MPa) 1细粒式沥青混凝土 沥青混凝土 4.0 1400.0 2000.0 1.40 0.411 2中粒式沥青混凝土 沥青混凝土 5.0 1200.0 1800.0 1.00 0.294 3粗粒式沥青混凝土 沥青混凝土 7.0 1000.0 1400.0 0.80 0.235 4二 灰 碎 石 稳定集料 20.0 1500.0 非沥青砼 0.65 0.309 5石灰粉煤灰稳定碎石 稳定集料 设计层 1400.0 非沥青砼 0.50 0.238 6土 基 49.2 5. 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算6. 设计结果按设计弯沉设计, h5 = 19.4 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求已满足第 5 层容许拉应力验算指标要求7. 验算结果1) 选定厚度为： h5 = 20.0 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 21.69 (0.01mm)设计弯沉值为： ld = 22.06 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.202 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.411 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.074 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.294 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.032 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.235 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.051 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.309 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求第 5 层计算拉应力值为： 5 = 0.152 MPa 容许拉应力值为：R5 = 0.238 MPa 满足第 5 层路面验算指标要求8. 路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 细粒式沥青混凝土 4.0 2 中粒式沥青混凝土 5.0 3 粗粒式沥青混凝土 7.0 4 二 灰 碎 石 20.0 5 石灰粉煤灰稳定碎石 20.0 6 土 基 方案三：1. 确定累计标准轴次 计算设置： 直接输入以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时： Ne = 14878938 轴次进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 11917075 轴次2. 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 中粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 22.06 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.4057 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1011 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.70143. 确定土基回弹模量 计算设置： 按规范计算1) 根据公路沥青路面设计规范中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值” 土 组 类 型 ： 粘质土 路基干湿状态： 干燥状态 土基土质稠度： Wc = 1.102) 根据公路沥青路面设计规范中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值 (MPa)” 公路自然区划： IV-7 区 土 组 类 型 ： 粘质土 土基回弹模量提高系数： 23.0 % 土基回弹模量： E0 = 49.2 MPa4. 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 6结构设计层位： 52) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层 厚度 抗压模量 (MPa) 劈 裂 容 许 材 料 名 称 材料类型 强 度 拉应力位 (cm) 20 15 (MPa) (MPa) 1细粒式沥青混凝土 沥青混凝土 4.0 1400.0 2000.0 1.40 0.411 2中粒式沥青混凝土 沥青混凝土 6.0 1200.0 1800.0 1.00 0.294 3粗粒式沥青混凝土 沥青混凝土 8.0 1000.0 1400.0 0.80 0.235 4水泥稳定砂砾 稳定集料 18.0 1500.0 非沥青砼 0.50 0.238 5石 灰 土 稳定细粒土设计层 550.0 非沥青砼 0.23 0.085 6土 基 49.2 5. 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算6. 设计结果按设计弯沉设计, h5 = 31.2 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求已满足第 5 层容许拉应力验算指标要求7. 验算结果1) 选定厚度为： h5 = 32.0 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 21.79 (0.01mm)设计弯沉值为： ld = 22.06 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.208 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.411 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.051 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.294 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.011 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.235 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.110 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.238 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求第 5 层计算拉应力值为： 5 = 0.062 MPa 容许拉应力值为：R5 = 0.085 MPa 满足第 5 层路面验算指标要求8. 路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 细粒式沥青混凝土 4.0 2 中粒式沥青混凝土 6.0 3 粗粒式沥青混凝土 8.0 4 水泥稳定砂砾 18.0 5 石 灰 土 32.0 6 土 基 假设为潮湿状态方案一：1. 确定累计标准轴次 计算设置： 直接输入以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时： Ne = 14878938 轴次进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 11917075 轴次2. 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 22.06 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.4057 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1011 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.70143. 确定土基回弹模量 计算设置： 按规范计算1) 根据公路沥青路面设计规范中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值” 土 组 类 型 ： 粘质土 路基干湿状态： 潮湿状态 土基土质稠度： Wc = 0.942) 根据公路沥青路面设计规范中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值 (MPa)” 公路自然区划： IV-7 区 土 组 类 型 ： 粘质土 土基回弹模量提高系数： 23.0 % 土基回弹模量： E0 = 38.7 MPa4. 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 7结构设计层位： 42) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层 厚度 抗压模量 (MPa) 劈 裂 容 许 材 料 名 称 材料类型 强 度 拉应力位 (cm) 20 15 (MPa) (MPa) 1细粒式沥青混凝土 沥青混凝土 4.0 1400.0 2000.0 1.40 0.411 2中粒式沥青混凝土 沥青混凝土 6.0 1200.0 1800.0 1.00 0.294 3粗粒式沥青混凝土 沥青混凝土 8.0 1100.0 1400.0 0.80 0.235 4水泥稳定砂砾 稳定集料 设计层 1500.0 非沥青砼 0.50 0.238 5水泥稳定土 稳定细粒土 20.0 1100.0 非沥青砼 0.35 0.130 6级 配 碎 石 非整体性 12.0 225.0 非沥青砼松散材料 无 7土 基 38.7 5. 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算6. 设计结果按设计弯沉设计, h4 = 19.8 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求已满足第 5 层容许拉应力验算指标要求7. 验算结果1) 选定厚度为： h4 = 20.0 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 21.93 (0.01mm)设计弯沉值为： ld = 22.06 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.202 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.411 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.055 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.294 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.021 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.235 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.065 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.238 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求第 5 层计算拉应力值为： 5 = 0.107 MPa 容许拉应力值为：R5 = 0.130 MPa 满足第 5 层路面验算指标要求8. 路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 细粒式沥青混凝土 4.0 2 中粒式沥青混凝土 6.0 3 粗粒式沥青混凝土 8.0 4 水泥稳定砂砾 20.0 5 水泥稳定土 20.0 6 级 配 碎 石 12.0 7 土 基 方案二：1. 确定累计标准轴次 计算设置： 直接输入以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时： Ne = 14878938 轴次进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 11917075 轴次2. 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 22.06 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.4057 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1011 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.70143. 确定土基回弹模量 计算设置： 按规范计算1) 根据公路沥青路面设计规范中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值” 土 组 类 型 ： 粘质土 路基干湿状态： 潮湿状态 土基土质稠度： Wc = 0.942) 根据公路沥青路面设计规范中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值 (MPa)” 公路自然区划： IV-7 区 土 组 类 型 ： 粘质土 土基回弹模量提高系数： 23.0 % 土基回弹模量： E0 = 38.7 MPa4. 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 7结构设计层位： 42) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层 厚度 抗压模量 (MPa) 劈 裂 容 许 材 料 名 称 材料类型 强 度 拉应力位 (cm) 20 15 (MPa) (MPa) 1细粒式沥青混凝土 沥青混凝土 4.0 1400.0 2000.0 1.40 0.411 2中粒式沥青混凝土 沥青混凝土 6.0 1200.0 1800.0 1.00 0.294 3粗粒式沥青混凝土 沥青混凝土 8.0 1100.0 1400.0 0.80 0.235 4水泥稳定砂砾 稳定集料 设计层 1500.0 非沥青砼 0.50 0.238 5石灰粉煤灰稳定碎石 稳定集料 20.0 1400.0 非沥青砼 0.50 0.238 6级 配 砾 石 非整体性 10.0 225.0 非沥青砼松散材料 无 7土 基 38.7 5. 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算6. 设计结果按设计弯沉设计, h4 = 18.6 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求已满足第 5 层容许拉应力验算指标要求7. 验算结果1) 选定厚度为： h4 = 19.0 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 21.81 (0.01mm)设计弯沉值为： ld = 22.06 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.200 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.411 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 =