路基路面 工程课程设计.doc

第1章 新建沥青路面设计1.1确定路面等级和面层类型1.1.1基本资料气象资料：该公路地处V区；当地多年平均最大冻深为 0.5 米。水文情况：地下水位1.5米，有翻浆；地质资料：粉质轻亚粘土；筑路材料供应状况：沿线可采集各种砂、石料；附近有矿渣、炉渣可利用；水泥、石灰、沥青等材料当地可供应。 道路等级：高速公路交通资料（辆/日）：表1.1.1-1序号汽车车型前轴重KN后轴重KN后轴数后轴组数后轴距m作用次数次/日1解放CA10B19.4060.851双1602解放CA30A29.50236.752双 32103东风EQ14023.7069.201双 1904黄河JN15049.00101.601双1205黄河JN16259.50115.001双1806黄河JN36050.002110.002双 31707长征XD16042.60285.202双 31508交通SH14125.5555.101双80注：交通量平均年增长率9%.路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。1.1.2以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算轴载换算轴载换算公式如下： 式中：标准轴载的当量轴次，次/日； 被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； 标准轴载，KN； 被换算车辆的各级轴载，KN； 被换算车辆的类型数； 轴数系数，C1 =11.2（m1），m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴载计算，当轴间距小于3m时，应考虑轴数系数； 轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。a. 解放CA10B =1.01.0160次b.解放CA30A次c.东风EQ140=次d.黄河JN150次e.黄河JN162=次f.黄河JN360次g.长征XD160次h.交通SH141次累计当量轴次根据设计规范，高速公路的沥青路面设计年限为15年，查表1.1.2-1得车道系数为0.4，交通量平均年增长率9%.表1.1.2-1车道系数表车道特征车道系数车道特征车道系数双向单车道1.00双向六车道0.300.40双向两车道0.600.70双向八车道0.250.35双向四车道0.400.50设计年限内一个车道的累计当量轴次为：式中：设计年限内一个车道通过的累计标准当量轴次（次）； 设计年限（年）； 路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）； 设计年限内交通量平均增长率（9%）； 与车道数有关的车辆横向分布系数，简称车道系数。次查相关数据得：，所以交通量为中等交通。1.1.3确定设计弯沉值Ld我国公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）规定路面设计弯沉值由以下公式计算确定：式中：设计弯沉值（0.01mm）设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数； 公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2； 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1； 路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层、沥青路面为1.0，柔性基层路面为1.6，若基层由半刚性材料与柔性材料层组合而成，则介于两者之间通过线性内插决定。（0.1mm）1.1.4 土基回弹模量的确定按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不应小于500m）确定各路段土基弹性模量。该路段地处2区，当地多年平均最大冻深为 0.5 米，土质为粉质轻亚土，查课本知粉质土路基的临界高度为：1.41.6，0.50.7，已知H=1.5，所以H32103东风EQ14023.7069.201双 1904黄河JN15049.00101.601双1205黄河JN16259.50115.001双1806黄河JN36050.002110.002双 31707长征XD16042.60285.202双 31508交通SH14125.5555.101双80注：交通量平均年增长率9%.路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。2.1.1 轴载换算水泥混凝提路面结构设计以100KN单轴-双轮组荷载为标准轴载。不同轴-轮型和轴载的作用次数，应按以下公式换算为标准轴载的作用次数。式中：100KN的单轴双轮组标准轴载的通行次数； 各类轴轮型i级轴载的总重（KN）； n轴型和轴载级位数； 各类轴轮型i级轴载的通行次数。设计基准期内水泥混凝土路面临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，差课本相关表格的高速公路的设计基准期为30年，安全等级为一级。a.解放CA10B次b.解放CA30A次c.东风EQ140次d.黄河JN150次e.黄河JN162次f.黄河JN360次g.长征XD160次h.交通SH141次次2.1.2标准轴次累计当量标准轴次累计当量作用次数如下计算：式中：标准轴载累计当量作用次数； 设计基准期（年）； 交通量年平均增长率； 临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数按表查得。表2.1.1-1轮迹横向分布系数表公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.170.22二级及二级以下公路行车道宽7m0.340.390.540.62行车道宽7m次2000，由表2.1.1-2查得交通等级为特重。表2.1.1-2交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数（）20001002000310032.1.3 初拟路面结构安全等级为一级的道路对应的变异水平等级为低级，根据高速公路、特重等级交通和低级变异水平等级，初拟普通水泥混凝土面层厚度为0.26m。基层选用贫混凝土凝土基层，厚度为0.16m，垫层为0.15m砂砾料垫层。普通混凝土板的平面尺寸为长5.0m、宽4.5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。2.2 路面材料参数确定取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为6.0MPa，相应的弯拉弹性模量标准值为35GPa，路基回弹模量取30MPa，路基回弹模量取30MPa，砂砾垫层回弹模量取150MPa，贫混凝土基层回弹模量取1000MPa。2.2.1计算基层顶面层当量计算基层顶面层当量回弹模量如下：MPaMNm(m)MPa普通混凝土面层的相对刚度半径为：m2.2.2荷载疲劳应力标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算：MPa因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数荷载疲劳应力计算为：MPa2.2.3温度疲劳应力查表得区最大温度梯度取83/m，板长5m，普通混凝土板厚度h=0.26m,。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：MPa温度疲劳