公路路面课程设计

2、路面设计（1）轴载分析：路面设计以双轮组100kN为标准轴载。 1）以设计弯沉和沥青层层底应力为指标累计当量轴次计算轴载换算：轴载换算采用如下公式计算：式中：N-标准轴载的当量次|（次/日） ni-各种被换算车辆的作用次数（次/日） p-标准轴载（kN） Pi-各种被换算车辆的轴载（kN） C1-轴数系数 C2-轮组系数，双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38计算结果见下表所示：车型Pi(KN)C1C2n1(次/日)C1C2n1（Pi/P）4.35(次/ 日)解放CA10B前轴19.416.4242112.363后轴60.85112421278.951东风EQ140前轴23.716.46307.686后轴69.211630127.000黄河JN-150前轴4916.41246358.139后轴101.61112461335.0754交通SH141前轴25.5516.484514.300后轴55.11184563.222太脱拉138前轴51.416.43211.325后轴2*802.213226.670日野KB222前轴50.216.48426.824后轴104.31184100.883 C1C2n1（Pi/P）4.35(次/ 日)2362.43l 累计当量轴次计算 根据设计规范，设计年取为15年，四车道车道系数是0.40.5，取0.45。设计年限累计当量轴次为 Ne =704.6万次2）以半刚性基层层底拉应力为设计指标累计当量轴次计算l 轴载换算 轴载换公式为： C1-轴数系数 C2-轮组系数，双轮组为1，单轮组为18.5，四轮组为0.09计算结果如下表所示. 车型Pi(KN)C1C2n1(次/日)C1C2n1（Pi/P）8(次/ 日)解放CA10B前轴19.4118.524210.090后轴60.8511242145.507东风EQ140前轴23.7118.56300.116后轴69.21163033.178黄河JN-150前轴49118.5124676.605后轴101.61112461414.711交通SH141前轴25.55118.58450.284后轴55.1118457.179太脱拉138前轴51.4118.5322.884后轴2*80313216.106日野KB222前轴50.2118.5846.267后轴104.31184117.640 C1C2n1（Pi/P）8(次/ 日)1720.517累计当量轴次计算 根据设计规范，设计年取为15年，四车道车道系数是0.4-0.5，取0.45。设计年限累计当量轴次为：Ne =513.2万次（2）结构组合与材料选取（书P23）l 由上面计算得到设计年限内一个行车道上累计标准轴次取为704.6万次，属中等交通等级。 根据推荐的路面结构，路面面层采用沥青混凝土（18cm）。l 表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度5cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度6cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度7cm）； l 基层采用二灰稳定砂砾（取20cm）；l 底基层采用级配碎石（厚度待定设计层）；l 垫层采用天然砂砾（取20cm）。（3）各层材料抗压模量与劈裂强度确定 规范附E (P61)l 高等级公路规范规定材料设计参数需试验确定，本课程设计由于条件限制，材料设计参数直接取用中建议数值，得到各层材料抗压模量与劈裂强度。l 20摄氏度抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土1000MPa。l 15摄氏度抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土2000MPa，中粒式密级配沥青混凝土1800MPa，粗粒式密级配沥青混凝土1400MPa。l 各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土0.8MPa，二灰稳定砂砾0.7 MPa。（4）土基回弹模量确定桩号K0+000+350+700+900K1+200+650+800K2+000K3+000设计标高1104.31106.01107.01106.11105.11104.81104.51104.81105.0地面标高1104.51105.41105.61104.81104.51104.01104.31103.91104.0水位标高1103.51103.51103.51103.51103.51103.51103.51103.51103.5路基高度0.82.53.52.61.61.31.01.31.5路基高度平均值 1.79l 该路段处于II3区，液限粘土，查书中表1-9，H2=2.2H=-1.79H3=1.6,所以确定路基处于潮湿状态，稠度取为1.0，查规范得土基的回弹模量为32MPa。（5）设计指标确定l 对高速公路，规范规定以设计弯沉值作为指标，并进行结构层底拉应力的验算。l 1）设计弯沉值为： (公式14-21) 2）各层材料的允许拉应力表所示：材料名称 细粒式密级配沥青混凝土1.40.48中粒式密级配沥青混凝土1.00.35粗粒式密级配沥青混凝土0.80.28二灰稳定砂砾0.70.35（6）设计资料总结设计弯沉值为：25.6（0.01mm），相关资料汇总如表示：材料名称h（cm）允许拉应力（MPa）细粒式密级配沥青混凝土5140020000.48中粒式密级配沥青混凝土6120018000.35粗粒式密级配沥青混凝土7100014000.28二灰稳定砂砾？145014500.35 级配碎石30275275-天然砂砾20175175-土基-3232-（7）确定二灰稳定砂砾厚度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 : 6 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 25.6 (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514002000. 482中粒式沥青混凝土612001800. 353粗粒式沥青混凝土710001400.284石灰粉煤灰砂砾?14501450. 355级配碎石302752756天然砂砾201751757土基32 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 25.6 (0.01mm) H( 4 )= 15 cm LS= 28.4 (0.01mm) H( 4 )= 20 cm LS= 25.3 (0.01mm) H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 19.5 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 19.5 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 19.5 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 19.5 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 19.5 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 55 cm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要