路基路面设计案例

1、课程设计（论文）计算说明书课题名称：路面结构设计院 （系）：土木建筑学院专 业：交通工程班 级：2 0 0 5 1姓 名：华鑫城2008 年血月込日至2008年07-月04.日共1周目录设计2 设计目的和任务13 设 计 资 料一： 沥 青 路 面 设计13.1 基本资料3.2 设 计 方 法 与 设 计 内容11）根据设计资料要求，确定路面等级和面层类型12 ）计算设计年限内一个车道累计当量轴次和设计弯沉13 ） 确定各路段土基 回 弹模量值34）初拟路面结构组合与厚度方5）确定各结构层材料抗压回弹模量，抗拉强度及参数6）根据设计弯沉值计算路面厚7）结 构厚 度计 算 结果68）验算防冻厚度

2、69 ） 修 正 后 各 方 案 计 算表710 ）方 案 技 术 经 济 比较811 ）优选方案沥青路面结构设计图（方案b）84 设计资料二：水泥混凝土路面设计94.1基本资料94.2 设 计 方 法 与 设 计 过程91）换算标准轴载计算使用年限内标准轴载的累计作用次数 92) 拟定路面结构103) 方案A的计11a.计 算 基 层 顶力1811b. 计算混凝土板的荷载疲劳应力14c. 计算混凝土板的温度疲劳应力14d. 验算防冻厚度154) 方案B的计16a. 计 算 基 层 顶 面 当16b.计算混凝土板的荷载疲劳应c.计算混凝土板的温度疲劳应19d.验算防冻厚度215 )方 案 技

3、术 经 济 比较216 ) 最后路面结构设计图(方案A) 225 主要参考文献22附：路基路面课程设计辅助软件输出文本23附1沥青路面设计方案a23附2沥青路面设计方案附3沥青路面设计方案b2731附4水泥混凝土路面设计方案A35附5水泥混凝土路面设计方案B37、设计题目：路面结构设计:设计目的和任务 目的：任务：进行路面结构组合设计和应力分析计算。即根据所给的交通量和材料供应等资料，先 提出不同的路面组合，并进行受力分析计算，然后推荐一种路面结构。三、设计资料一：沥青路面设计3.1基本资料南京地区二级公路，其中某段经调查路基为粉质中液限粘土，地下水位1.2m，路基填土高度0.5m。近期交通量

4、：东风EQ140 130辆/日，解放CA10B车730辆/日，黄河JN150 车80辆/日，依士兹TD50车54辆/日，小汽车30辆/日，年平均增长率 10%。沿河可开采 砂砾、碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰供应。设计依据：公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)3.2设计方法与设计内容1) 根据设计资料要求，确定路面等级和面层类型；由设计资料可得：路面等级为二级 面层类型选用：沥青混凝土面层2) 计算设计年限内一个车道累计当量轴次和设计弯沉；车辆及交通参数表1序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数交通量1东风EQ14023.769.21双轮组1302解放CA10B19

5、.460.851双轮组7303黄河JN15049101.61双轮组804依士兹TD5042.2801双轮组54A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缸4.35ip丿= 253式中：N 标准轴载的当量轴次（次/日）；ni 各种被换算车辆的作用次数（次/日）；P 标准轴载（KN）；Pi 各种被换算车型的轴载（KN）；Ci 轮组系数，双轮组为 1，单轮组为6.4,四轮组为0.38C2轮轴系数。当轴间距大于3米时，轮轴系数为1，当轴间距小于3米时，C2 =1+1.2 （ m- 1）, m为轴数。设计年限内一个车道上累计当量轴次Ne(A)二1 r t-1365*N

6、*12卩1+10%)136510%*253 *0.7=1382312式中：Ne设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标当量轴次（次）设计年限，12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（% ）；车道横向分布系数，取0.7。PiP=126B.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nN 八 C 1 C25i日C 2轮轴系数，同C2 。设计年限内一个车道上累计当量轴次：一（1 +r 1良365Ne（B） = .N *r（1+10% 萨-1*365120.710%=688424式中符号意义同前。计算设计弯沉Id和结构强度系数Id =960Ne

7、W Ac As = 39（0.01mm）式中：Ac 公路等级系数，二级公路为1.1 ；As 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0。结构强度系数0 2K（A） =0.09Ne . /Ac =1.842 （用于细、中沥青层、粗颗粒层为2.0）K（B） =0.35Ne.2/Ac =1.39 （用于水泥稳定碎石、石灰土稳定沙砾、水泥石灰稳定碎石）0 2 K（C）=0.45Ne . / Ac = 1.77 （用于石灰粉煤灰土、石灰粉煤灰碎石土）3）根据路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段确定各路段土基回弹模量值由地下水位1.2m，路基填土高度 0.5m，路基为粉质中液限粘土，按查表法确定路基回 弹模

8、量Eo = 32 MPa4）初拟路面结构组合与厚度方案根据道路附近材料的供应拟订以下三种路面结构组合a. 方案表2层位结构层材料名称厚度（cm）1细粒式沥青混凝土32中粒式沥青混凝土43粗粒式沥青混凝土64水泥稳定碎石?5石灰粉煤灰土25以水泥稳定碎石为设计层b. 方案表3层位结构层材料名称厚度(cm)1细粒式沥青混凝土32中粒式沥青混凝土43粗粒式沥青混凝土64石灰土稳定砂砾?5碎石土25以石灰土稳定砂砾为设计层c. 方案表4层位结构层材料名称厚度(cm)1细粒式沥青混凝土32中粒式沥青混凝土43粗粒式沥青混凝土64水泥石灰稳定碎石?5石灰粉煤灰碎石土25以水泥石灰稳定碎石为设计层5) 确定

9、各结构层材料抗压回弹模量，抗拉强度及参数。参考材料设计参数表确定各结构层材料参数如下表表5层位结构层材料名称抗压模量(MPa) (20 C)抗压模量(MPa) (15 C)弯拉强度b sP容许拉应力(MPa)ctr (MPa)1细粒式沥青混凝土140020001.40.762中粒式沥青混凝土120016001.00.543粗粒式沥青混凝土90012000.80.44水泥稳定碎石150015000.50.365石灰粉煤灰土5505500.250.146石灰土稳定砂砾150015000.50.367碎石土5505508水泥石灰稳定碎石150015000.50.369石灰粉煤灰碎石土5505500.

10、30.17表中计算：cR f6）根据设计弯沉值计算路面厚度用通用计算机程序计算，输入各项参数后可得到计算结果，先假定设计层初始厚度为20cm，如果计算不能满足下列不等式，则调整厚度，直到满足。Is 岂 Id7）结构厚度计算结杲 a万案设计层水泥稳定碎石厚度H( 4 )= 15 cm设计弯沉Ld= 39 (0.01mm)路表计算弯沉Ls= 36 (0.01mm)H( 4 )= 15 cmLd= 39 (0.01mm)Ls= 36 (0.01mm)H( 4 )= 15 cmLd= 39 (0.01mm)Ls= 36 (0.01mm)b万案设计层石灰土稳定砂砾厚度设计弯沉路表计算弯沉c万案设计层水泥

11、稳定碎石厚度设计弯沉路表计算弯沉8) 验算防冻厚度根据规范所列的路面最小防冻厚度要求与该路况作对比。南京处于W1区，沿线土质为粉质中液限粘土，一般路基处于中湿状态，W地区比表中植减少15%，所以路面最小防冻厚度为64cm。三个方案总厚度为都为 53 cm，均小于防冻厚度，所以进行调整为设计层厚度H( 4 )= 20 cm, H( 5 )= 35 cm。修改后防冻厚度符合要求。9) 修正后各方案计算表a方案计算表表6层位结构层材料名称厚度抗压模量(MPa)层底拉应力容许拉应力(cm)(20 C)(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土314000.2620.762中粒式沥青混凝土412000.11

12、30.543粗粒式沥青混凝土69000.0570.44水泥稳定碎石2015000.1190.365石灰粉煤灰土355500.0750.146十基32b方案计算表表7层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20 C)层底拉应力(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土314000.2620.762中粒式沥青混凝土412000.1130.543粗粒式沥青混凝土69000.0570.44石灰土稳定砂砾2015000.1190.365碎石土355506十基32c方案计算表表8层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20 C)层底拉应力(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青

13、混凝土314000.2620.762中粒式沥青混凝土412000.1130.543粗粒式沥青混凝土69000.0570.44水泥石灰稳定碎石2015000.1190.365石灰粉煤灰碎石土355500.0750.176十基3210) 方案技术经济比较本地区降雨量大，容易引起水损害，同时考虑路面长期使用效能，所建设道路的交通等级属于低交通等级。建议采用b方案，此方案没有用到水泥和粉煤灰，所有材料就地取材，造价会低于其余两个方案。11）优选方案沥青路面结构设计图（方案b）XjFlT-.r證兰盒应mjl寸91111 11 1 111II1 I III1SV V V V7 V V 7 7V 7 V V

14、7 V V V7 7 7 77 V V V V7 V V 7T7 TT V7 T77V77?77V77777777VVVV7?VV?7VV7VV7VV77T7T7T7V V V V 7 7 7 7 7 7V 7 V V 77 V V V VV V V 7 V7 V V V 7VV V VVT T7 77 T7 T77757V7V7 7 7 7 777V77VV V 7 V V 17 V 7 v 7 vv V V 7 v r7 V V V VVT7 V7 T7 T7 VT7 7LnC细拠課淒士 中赴式沥青觴上碎石土沥青路面黠图軸口四、设计资料二：水泥混凝土路面设计4.1基本资料:n 5区某二级公

15、路，拟建水泥混凝土路面，其中一段路基，土的平均稠度为0.8。土基为粘性土，交通组成为 JN150车600辆/日，CA10B车1000辆/日，EQ 140车300辆/ 日,年平均增长率6%。沿河可开采砂砾、碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰供应。设计依据：公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）4.2设计方法与设计过程1）换算标准轴载计算使用年限内标准轴载的累计作用次数设计车道设计基准期初期的标准轴载日作用次数NsADTTnNsADTT（Kp,j Pj）2=7771000 i i j v/ 16式中，Kp,j=6j 旦- 各种轴型不同轴载级位的标准当量换算系数；100丿ni 每10

16、00辆车2轴6轮以上客、货车中i种轴型出现的次数；Pij i种轴型j级轴载的频率（以分数计）16旦100丿标准轴载当量换算nNS 八 iNii勻式中，Ns 100kN的单轴一双轮组标准轴载的通行次数;Pi 各类轴一轮型i级轴载的总重（kN）；n轴型和轴载级位数；Ni 各类轴一轮型i级轴载的通行次数;-i轴一轮型系数单轴一双轮组：门=1.0单轴一单轮组:双轴一双轮组:三轴一双轮组:、.i=2.22103卩严+ 1.07 10-5Pi-22-8 0.22&=2.24如0卩厂计算使用年限内标准轴载的累计作用次数Ns汉 |（1 +）-1 INe365 二 4068705gr式中：Ne 标准轴载累计当量

17、作用次数；t 设计基准期（年）；N 路面营运第一年双向日平均当量轴次（次 / 日）；gr 交通量平均增长率（% ）；临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，取0.39。2）拟定路面结构:初估混凝土面板厚由表16-20相应于安全等级三级的变异水平的等级为中级。根据二级公路重交通等级和中级变异水平等级，查表16-17，初拟普通混凝土面层厚度为h=220mm。普通混凝土板的平面尺寸为宽 4.5m，长5m。拟定各结构层厚方案A，基层选用水泥稳定粒料，厚h1=250mm，由于路基为过湿类型，须设垫层,垫层为级配碎砾石，厚h2=200mm。方案B，基层选用贫混凝土，厚200mm，垫层为多孔隙水泥碎石，厚250C

18、mm确定材料弹性模量万案A层位基(垫)层材料名称厚度(mm)回弹模量(MPa)1水泥稳定粒料25013002级配碎砾石2002503土基26.5方案B表10层位基(垫)层材料名称厚度(mm)回弹模量(MPa)1贫混凝土200150002多孔隙水泥碎石:25013003土基26.53)方案A的计算a. 确定混凝土设计弯拉强度及弹性模量，计算基层顶面当量回弹模量混凝土面层弯拉强度5 MPa 弯拉模量 31000 MPa计算基层顶面当量回弹模量hi2Ei h22E2EX=hl2 h22_ 0.252 1300 0.22 2500.252 + 0.22=890.24MPa/訂/3Et = ahxbE

19、ElE0 3= 4.20.3770-7926.(890I 26.5 丿=170.3 MPaf1/3_ 427989一 ,890.2 =0.377 m2 /hi3Ei h23E2hi h2丄Dx124朋2 .0.253 300+0.2“250 亠(0.25 + 0.2) 了 1+1124订300汉 0.25 250汉 0.2=3.989M N-ma = 6.22 1 - 1.5i-0.45二 6.22890.226.5严.45 1J=4.288严，0.55V 1.44= 1-1.44890.226.5-0.55二 0.792式中，Et基层顶面的当量回弹模量（ MPa）;Eo路床顶面的回弹模量（M

20、Pa）,查表得26.5 MPa;Ex基层和垫层的当量回弹模量（MPa）;Ei， E2基层和垫层的回弹模量（MPa）;hx基层和垫层的当量厚度（m）；Dx基层和垫层的当量弯曲刚度（MN-m）； hi，h2基层和垫层的厚度（m）； a, b与Ex/Eo有关的回归系数。普通混凝土棉层的相对刚度半径计算厂 0.537h3 Ec/Et=0.537 0.22 331000/170.3=0.669mb. 计算混凝土板的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为二 ps 二 0.077r.6h2-0.077 0.6696 0.22一2=1.25MPa因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数Kr

21、=0.87。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Kf二NJ =40687050.57 = 2.38，:是与混合料有关的指数，普通混凝土为 0.057。根据公路等级，由表 16-24，考虑偏载和动载等因素对路面 疲劳损坏影响的综合系数Kc=1.20。荷载疲劳应力计算为J pr = Kr K f Kc；- ps二 0.87 2.38 1.20 1.25=3.11 MPac. 计算混凝土板的温度疲劳应力II 5区温度梯度取 83 C/m。板长5m l/r=5/0.669=7.474,由图16-14可查普通混凝土板厚h=0.22m, Bx=0.71。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计

22、算为二 tm=10巧*31000江0.22沢 83乂 0 71=2.0 MPa2因此温度疲劳应力为=0.51c Ta| Jm_ b丿Jr二 tm-0.828 江1.3230.041tm-0.51 2.0 = 1.02MPa85%从查表16-20，二级公路的安全等级为三级，变异水平为中等，目标可靠度为而查表确定可靠度系数r=1.13r ； pr tr 133. 1 11. 2 m4p6 8 r=5. 0 MP a因而，所选普通混凝土面层厚度（0.22m）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。d. 验算防冻厚度由规范查得此区划范围路面最小防冻厚度为650 mm新建基（垫）层总厚度

23、450 mm面层厚度为 220mm验算结果表明，路面总厚度670mm 650 mm满足路面防冻要求4）方案B的计算a.确定混凝土设计弯拉强度及弹性模量，计算基层顶面当量回弹模量混凝土面层弯拉强度5 MPa 弯拉模量 31000 MPa贫混凝土弯拉强度2.5 MPa 弯拉模量 21000 MPa计算基层顶面当量回弹模量Ehi2Ei h22E2hl2 h22_ 0.252 1300 02 00.252 + 02= 1300MPa/、1/3Et = ahxbE E1匕0丿=4.53 0.3970-83 26.5 1300v.26.5 y= 140.8MPahx 二fl2 6.7708 1/3、130

24、0=0.397m12hi3Ei + h23E2 +（h1+ h2）丄*E1h1 E2h2 ；-120.253 1300 03 025 0=124J300P25J= 6.7708M N-ma = 6.22,z,-0.45 I1-1.51 号 I-= 6.22 1-1.51130026.5y0.45 |二 4.590b = 1 一 1.44fx-0.55Ex*0丿= 1T.44圜-0.55二 0.8307式中各符号意义同上。b.计算混凝土板的荷载疲劳应力普通混凝土面层与贫混凝土基层组成分离式复合式面层。此时Ku=0 , hx=O.复合式混凝土面层得截面总刚度为:2 D h013Ec1h023Ec2

25、h01 h02Dg 12丄Ec1h1Ec2h20 223 汇 31000 + 0 23 汇 15000=0.22 忤。2 15000 0 =37.447MN-m复合式混凝土面层的相对刚度半径为rg = 1.23 337.447/140.8 =0.791m标准轴载在普通混凝土面层临界荷位处产生得荷载应力计算为=0.077 0.7910.6 0.22 3100012 37.447Ku=1.01 Mpa标准轴载在贫混凝土基层临界荷位处产生得荷载应力计算为右0.077霁俪02也EC26Dg二 0.077 0.791O6(0.5P2+0F150006 37.447=0.45 MPa普通混凝土面层，因纵缝

26、为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数Kr=0.87。贫混凝土基层不设纵缝，不考虑接缝传荷能力的应力折减系数 Kr。普通混凝土面层，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Kf = Nev = 40687051057 = 2.38，v是与混合料有关的指数，普通混凝土为 0.057。根据公路等级，由表16-24，考虑偏载和动 载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数 Kc=1.20 。普通混凝土面层荷载疲劳应力计算为：C prl = Kr K f Kj psi= 0.87 2.38 1.20 1.01=2.51 MPa贫混凝土基层荷载疲劳应力计算为：pr2 = KfKj ps2 = 2

27、.38 1.20 0.45 =1.45 MPaC.计算混凝土板的温度疲劳应力II 5区温度梯度取83 C/m。板长5m l/r=5/0.669=7.474 ，由图16-14可查普通混凝土 板厚 h=0.22m, Bx=0.71。Cx=1.06.最大温度梯度时普通混凝土面层的温度翘曲应力计算为0.32-0.811 n jfc1 +2.5聖 |二 Cfo2Ec2%20.22X31000+2 50.22 j0.2 15000. 0.21 _ Cx0.32-0.811 n-1.06=0.944B)d - Bx -0.944 0.71 =0.67=OcEdgTg tm12仆 10汇 310007.22汉

28、 83工 占=1 88普通混凝土面层温度疲劳应力系数Kt,查表得自然区划 H 区,a=0.828 , b=0.041 ,c=1.323。Kt- frtm1 fr丿c _ b1J_ 5.01.880.828 汇-(1.88(5.01.323- 0.041=0.49温度疲劳应力为卄=KttE = 0.49* 1.88 =0.93 MPa分离式复合式路面中贫混凝土基层得温度翘曲应力可忽略不计。查表16-20 ,二级公路的安全等级为三级，变异水平为中等，目标可靠度为85%。从而查表确定可靠度系数r=1.13普通混凝土面层r 八 pr f = 1. 1 32. 5 1 +0. 93=3.89 MPa f

29、r=5.0 Mpa贫混凝土基层r 八 pr S = 1. 1 31.45 + 0=1.64 MPa fr=2.5 Mpa因而，拟定的由0.22m厚的普通混凝土面层和 0.2m厚的贫混凝土基层组成得分离式 复合式路面，可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。d.验算防冻厚度由规范查得此区划范围路面最小防冻厚度为650 mm新建基（垫）层总厚度450 mm面层厚度为 220mm验算结果表明，路面总厚度670mm 650 mm满足路面防冻要求.5）方案技术经济比较本地区是东部温润季冻期，主要问题是防止翻浆和冻胀，路基土平均稠度是0.8,是过湿类型，同时考虑路面长期使用效能，所建设道路的

30、交通等级属于重交通等级。建议采用方案A，此方案采用水泥稳定粒料做基层，级配碎砾石做垫层，可以有效防止地下水上升损害路基，所有材料就地取材，从施工和造价来考虑都优于B方案。6)最后得到路面结构设计结果如下czOJ普通混凝土面层水泥稳定粒料水泥顋土路而第构图单位诃五、主要参考文献1、 邓学均.路基路面工程M.北京：人民交通出版社，2000.2、 公路沥青路面设计规范(JTJT014-97) 北京：人民交通出版社，1997.3、 公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)S.北京：人民交通出版社，20024、姚祖康.公路设计手册-路面M.北京：人民交通出版社， 2000.附：路基路面课程

31、设计辅助软件输出文本附1沥青路面设计方案a新建路面设计成果文件汇总 *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）东风 EQ140 23.769.21双轮组130解放 CA10B 19.460.851双轮组730黄河 JN150 49101.61双轮组80依士兹 TD50 42.2801双轮组54艮12车道系数0.7交通量平均年增长率10%交通量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:253设计年限内一个车道上累计当量轴次:1382312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

32、次:126公路等级二级公路公路等级系数1.1面层类型系数1基层类型系数 1路面设计弯沉值:39 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力1细粒式沥青混凝土1.40.762中粒式沥青混凝土10.543粗粒式沥青混凝土0.80.44水泥稳定碎石0.50.365石灰粉煤灰土0.250.14设计年限内一个车道上累计当量轴次:688424(MPa)新建路面结构厚度计算公路等级：二级公路新建路面的层数：5 标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：39 (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

33、许应力(20 C)(15C) (MPa)1细粒式沥青混凝土3140020000.762中粒式沥青混凝土4120016000.543粗粒式沥青混凝土690012000.44水泥稳定碎石?150015000.365石灰粉煤灰土255505500.146土基32按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 39 (0.01mm)H( 4 )= 15 cm LS= 36 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin 时LS=LD,故弯沉计算已满足要求.H( 4 )= 15 cm(按容许拉应力验算设计层厚度H( 4 )= 15 cm(H( 4 )= 15 cm(H( 4 )= 15 cm(H( 4 )=

34、15 cm(仅考虑弯沉)第1层底面拉应力验算满足要求 )第2层底面拉应力验算满足要求 )第3层底面拉应力验算满足要求 )第4层底面拉应力验算满足要求 )H( 4 )= 15 cm(第5层底面拉应力验算满足要求 )路面设计层厚度H( 4 )= 15 cm(H( 4 )= 15 cm(验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度仅考虑弯沉)同时考虑弯沉和拉应力)64 cm验算结果表明，路面总厚度比路面最小防冻厚度小11 cm,程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面最下层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

35、混凝土3cm中粒式沥青混凝土4cm粗粒式沥青混凝土6cm水泥稳定碎石20 cm石灰粉煤灰土35 cm土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算*新建路面设计成果文件汇总*新建路面的层数:5层位结构层材料名称厚度(cm)(201细粒式沥青混凝土314002中粒式沥青混凝土412003粗粒式沥青混凝土69004水泥稳定碎石2015005石灰粉煤灰土355506十基32计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值标准轴载：BZZ-100C)(15C)2000计算应力1600计算应力1200计算应力1500计算应力550计算应力抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)计算信息第1层路面顶面竣工验收弯沉值第2层路面

36、顶面竣工验收弯沉值第3层路面顶面竣工验收弯沉值第4层路面顶面竣工验收弯沉值第5层路面顶面竣工验收弯沉值土基顶面竣工验收弯沉值LS= 360.6 (0.01mm)(LS= 26.1 (0.01mm)LS= 28.1 (0.01mm)LS= 30.9 (0.01mm)LS= 35 (0.01mm)LS= 78.9 (0.01mm)根据“基层施工规范”第88页公式)LS= 291.1 (0.01mm)(计算新建路面各结构层底面最大拉应力根据“测试规程”第 56页公式)d ( 1 )=-0.262 (MPa)d ( 2 )=-0.113 (MPa)d ( 3 )=-0.057 (MPa)d ( 4 )

37、= 0.119 (MPa)d ( 5 )= 0.075 (MPa)第1层底面最大拉应力第2层底面最大拉应力第3层底面最大拉应力第4层底面最大拉应力第5层底面最大拉应力附2沥青路面设计方案b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)1东风EQ14023.769.212解放CA10B19.460.8513黄河JN15049101.614依士兹TD5042.2801设计年限 12车道系数0.7后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量双轮组130双轮组730双轮组80双轮组54交通量平均年增长率10 %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

38、轴次：253设计年限内一个车道上累计当量轴次：1382312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：126设计年限内一个车道上累计当量轴次：688424公路等级二级公路基层类型系数 1公路等级系数1.1面层类型系数1路面设计弯沉值：39 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)1细粒式沥青混凝土1.40.762中粒式沥青混凝土10.543粗粒式沥青混凝土0.80.44石灰土稳定砂砾0.50.365碎石土新建路面结构厚度计算容许拉应力(MPa)新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：39 (0.01mm)路面设计层层位：4设计层最小厚度：1

39、5 (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)(20C)(15C)1细粒式沥青混凝土3140020000.762中粒式沥青混凝土4120016000.543粗粒式沥青混凝土690012000.44石灰土稳定砂砾?150015000.365碎石土255505506十基32按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 39 (0.01mm)H( 4 )= 15 cm LS= 36 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin 时LS=LD,故弯沉计算已满足要求.H( 4 )= 15 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度：H( 4 )= 1

40、5 cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 15 cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 15 cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 15 cm(第4层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度*新建路面设计成果文件汇总*同时考虑弯沉和拉应力)H( 4 )= 15 cm(验算路面防冻厚度路面最小防冻厚度 64 cm验算结果表明，路面总厚度比路面最小防冻厚度小11 cm,程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面最下层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3

41、cm中粒式沥青混凝土4 cm粗粒式沥青混凝土6 cm石灰土稳定砂砾20 cm碎石土35 cm土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100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(20C)(15C)1细粒式沥青混凝土314002000计算应力2中粒式沥青混凝土412001600计算应力3粗粒式沥青混凝土69001200计算应力4石灰土稳定砂砾2015001500计算应力5碎石土35550550不算应力6十基32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= 26.1 (0.01mm)第2层路面顶面竣

42、工验收弯沉值LS= 28.1 (0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 30.9 (0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 35 (0.01mm)第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 78.9 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS= 360.6 (0.01mm)( 根据“基层施工规范”第88页公式)LS= 291.1 (0.01mm)(计算新建路面各结构层底面最大拉应力第1层底面最大拉应力第2层底面最大拉应力第3层底面最大拉应力第4层底面最大拉应力附3沥青路面设计方案根据“测试规程”第 56页公式)d ( 1 )=-0.262 (MPa)d ( 2 )=-0.113 (

43、MPa)d ( 3 )=-0.057 (MPa)d ( 4 )= 0.119 (MPa)c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东风 EQ14023.769.21双轮组1302解放 CA10B 19.460.851双轮组7303黄河 JN15049101.61双轮组804依士兹 TD50 42.2801双轮组54设计年限 12车道系数0.7交诵量平均年增长率10 %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:253设计年限内一个车道上累计当量轴次、【/】卄二、比iTirljkzl-冃

44、冃宀 出71人*口斗:1382312当进仃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:126设计年限内一个车道上累计当量轴次:688424公路等级二级公路公路等级系数1.1面层类型系数 1基层类型系数 1层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)1细粒式沥青混凝土1.40.762中粒式沥青混凝土10.543粗粒式沥青混凝土0.80.44水泥石灰稳定碎石0.50.365石灰粉煤灰碎石土0.30.17路面设计弯沉值：39 (0.01mm)新建路面结构厚度计算容许拉应力(MPa)新建路面的层数：5 标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：39 (0.01mm)路面设计层层位：4厚度(cm)

45、抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)容许应力(MPa)设计层最小厚度：15 (cm)(20C)(151细粒式沥青混凝土3140020000.762中粒式沥青混凝土4120016000.543粗粒式沥青混凝土690012000.44水泥石灰稳定碎石?150015000.365石灰粉煤灰碎石土255505500.176十基32层位结构层材料名称C)按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 39 (0.01mm)H( 4 )= 15 cm LS= 36 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin 时LS=LD,故弯沉计算已满足要求H( 4 )= 15 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度H( 4 )=:15 cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )=:15 cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )=:15 cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )=:15 cm(第4层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 15 cm(第5层底面拉应力验算满足要求 ）路面设计层厚度