路面结构层厚度计算书江西

1、赣州至大余高速公路初步设计（茅店至三益段）路面推荐方案路面计算书中交第二公路勘察设计研究院有限公司二00七年十月计 算说 明一、计算依据本计算书根据初步设计外业汽车轴载调查资料和工可OD调查及分析预测数据综合分析确定本路段路面设计所需的汽车轴载谱。预测交通量增长率为前五年6.85%,之后五年2.22%，最后五年2.75%。根据各类汽车轴载及频率确定代表车型，通车第一年交通组成与 交通量如下表，轴载换算及累计轴载见表（表 1）:轴载换算及累计轴载表1主线及枢纽互通序号车型分类代表车型前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量1 小货车 五十铃NPR595 23.5441双轮组

2、41712 中货车 东风EQ14023.769.21双轮组33983 大货车东风EQ14425.770.12双轮组<317384 拖挂车 东风SP925050.7113.33双轮组>36185 小客车 江淮AL66001726.51双轮组39396 中客车 宇通ZK6820G30551双轮组23177 大客车 宇通ZK6105H40801双轮组1545连接线及一般互通序号车型分类代表车型前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量1小货车五十铃 NPR595 23.5441双轮组7802中货车东风EQ14023.769.21双轮组6363大货车东风EQ14425.

3、770.12双轮组<33264拖挂车东风SP925050.7113.33双轮组>31165小客车江淮AL66001726.51双轮组7376中客车宇通 ZK6820G30551双轮组4337大客车宇通 ZK6105H40801双轮组289二：计算方法本计算书采用HPDS2006a件计算，进行了五种路面结构的计算。这五种路面结构分 别是主线及枢纽互通沥宵碌路面（十燥路段）、主线及枢纽互通沥宵碌路面（中湿路段） 一般互通沥宵碌路面、收费广场水泥碌路面、连接线水泥碌路面。路面结构材料计算参数 见表2。通过计算得出路面结构层数及厚度如表 3:路面结构材料计算参数表表2设计参数名称20 C抗

4、压回弹模量（Mpa）15C抗压回弹模量（Mpa）劈裂强度（Mpa）细粒式沥青磔120018001.2中粒式沥青磔105016000.8密级配沥青碎石100012005%水稳碎石130013000.43.5%水稳碎石9509500.25级配碎石250250土基（干燥）40土基（中湿）36路面结构及厚度计算结果表3结构方案层位结构层材料名称厚度备注主线及枢纽互通沥青混凝土路面（干燥路段）1r细心沥青混凝土（改性沥青）42中心沥青混凝土（改性沥青）63密级配沥青沥青碎石1245%水泥稳定碎石2053.5%水泥稳定碎石206级配碎石15主线及枢纽互通沥青混凝土路面（中湿路段）1细心沥青混凝土（改性沥青

5、）42中心沥青混凝土（改性沥青）63口密级配沥青沥青碎石1245%水泥稳定碎石2053.5%水泥稳定碎石206级配碎石20一般互通沥青混凝土路面1r细心沥青混凝土（改性沥青）42中心沥青混凝土（改性沥青）635%水泥稳定碎石2043.5%水泥稳定碎石205级配碎石18收费广场水泥混凝土路面1C40水泥混凝土面层2625%水泥稳定碎石2033.5%水泥稳定碎石20连接线水泥混凝土路面1C35水泥混凝土面层2425%水泥稳定碎石203级配碎石20一、主线及枢纽互通沥青混凝土路面计算(干燥路段)、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)

6、交通量1耶尔奇315MD3571071双轮组35842五十铃NPR59523.5441双轮组9963东风SP925050.7113.33双轮组>37964东风EQ14023.769.21双轮组24895江淮AL66001726.51双轮组31866黄海DD65249981双轮组100设计年限15车道系数.45序号分段时间(年)交通量年增长率156.25%252.07%353.34%一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 3584 ,属特重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 ：路面营运第一年双向日平均当量轴次：11887设计年限内一个车道上的累计当量轴次 ：3

7、.952412E+07属特重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：13670设计年限内一个车道上的累计当量轴次：4.545258E+07属特重交通等级 路面设计交通等级为特重交通等级 公路等级高速公路公路等级系数1面层类型系数 1路面结构类型系数1.17路面设计弯沉值：21.2 (0.01mm)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1.2.282中粒式沥青混凝土.8.193粗粒式沥青碎石.164水泥稳定碎石.45水泥稳定碎石.25.16级配碎石、新建路面结构厚度计算新建路面的层数6标准轴载BZZ-100路面

8、设计弯沉值21.2 (0.01mm)路面设计层层位4设计层最小厚度150 (mm)层位 结构层材料名称 厚度20 C平均抗压标准差15 C平均抗压标准差 容许应力(mm)模量(MPa) (MPa)模量(MPa) (MPa) (MPa)1细心沥青混凝土401200018000.282中心沥青混凝土601050016000.193粗式沥青碎石12010000120004水泥稳定碎石?1300013000.165水泥稳定碎石20095009500.16级配碎石150250025007新建路基40按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 21.2 (0.01mm)H( 4 )= 150 mmLS= 23.3

9、(0.01mm)H( 4 )= 200 mmLS= 21.1 (0.01mm)H( 4 )= 197 mm( 仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度H( 4 )= 197 mm(第 1H( 4 )= 197 mm(第 2H( 4 )= 197 mm(第 4H( 4 )= 197 mm(第 5路面设计层厚度：H( 4 )= 197 mm(H( 4 )= 197 mm(层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)仅考虑弯沉)同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整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

10、青混凝土40 mm中粒式沥青混凝土60 mm粗粒式沥青碎石120 mm水泥稳定碎石200 mm水泥稳定碎石200 mm级配碎石150 mm新建路基、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度20C平均抗压标准差15 C平均抗压标准差综合影响系数(mm)模量(MPa) (MPa)模量(MPa) (MPa)1细心沥青混凝土40120001800012中心沥青混凝土60105001600013粗心沥青碎石120100001200014水泥稳定碎石200130001300015水泥稳定碎石2009500950016级配碎石1502500250017新建路基401计算新建路面各结构层及路基顶面

11、交工验收弯沉值LS= 21.1 (0.01mm)LS= 22.8 (0.01mm)LS= 25.6 (0.01mm)LS= 33.5 (0.01mm)LS= 72.6 (0.01mm)LS= 231.2 (0.01mm)第1层路面顶面交工验收弯沉值 第2层路面顶面交工验收弯沉值 第3层路面顶面交工验收弯沉值 第4层路面顶面交工验收弯沉值 第5层路面顶面交工验收弯沉值 第6层路面顶面交工验收弯沉值路基顶面交工验收弯沉值LS= 232.9 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1层底面最大拉应力b ( 1 )=-.187 (MPa)5b ( 2 )=-.037

12、 (MPa)b ( 4 )= .055 (MPa)b ( 5 )= .082 (MPa)第2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717二、主线及枢纽互通沥青混凝土路面计算（中湿路段）、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耶尔奇315MD3571071双轮组35842五十铃NPR59523.5441双轮组9963东风SP925050.7113.33双轮组>37964东风EQ14023.769.21双轮组24895江淮AL66001726.51双轮组31866黄海DD65249981双轮组100设

13、计年限15车道系数.45序号分段时间（年）交通量年增长率156.25%252.07%353.34%一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 3584 ,属特重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 ：路面营运第一年双向日平均当量轴次：11887设计年限内一个车道上的累计当量轴次 ：3.952412E+07 属特重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：13670设计年限内一个车道上的累计当量轴次：4.545258E+07属特重交通等级 路面设计交通等级为特重交通等级 公路等级高速公路公路等级系数1面层类型系数1路面结构类型系

14、数1.17路面设计弯沉值：21.2 （0.01mm）层位容许拉应力（MPa）结构层材料名称劈裂强度（MPa）细粒式沥青混凝土1.2.282中w沥青混凝土.8.193粗粒式沥青碎石4水泥稳定碎石.4.165水泥稳定碎石.25.16级配碎石、新建路面结构厚度计算6BZZ-10021.2 (0.01mm)4150 (mm)新建路面的层数标准轴载路面设计弯沉值路面设计层层位设计层最小厚度层位12结构层材料名(mm)细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土称4060厚度2012001050C平均抗压标准差模量(MPa) (MPa)01800001600015 C平均抗压模量(MPa) .28 .19标准差(MP

15、a)3粗粒式沥青碎石1201000012000.164水泥稳定碎石?1300013000567水泥稳定碎石级配碎石新建路基200950200250036095002500.1按设计弯沉值计算设计层厚度容许应力(MPa)LD= 21.2 (0.01mm)H( 4 )= 150 mmLS= 23.2 (0.01mm)H( 4 )= 200 mmLS= 21.1 (0.01mm)H( 4 )= 197 mm( 仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度H( 4 )= 197 mm(第 1H( 4 )= 197 mm(第 2H( 4 )= 197 mm(第 4H( 4 )= 197 mm(第 5路面设计层

16、厚度：H( 4 )= 197 mm(H( 4 )= 197 mm(层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)仅考虑弯沉)同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整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40 mm中粒式沥青混凝土60 mm粗粒式沥青碎石120 mm水泥稳定碎石200 mm水泥稳定碎石200 mm级配碎石200 mm新建路基、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度20 C平均抗压标准差15 C平均抗压标准差综合影响系数1(mm)细粒式沥青混凝土401200模量(MPa

17、) (MPa)018000模量(MPa) (MPa) 12中粒式沥青混凝土60105001600013粗粒式沥青碎石120100001200014水泥稳定碎石200130001300015水泥稳定碎石20095009500167级配碎石新建路基200250036250011计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值LS= 21.1 (0.01mm)LS= 22.7 (0.01mm)LS= 25.4 (0.01mm)LS= 32.9 (0.01mm)LS= 68 (0.01mm)LS= 195.8 (0.01mm)第1层路面顶面交工验收弯沉值 第2层路面顶面交工验收弯沉值 第3层路面顶面交工验

18、收弯沉值 第4层路面顶面交工验收弯沉值 第5层路面顶面交工验收弯沉值 第6层路面顶面交工验收弯沉值路基顶面交工验收弯沉值LS= 258.8 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1层底面最大拉应力b ( 1 )=-.186 (MPa)第2层底面最大拉应力b ( 2 )=-.037 (MPa)第4层底面最大拉应力b ( 4 )= .053 (MPa)第5层底面最大拉应力b ( 5 )= .078 (MPa)三、一般互通沥青混凝土路面计算、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）1耶尔奇315MD

19、3571071双轮组7642五十铃NPR59523.5441双轮组2123东风SP925050.7113.33双轮组>31704东风EQ14023.769.21双轮组5315江淮AL66001726.51双轮组6796黄海 DD6524998设计年限12车道系数.65序号分段时间（年）1 56.252 52.073 23.341交通量年增长率%双轮组21交通量一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1104 ,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：2535设计年限内一个车道上的累计当量轴次：9268685属中等交通等级当

20、以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：2916设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.066173E+07属中等交通等级 路面设计交通等级为中等交通等级公路等级二级公路公路等级系数1.1面层类型系数1路面结构类型系数1路面设计弯沉值：26.7 （0.01mm）层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力（MPa）1细W沥青混凝土1.2.432中W沥青混凝土.8.293 水泥稳定碎石.4.214 水泥稳定碎石.25.135 级配碎石、新建路面结构厚度计算5BZZ-10026.7 (0.01mm)5150 (mm)新建路面的层数标准轴载路面设计弯沉值路面设计

21、层层位设计层最小厚度层位12结构层材料名(mm)细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土称4060厚度2012001050C平均抗压标准差模量(MPa) (MPa)01800001600015 C平均抗压模量(MPa) .43 .29标准差(MPa)3水泥稳定碎石2001300013000.21456水泥稳定碎石级配碎石新建路基200950?250036095002500.13按设计弯沉值计算设计层厚度容许应力(MPa)LD= 26.7 (0.01mm)LS= 27.4 (0.01mm)LS= 26 (0.01mm)H( 5 )= 150 mmH( 5 )= 200 mmH( 5 )= 174 mm(

22、 仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度H( 5 )= 174 mm(第1H( 5 )= 174 mm(第2H( 5 )= 174 mm(第3H( 5 )= 174 mm(第4路面设计层厚度：H( 5 )= 174 mm(H( 5 )= 174 mm(层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)仅考虑弯沉)同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整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40 mm中粒式沥青混凝土60 mm水泥稳定碎石200 mm水泥稳定碎石200 mm级配碎石180 mm新建

23、路基、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度20 C平均抗压标准差15 C平均抗压标准差综合影响系数(mm)模量(MPa) (MPa)模量(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土40120001800012中粒式沥青混凝土60105001600013水泥稳定碎石200130001300014水泥稳定碎石2009500950015级配碎石1802500250016新建路基361计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值LS= 26.6 (0.01mm)LS= 29.3 (0.01mm)LS= 33.7 (0.01mm)LS= 71.2 (0.01mm)LS= 215.1 (0.01

24、mm)第1层路面顶面交工验收弯沉值 第2层路面顶面交工验收弯沉值 第3层路面顶面交工验收弯沉值 第4层路面顶面交工验收弯沉值 第5层路面顶面交工验收弯沉值路基顶面交工验收弯沉值LS= 258.8 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)b ( 1 )=-.218 (MPa) b ( 2 )=-.064 (MPa) b ( 3 )= .062 (MPa) b ( 4 )= .111 (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层底面最大拉应力四、收费广场水泥混凝土路面计算设计内容公路等级变异水平的等级可靠度系数面层类型新建单层

25、水泥混凝土路面设计高速公路低级1.2普通混凝土面层双轴双轮轴载三轴双轮轴载组的个数总重组的个数总重交通量(kN)(kN)(kN)(kN)1标准轴载0011000 00 012五十铃NPR5951 23.51 440 00 09963东风SP92501 50.70 00 01 339.9 7964东风EQ1401 23.71 69.20 00 024895江淮 AL6600 117126.50 00 031866单后轴客车1 491980 00 01007单后轴货车1 5711070 00 03584序号分段时间（年）交通量年增长率156.25%252.07%3203.34%路面行车辆名驶称单轴

26、单轮组的个数序号轴载单轴双轮轴载总重组的个数总重行驶方向分配系数1车道分配系数.8轮迹横向分布系数.22混凝土弯拉强度 5 MPa混凝土面层板长度 5 m面层最大温度梯度 86 C /m混凝土弯拉模量 31000 MPa地区公路自然区划W接缝应力折减系数.87基（垫）层类型-新建公路路基上修筑的基（垫）层层位基（垫）层材料名称厚度（mm）回弹模量（MPa）1水泥稳定粒料20013002水泥稳定粒料2009503新建路基32基层顶面当量回弹模量ET= 217.5 MPa中间计算结果：（下列符号的意义请参看“程序使用说明”）HB= 260r= .73SPS= .94SPR= 2.9五、连接线水泥混凝土路面计算BX= .59 STM= 2.03 KT= .49 STR= .99SCR= 3.89 GSCR= 4.67RE=-6.6 %设计车道使用初期标准轴载日作用次数：9929路面的设计基准期：30 年设计基准期内标准轴载累计作用次数：4.228426E+07路面承受的交通等级：特重交通等级基层顶面当量回弹模量：217.5 MPa混凝土面层设计厚度 ：260 mm通过对设计层厚度取整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：普通混凝土面层260 mm水泥稳定粒料200 mm水泥稳定