高速公路沥青路面课程设计

1、路基路面工程课程设计、基本资料新建高速公路地处IV 3区，为双向四车道，沿线土质为中液限粘土，填方路基高 3门 地表 长期积水距路床0.7m,届干燥状态,E= 50MPa年降雨量为470mm最高气温38C,最低气 温-26 C，多年最大冻深为120mm平均冻结指数为700C，最大冻结指数1150C. Db此地有 大量碎石集料，并有石灰水泥供应。二、交通量资料及轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。（1）以设计弯沉值为指标及验算沥宵层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算采用如下公式：式中：N 以设计弯沉值和沥宵层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数ni 被换算车型的各级轴载换算次数（

2、次/日）P 一标准轴载（KNPi 各种被换算车型的轴载（KN）Ci一轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09C2轴数系数表1轴载换算结果表车型轴重轴数系数C轮组系数Gni （次/日）当量轴次（次/日）小客车前轴16.516.425806.51后轴2316.4258027.63黄河JN-150前轴4916.4869249.78后轴101.611869931.12斯柯达706R前轴5016.4458143.74后轴9011458289.61解放CA50前轴28.716.4176849.60后轴68.2111768334.54日野KB222前轴50.216.4556177.55后

3、轴104.311556667.75长征CZ-361前轴47.616.4897227.28后轴90.72.218971290.65东风EQ-140前轴23.716.47268.86后轴69.211726146.35日野KF300D前轴40.7516.465484.30后轴792.21654516.03太脱拉T-138S前轴45.416.46212.79后轴902.216286.25”=切顷特）5250.32累计当量轴次根据设计规范，高速公路沥宵路面的设计年限取20年，四车道的车道系数是0.4 0.5，取 0.45累计当量轴次：(I + /-1 x365Nt, = Mp=(1+0.094) 20-

4、1 X 365X 5250.32 X 0.45 士 0.094=46149415.19 次(2)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次e轴载换算采用如下计算公式：i-lX * 7式中：N 一以设计弯沉值和沥宵层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数ni 一被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）P一标准轴载（KNP i各种被换算车型的轴载（KNC 1一轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09C 2一轴数系数表2轴载换算结果表车型轴重轴数系数Ci轮组系数C2ni （次/日）当量轴次（次/日）小客车前轴16.5118.525800.03后轴23118.525800.37黄河JN-

5、150前轴49118.586953.43后轴101.611869986.66斯柯达706R前轴50118.545833.10后轴9011458197.15解放CA50前轴28.7118.517681.51后轴68.211176882.75日野KB222前轴50.2118.555641.48后轴104.311556778.66长征CZ-361前轴47.6118.589743.73后轴90.7318971232.46东风EQ-140前轴23.7118.57260.13后轴69.21172638.18日野KF300D前轴40.75118.56549.20后轴7931654297.66太脱拉T-138

6、S前轴45.4118.5622.07后轴90316280.07i=93878.64(2)累计当量轴次车道系数取0.45累计当量轴次：(1 + /V-I X365N =而17=(1+0.094)20-1 X 365X 3878.64 X 0.45 士 0.094=34092582.5 次三、结构组合与材料选取根据公路沥宵路面设计规范，并考虑公路的沿线有大量碎石集料，并有石灰水泥供应，初拟以下路面结构组合表3结构组合参数结构组合参数层次材料名厚度抗压回弹模量劈裂强度(cmj)15C模量20 C模量(Mpa1细粒式沥宵混凝土4200014001.42中粒式沥目混避土61800120013粗粒式沥宵混

7、凝土8120010000.84水泥稳定碎石待定1500（弯沉计算用）1500（弯沉计算用）0.53600 （弯拉应力计算用）3600 （弯拉应力计算用）5石灰土35550 （弯沉计算用）550 （弯沉计算用）0.2251500 （弯拉应力计算用）1500 （弯拉应力计算用）6土基5050四、设计指标的确定（1）设计弯沉值ldld = 600NeO.2AcAsAb式中：ld 设计弯沉值Ne 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数Ac 一公路等级系数，高速公路取1.0As 一面层类型系数，沥宵混凝土面层为 1.0Ab 一基层类型系数，半刚性基层为1.0所以ld = 600Ne0.2AcAsAb=6

8、00 X 4.615 X 107 - °.2 x 1.0 X 1.0 X 1.0=17.6 （0.01mn）（2）各层材料按容许层底拉应力（tr,按下列公式计算：R(T(TsKs式中：° R 路面结构材料的极限抗拉强度（Mpab s-路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限Ne次加载的疲劳弯拉应力（MpaKs -抗拉强度结构系数表4各层材料按容许层底拉应力计算结果R层位结构层材料名称容许拉应力（MPa）1细粒式沥宵混凝土0.322中粒式沥目混避土0.233粗粒式沥宵混凝土0.184水泥稳定碎石0.215石灰土0.07五、路基处丁干燥状态时路面结构厚度的计算1）按设计

9、弯沉值计算设计层厚度:（弯沉值按新建路面F公式计算）LD= 17.6 (0.01mm)H( 4 )= 250 mmLS= 19.2 (0.01mm)H( 4 )= 300 mmLS= 17.4 (0.01mm)H( 4 )= 294 mm(仅考虑弯沉）H( 4 )= 294 mm(第5层底面拉应力计算满足要求)2）按容许拉应力计算设计层厚度H( 4 )= 294 mm(第1层底面拉应力计算满足要求）H( 4 )= 294 mm(层底面拉应力计算满足要求H( 4 )= 294 mm(层底面拉应力计算满足要求H( 4 )= 294 mm(层底面拉应力计算满足要求3)路面设计层厚度：H( 4 )=

10、294 mm(H( 4 )= 294 mm(仅考虑弯沉）同时考虑弯沉和拉应力）H( 4 )= 333 mm(仅考虑弯沉)4）通过对设计层厚度取整以及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:细粒式沥宵混凝土40 mm中粒式沥宵混凝土60 mm粗粒式沥宵混凝土80 mm水泥稳定碎石300 mm石灰土300 mm土基六、路基处于中湿状态时路面结构厚度的计算1. 按设计弯沉值计算设计层厚度:（弯沉值按新建路面F公式计算）LD= 17.6 (0.01mm)H( 4 )= 300 mmLS= 18.6 (0.01mm)H( 4 )= 350 mmLS= 17.1 (0.01mm)H( 4 )

11、= 333 mm(H( 4 )= 333 mm(H( 4 )= 333 mm(H( 4 )= 333 mm(H( 4 )= 333 mm(3. 路面设计层厚度：H( 4 )= 333 mm(H( 4 )= 333 mm(4. 验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度 沥宵层厚度18cm,2. 按容许拉应力计算设计层厚度第1层底面拉应力计算满足要求） 第2层底面拉应力计算满足要求） 第3层底面拉应力计算满足要求） 第4层底面拉应力计算满足要求） 第5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）45cm总厚度为86cm验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求.5.通过对设计层厚度取整以及对路

12、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宵混凝土40 mm中粒式沥宵混凝土60 mm粗粒式沥宵混凝土80 mm水泥稳定碎石340 mm石灰土350 mm土基七、材料组成及用量设计参照沥宵路面设计规范及已建成高速公路实例，初定路面材料如下：（1）表面层（AC13 ：最佳沥宵用量4.8%密度 2.405 g cm3碎石：砂：石屑：矿粉=38: 35: 21: 6 中面层（AC20 :最佳沥宵用量 4.3%密度 2.45 g cm3碎石（1020）:碎石（550）:砂：石屑：矿粉=45: 16: 16: 18: 5下面层（AC20 :最佳沥宵用量 3.8%密度 2.44 g cm3碎石

13、（1030）:碎石：（1020）碎石（550）:砂：矿粉=13: 27: 25: 29: 6水泥稳定碎石：水泥剂量6%最大十密度 2.31 g cm3（9.5 31.5） : （4.75 9.5 ） : （2.36 4.75 ） : （ 02.36）=30 32： 16 22 石灰土：石灰剂量11%八、面层施工要求面层施工过程可分为沥宵混合料的拌合运输、现场铺筑两个阶段（1）拌合及运输前者系在每盘拌和时计在工厂拌制混合料所用的固定式拌和设备有间歇式和连续式两种量混合料各种材料的重量，而后者则在计量各种材料之后连续不断地送进拌和器中拌和。此处建议采用的是间歇式拌和机。在拌制沥宵混合料之前，应根据

14、确定的配合比进行试拌。试拌时对所用的各种矿料及沥宵 应严格计量。通过试拌和抽样检验确定每盘热拌的配合比及其总重量（间歇式拌和机）、或各 种矿料进料口开启的大晓及沥宵和矿料进料的速度（连续式拌和机）、适宜的沥宵用量、拌和时间、矿料和沥宵加热温度ii以及沥宵混合料出厂的温度iii对试拌的沥宵混合料进行试验之后， 即可选定施工的配合比iii运输车辆采用30t的大中型自卸汽车；a、运输车辆装备棉被、苫布等保温防尘装置，防止成品在运输过程中被扬尘污染；b、运输车辆车槽四角密封坚固，防止在运输成品过程中呈热融状态的沥宵由丁滴漏对周 边环境造成污染；c、每层展筑完成后，进行交通管制，如遇大风或沙尘污染，在下

15、层施工前留意活扫干净；d、在与一期工程交义施工时，协调好焙烧炉道路交通,如确实需要通过，须经我方同意， 对车辆进行活洗后方可通过，但严禁挖掘机等重型机械通过。（2）现场铺筑展筑工序如下：A、基层预备和放样面层展筑前，应对基层和路基进行检查处理， 确保道路的基层和面层有很好的黏结， 减少 水分浸进基层。为了控制混合料的摊展厚度，在预备好基层之后进行丈量放样， 沿路面中心线 和四分之一路面宽处设置样桩，标出混合料的松展厚度iii采用自动调平摊展机摊展时，还应放出引导摊展机运行走向和标高的控制基准线（俗称走钢丝）。高速公路和一级公路在施工前应展筑试验段。试验段的长度应根据试验目的确定，宜为100200m试验段宜在直线段上展筑，如在其它道路上展筑时，路面结构等条件应相同，路面各结构的试验可安排在不同的试验段 上。B、摊铺沥宵混合料用机械摊铺（个别三角段人工摊铺）。沥宵混合料摊展机有履带式和轮胎式两 种。二者的构造和技术性能大致相同。C、碾压沥宵混合料（下面层）的压实按初压、复压、终压三个阶段进行，拟采用以下机械组合：组合i :初压：双钢轮压路机初压（静压）一遍（不低于135C）;复压