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.

2、5 44 1 双轮组 4171 2 中货车 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 3398 3 大货车 东风EQ144 25.7 70.1 2 双轮组 <3 1738 4 拖挂车 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 >3 618 5 小客车 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 3939 6 中客车 宇通ZK6820G 30 55 1 双轮组 2317 7 大客车 宇通ZK6105H 40 80 1 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

3、NPR595 23.5 44 1 双轮组 780 2 中货车 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 636 3 大货车 东风EQ144 25.7 70.1 2 双轮组 <3 326 4 拖挂车 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 >3 116 5 小客车 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 737 6 中客车 宇通ZK6820G 30 55 1 双轮组 433 7 大客车 宇通ZK6105H 40 80 1 双轮组 289 二：计算方法本计算书采用HPDS2006软件计算，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青砼路面（干

4、燥路段）、主线及枢纽互通沥青砼路面（中湿路段）、一般互通沥青砼路面、收费广场水泥砼路面、连接线水泥砼路面。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抗压回弹模量(Mpa)15抗压回弹模量(Mpa)劈裂强度(Mpa)细粒式沥青砼120018001.2中粒式沥青砼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)

5、1细粒式沥青混凝土(改性沥青)42中粒式沥青混凝土(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细粒式沥青混凝土(改性沥青)42中粒式沥青混凝土(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20一般互通沥青混凝土路面1细粒式沥青混凝土(改性沥青)42中粒式沥青混凝土(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

6、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） 一、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315MD3 57 107 1 双轮组 3584 2 五十铃NPR595 23.5 44 1 双轮组 996 3 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 >3 796 4 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 2489 5 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 3186 6 黄海DD652 49 9

7、8 1 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 1 5 6.25 2 5 2.07 3 5 3.34 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

8、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 .28 2 中粒式沥青混凝土 .8 .19 3 粗粒式沥青碎石 4 水泥稳定碎石 .4 .16 5 水泥稳定碎石 .25 .1 6 级配碎石二、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

9、 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 40 1200 0 1800 0 .28 2 中粒式沥青混凝土 60 1050 0 1600 0 .19 3 粗粒式沥青碎石 120 1000 0 1200 0 4 水泥稳定碎石 ? 1300 0 1300 0 .16 5 水泥稳定碎石 200 950 0 950 0 .1 6 级配碎石 150 250 0 250 0 7 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 )=

10、150 mm LS= 23.3 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 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 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 197 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 197 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 197 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 197 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 197 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 通过对设计层厚度取整以及设

11、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 150 mm - 新建路基三、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平均抗压 标准差 15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 40 1200 0 1800 0 1 2 中粒式沥青混凝土 60 1050 0 1600 0 1 3 粗粒式沥

12、青碎石 120 1000 0 1200 0 1 4 水泥稳定碎石 200 1300 0 1300 0 1 5 水泥稳定碎石 200 950 0 950 0 1 6 级配碎石 150 250 0 250 0 1 7 新建路基 40 1 计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 21.1 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 22.8 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 25.6 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 33.5 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 L

13、S= 72.6 (0.01mm) 第 6 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 231.2 (0.01mm) 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 ( 1 )=-.187 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.037 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .055 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .082 (MPa)二、 主线及枢纽互通沥青混凝土路面计算（中湿路段）一、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

14、) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 耶尔奇315MD3 57 107 1 双轮组 3584 2 五十铃NPR595 23.5 44 1 双轮组 996 3 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 >3 796 4 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 2489 5 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 3186 6 黄海DD652 49 98 1 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 1 5 6.25 2 5 2.07 3 5 3.34 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均

15、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)

16、 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.2 .28 2 中粒式沥青混凝土 .8 .19 3 粗粒式沥青碎石 4 水泥稳定碎石 .4 .16 5 水泥稳定碎石 .25 .1 6 级配碎石二、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平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 40 1200 0

17、 1800 0 .28 2 中粒式沥青混凝土 60 1050 0 1600 0 .19 3 粗粒式沥青碎石 120 1000 0 1200 0 4 水泥稳定碎石 ? 1300 0 1300 0 .16 5 水泥稳定碎石 200 950 0 950 0 .1 6 级配碎石 200 250 0 250 0 7 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 21.2 (0.01mm) H( 4 )= 150 mm LS= 23.2 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 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 :

18、H( 4 )= 197 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 197 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 197 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 197 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 197 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 197 mm(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

19、mm - 水泥稳定碎石 200 mm - 级配碎石 200 mm - 新建路基三、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平均抗压 标准差 15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 40 1200 0 1800 0 1 2 中粒式沥青混凝土 60 1050 0 1600 0 1 3 粗粒式沥青碎石 120 1000 0 1200 0 1 4 水泥稳定碎石 200 1300 0 1300 0 1 5 水泥稳定碎石 200 950 0 950 0 1 6 级配碎石 200 250 0

20、 250 0 1 7 新建路基 36 1 计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 21.1 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 22.7 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 25.4 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 32.9 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 68 (0.01mm) 第 6 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 195.8 (0.01mm) 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

21、拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.186 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.037 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .053 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .078 (MPa)三、 一般互通沥青混凝土路面计算一、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315MD3 57 107 1 双轮组 764 2 五十铃NPR595 23.5 44 1 双轮组 212 3 东风SP9250 50.7 1

22、13.3 3 双轮组 >3 170 4 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 531 5 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 679 6 黄海DD652 49 98 1 双轮组 21 设计年限 12 车道系数 .65 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6.25 2 5 2.07 3 2 3.34 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= 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 属中等交通等级当以半刚性材料结构层

23、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 细粒式沥青混凝土 1.2 .43 2 中粒式沥青混凝土 .8 .29 3 水泥稳定碎石 .4 .21 4 水泥稳定碎石 .25 .13 5 级配碎石二、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 5 标 准 轴

24、载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 26.7 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 40 1200 0 1800 0 .43 2 中粒式沥青混凝土 60 1050 0 1600 0 .29 3 水泥稳定碎石 200 1300 0 1300 0 .21 4 水泥稳定碎石 200 950 0 950 0 .13 5 级配碎石 ? 250 0 250 0 6 新

25、建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 26.7 (0.01mm) H( 5 )= 150 mm LS= 27.4 (0.01mm) H( 5 )= 200 mm LS= 26 (0.01mm) H( 5 )= 174 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 5 )= 174 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 174 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 174 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 174 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 174 mm(

26、仅考虑弯沉) H( 5 )= 174 mm(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 - 新建路基三、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平均抗压 标准差 15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 40 1200 0 1800 0 1 2 中粒式沥

27、青混凝土 60 1050 0 1600 0 1 3 水泥稳定碎石 200 1300 0 1300 0 1 4 水泥稳定碎石 200 950 0 950 0 1 5 级配碎石 180 250 0 250 0 1 6 新建路基 36 1 计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 26.6 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 29.3 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 33.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 71.2 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 L

28、S= 215.1 (0.01mm) 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 ( 1 )=-.218 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.064 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= .062 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .111 (MPa) 四、 收费广场水泥混凝土路面计算 设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 公 路 等 级 : 高速公路 变异水平的等级 : 低 级 可 靠 度 系 数 : 1.2 面 层 类 型 :

29、普通混凝土面层序 路 面 行 驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交通量号 车 辆 名 称 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 (kN) (kN) (kN) (kN)1 标准轴载 0 0 1 100 0 0 0 0 1 2 五十铃NPR595 1 23.5 1 44 0 0 0 0 996 3 东风SP9250 1 50.7 0 0 0 0 1 339.9 796 4 东风EQ140 1 23.7 1 69.2 0 0 0 0 2489 5 江淮AL6600 1 17 1 26.5 0 0 0 0 3186 6 单后轴客车 1 49

30、1 98 0 0 0 0 100 7 单后轴货车 1 57 1 107 0 0 0 0 3584 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6.25 2 5 2.07 3 20 3.34 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 混凝土弯拉模量 31000 MPa混凝土面层板长度 5 m 地区公路自然区划 面层最大温度梯度 86 /m 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 200 1300 2 水泥稳定粒料 200 950 3 新建路基 32 基层顶面当