沥青路面设计计算书

1、沥青路面结构设计与计算书1工程简介本路段车站北路城市道路，采用二级标准.K0+000K2+014.971,全线设计时速为40km/h。路基宽度为21.5m, 机动车道宽度为2x 7.5m,人行道宽度为2X2.5m,盲道宽度为2X 0.75m。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限 为15年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，以BZZ 100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材 料确定路面结构为：机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土 AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土 AC-20,基层采用20cm厚水稳砂砾(5:95),底基层采用20cm天然砂砾。2 土基回弹模量的确定本

2、设计路段自然区划位于VI区，当地土质为砂质土，由公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006表F.0.3查得，土基回弹模量在干燥状态取 59Mpa.3设计资料(1)交通量年增长率：6%设计年限：15年(2)初始年交通量如下表：车型刖轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)日交通量(辆/d)解放CA10B19.460.851双515黄河JN15049101.61双147尼桑CK20L49.851001双225交通SH14125.5555.11双105太脱拉13851.4802双1.3220东风EQ14023.769.21双20南阳35148.797.31双254设计任务4.1 沥

3、青路面结构组合设计4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算4.3 绘制沥青路面结构图10 1所不5沥青路面结构组合设计5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN标准轴载，以BZ1100表示。标准轴载计算参数如表标准轴载BZZ- 100标准轴载BZZ- 100标准轴载P(KN)100单轮传压面当量圆半径5(cmD10.65轮胎接地压强P(Mp功0.7两轮中心距(cmj)3.0 55.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次5.1.1.1轴载换算轴载换算采用如下的计算公式:kP 4.35一NGC2A,，g 1 1.2 m 11 ,计算结果如下表所示。i iP

4、轴载换算结果表（弯沉）车型Pi(KN)C1C2ni次/日4.35C1C2Q0 次/日100解放CA10B前轴19.416.4515一后轴60.851151559.4黄河JN150前轴4916.414742.3后轴101.611147157.5尼桑CK20L前轴49.8516.422569.7后轴10011225225.0交通SH141前轴25.5516.41051.8后轴55.111105r7.91太脱拉138前轴51.416.4207.1后轴802.212016.7东风EQ140前轴23.716.420一后轴69.211204.0南阳351前轴48.716.4257.0后轴97.311252

5、2. 2k4.35NC1c2ni 电i 1100620. 6注：轴载小于25KN的轴载作用不计5.1.1.2 累计当量轴次根据设计规范，二级公路沥青路面设计年限取15年，车道系数刀=0.7,=6.0%累计当量轴次:t 15 Ne11 365 2(1 0.06)1 365 620.6 0.7N 3690714.596%0.06仄5.1.2验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次5.1.2.1轴载验算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:C1C 2nii 1轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型Pi(KN)CiC2ni次/日 k PiNC1C2ni (次/日)i 1P解放CA10B前轴19.

6、4118.5515一后轴60.85115159.7黄河JN150前轴49118.5147一后轴101.611147166.9尼桑CK20L前轴49.85118.5225一后轴10011225225交通SH141前轴25.55118.5105一后轴55.1111050.9太脱拉138前轴51.4118.5201.8后轴80312010.1东风EQ140前轴23.7118.520一后轴69.211201.1南阳351前轴48.7118.525一后轴97.3112520.1k _. P8NGCzhi Pi 1P435.6注：轴载小于50KN的轴载作用不计5.1.2.2累计当量轴次参数取值同上，设计年

7、限为15年，车道系数取0.7,则累计当量轴次为：t15Ne LJ65N（1 0.06）15 1 365 435.6 07 2590517.689次0.065.2 路面结构层设计与材料选取由上面计算得到设计年限内一个行车道上的累计当量轴次。根据路基路面工程在干燥路段，路面拟定采用以下结构：面层:细粒式沥青混凝土（厚度4cm）；中粒式沥青混凝土（厚度6cm）；基层：水泥稳定砂砾（20cm）;底基层：天然砂砾（厚度待定）。5.3 土基回弹模量的确定该路段处于VI 1砂质土，土基回弹模量：干燥 59Mpa5.4 设计指标的确定对于二级公路，规范要求以设计弯沉作为设计指标，并进行结构层层底拉应力验算。5

8、.4.1 设计弯沉值该公路为二级公路。公路等级系数取1.1 ,面层类型系数取1.0,半刚性基层、底基层总厚度大于20cmi基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：1d 600Ne a2AcAsAb 600 3690714.596 0.2 1.1 1.0 1.0 32.07(0.01mm)5.4.2 各层材料的容许层底拉应力各层材料的劈裂强度：细粒式密集配沥青混凝土为1.4MPa,中粒式密集配沥青混凝土为1.0MPa,水泥稳定砂砾为0.5MPa,天然砂砾为0MPa对于细粒式密集配沥青混凝土层Ks 0.09Ne0.22/Ac 0.09 3690714.5960.22/1.1 2.2781 4r 0.6

9、15 MPaKs 2.278对于中粒式密集配沥青混凝土层Ks 0.09Ne0.22/Ac 0.09 3690714.5960.22/1.1 2.278sp1.0r一一 一Ks2.2780.439 MPa对于水泥稳定砂砾Ks 0.35Ne0.11/Ac 0.35 2590517.6890.11/1.1 1.615r ，-05- 0.310 MPaKs 1.6155.5设计资料汇总 设计弯沉值为32.07 (0.01mm,相关设计资料汇总如下表:路面设计的结构参数(干燥)材料名称h(cm)抗压模里：20 C抗压模量15C容许拉应力(MPa劈裂强度(MPa细粒式沥青混凝土4140020000.615

10、1.4中粒式沥青混凝土6120018000.4391.0水泥稳定砂砾20130013000.3100.5天然砂砾?180180一一土基一5959一一6沥青路面结构层厚度计算6.1确定理论弯沉系数其中1S 1d 32.07( 0.01mm)1sF 1.6320000.38Eo0.361.6332.072000 10.650.3859070.360.681又因1S 10002- cFE1IE12000p F32.0714004.4222000 0.7 10.65 0.6816.2 结构厚度计算,以弯沉等效换算法将各层体系换算为三层体系O细粒式沥青混凝土E1=1400MPa中粒式沥青混凝土E2=12

11、00MPa水泥稳定砂砾E3=1300MPa天然砂砾E4=180MPaE0=59MPa卜5.|.8 .卜叶叼m a ip路表弯沉值计算图式hi 4cm, Ei 1400MPa h2 6cm, E2 1200MPa h3 20cm,E3 1300MPa h4? cm,E4180MPa Eo 59MPah1 4cm, E11400 MPaH?cm, E21200MPaEE59MPa多层体系换算图式（注：此时取20c是材料的模量值）查三层体系表面弯沉系数诺谟图,因为K1K2, 所以 K2cOK10.049E2 1200E114000.85744 0.37510.65查诺漠图得K10.956.29则K2

12、cK14.4226.29 0.950.739查诺漠图得 H 3.38 则 H 3.38 10.65 35.997cm由弯沉等效换算得：H n 1 hK 2.4r-E h2 h3 2 hx 2.414 ,则c-ccc1300-J18035.9976202 4 hx2 412001200hx 19.98取 hx 20cm7层底拉应力验算7.1 对细粒式沥青混凝土层底拉应力验算7.1.1 换算成当量三层体系（此时采用150C时各材料的模量）h14cm, E12000MPah26cm, E21800 MPah14cm, E12000MPah3 20cm, E3 1300MPaHh4 20cm, E4

13、180MPaEnE0 59MPaHh k 0 . E kk i 1 k V E i 1?cm,E2 1800MPaE0 59MPaHh20.9E2h30.9E E23;E3E2卜4。9 46 20 E21300。9201800“1800921.43cm.1800此时，h J10.650.375, H 生43 2.012,E10.65E1照0.9，旦2000E2篇a033 ;查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺莫图得一 0,基地为压应力无需验算7.2 对中粒式沥青混凝土进行层底拉应力验算7.2.1 换算成当量三层体系（此时采用150C时各材料的模量）hi4cm, E12000MPah26cm,

14、E21800MPaH?, E12000MPah320cm,E31300 MPah?,E21800MPah420cm, E4180MPaEnE059MPaE0 59MPa20004 46 10.11cm1800H20 200.9 180130022.22cm此时，H 2222 2.086,h 1011 0.949,且1800 0.9,E0 . 0.033查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺莫图 10.6510.65Ei 2000E2 1800得一 0,基地为压应力无需验算7.3 对水泥稳定砂砾基层层底弯拉应力验算7.3.1 换算成当量三层体系（此时采用150C时各材料的模）hi4cm, E12000MPah26cm, E21800 MPah320cm, E31300 MPah420cm, E3180MPaE059MPah ?,E1 2000MPaH 20cm, E2 180MPaEn E0 59MPaE、2000 巾.1800 ” h24,r hs 4 4| 6 4/ 20 30.96cm2V E33 V1300、1300H20180 ” o.,920cm,1807.3.2求层底最大拉应力由也30.9