路面结构组合设计

1、*2009*16桥梁一班路面结构组合设计1.1设计说明1.1.1工程概况（1）工程所在地：湖南省境内 （2）公路自然区划：5区，由地下水位资料可知该路基为潮湿状态； （3）公路等级： 一级公路（双向四车道、设中央分隔带）； （4）路线总长度：1223.061m。1.1.2设计内容 沥青混凝土路面 （1）拟定路面结构组合方案，进行方案比较。 （2）进行轴载换算（手算和程序计算），确定路面设计弯沉值。 （3）确定路基路面结构层设计参数。 （4）各结构层材料组成设计。 1.1.3设计成果 （1）设计说明书； （2）沥青路面结构设计图。1.2 主要技术经济指标1.2.1交通组成经调查预测，本路竣工后第

2、一年双向平均日交通量下表（辆/d）交通组成 表1交通组成（辆/日）解放CA10B211解放CA390240东风EQ140399黄河JN150388黄河JN253400长征XD980126日野ZM440240日野KB222176太拖拉13851轴重小于25kN的车辆2601交通量年增长率4.7%预测交通组成表 表2车 型前轴重(KN)后轴重（KN）后轴数后轴轮组数交 通 量（次/日）解放CA10B19.460.851双211解放CA3903570.151双240东风EQ14023.769.21双399黄河JN15049101.61双388黄河JN25355661双400长征XD98037.172

3、.651双126 日野ZM440601001双240 日野KB22250.2104.31双176太拖拉13851.480.61双51交通量增长率（%）4.70%备注：依据规范，轴重小于25KN的车辆不计入计算；使用期内交通量平均增长率为4.7%，沥青混凝土路面设计使用年限15年。2. 沥青混凝土路面结构设计2.1轴载换算路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，小客车不考虑轴载。2.1.1 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，昼夜交通量（辆/日）为双向车道年平均日通行车辆数。轴载换算轴载换算采用如下的计算公式：N=i=1kC1C2ni(PiP)4.35 式中：C1轴数系

4、数 C2轮组系数其中：C1=1+1.2(m-1)计算结果如下表（表3）所示：轴载换算结果表 表3车型PiC1C2ni解放CA10B后轴60.851121124 解放CA390前轴3516.424016 后轴70.151151 东风EQ140前轴23.716.43995 后轴69.21180 黄河JN150前轴4916.4388112 后轴101.611416 黄河JN253前轴5516.4400190 后轴661166 长征XD980前轴37.116.412611 后轴72.651131 日野ZM440前轴6016.4240166 后轴10011240 野KB222前轴50.216.41765

5、6 后轴104.311211 太拖拉138前轴51.416.45118 后轴801119 1713注：轴载小于25KN不计累计当量轴次根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限15年，四车道的车道系数取0.45。累计当量轴次：Ne=1+t-1365N1=1+0.04715-13650.04717130.45=5.94106(次）式中：N1第一年双向日平均当量轴次（次/日） 设计年限内交通量的平均增长率（%） 设计车道的车轮轮迹横向分布系数2.1.2 验算半刚性基层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算验算半刚性基层底拉应力轴载换算公式为：N=i=1KC1C2ni(PiP)8式中C1、C2同上式中的C1

6、、C2计算结果如下表（表4）所示：轴载换算结果表（层底拉应力） 表4车型PiC1C2ni8解放CA10B后轴60.85112114解放CA390后轴70.151124014东风EQ140后轴69.201139921黄河JN150后轴101.6011388441黄河JN253前轴55.00118.540062后轴66.001114长征XD980后轴72.651112610日野ZM440前轴60.00118.524075后轴100.0011240日野KB222前轴50.20118.517613后轴104.3011246太拖拉138前轴51.40118.5515后轴80.0011981153注：轴载

7、小于50KN不计累计当量轴次参数取值同上，设计年限是15年，车道系数取0.45。累计当量轴次：Ne=1+t-1365N2=1+0.04715-13650.04711530.45=4.00106(次）2.1.3交通等级确定 由上面的计算得到设计年限内一个行车道的累计标准轴次为400-600万次，查规范可得该道路为中等交通等级。交通等级 表5交通等级BZZ-100KN 累计标准轴次Ne（万次/车道）中型以上货车及大客车 （辆/d 车道）轻交通300250030002.1.4设计弯沉 Ld计算公式： Ld=600Ne-0.2AcAsAb其中：Ac公路等级系数，一级公路为1.0 As面层类型系数，沥青

8、混凝土面层1.0 Ab基层类型系数，半刚性基层1.0 Ld=600Ne-0.2AcAsAb=600(5.94106)-0.21.01.01.0=26.51(0.01mm)2.2方案初拟由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次400-600万次，中等交通等级，考虑到公路沿途路基干湿类型不统一，现根据路基干湿类型干燥和中湿类型、潮湿类型，分别设计两个方案，即推荐方案及备选方案。2.2.1路基为干燥和中湿类型（E0为47.70Mpa）推荐方案：路面结构面层分两层，上面层采用沥青玛蹄脂碎石，下面层采用中粒式沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层采用水泥稳定砂砾。-上面层 沥青玛蹄脂碎石（

9、SMA） 4 cm-下面层 中粒式沥青混凝土(AC-20) 6 cm- 基 层 水泥稳定碎石 25 cm- 底基层 水泥稳定砂砾 30 cm 备选方案：路面结构面层分三层，均采用沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层采用水泥稳定土。- 表面层 细粒式沥青混凝土（AC-13） 3 cm-中面层 中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm-下面层 粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm-基 层 水泥稳定碎石 22 cm-底基层 水泥稳定砂砾 25 cm2.2.2路基为潮湿类型（E0为27.93Mpa）推荐方案：路面结构面层分三层，表面层采用沥青玛蹄脂碎石，中面层和下面层采用沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层采用水泥稳定粒料，垫层采用碎石，厚度取20mm。- 表面层 沥青玛蹄脂碎石（SMA） 3 cm-中面层 中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm-下面层 粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm-基 层 水泥稳定碎石 22 cm-底基层 水泥稳定砂砾 25 cm - 垫 层 碎 石 20 cm备选方案：路面结构面层分三层，均采用沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层采用水泥