沥青路面设计书

1、沥青路面设计一、设计总说明（一）、设计资料某V2区计划修建一条高速公路，设计使用年限为20年，拟采用沥青路面结 构。经勘察，沿线土质为紫色粉质粘性土，地下水位距地表1.8m，路基填土高 平均为2.1m，沿线有大量碎石集料，并有水泥、石灰和粉煤灰等传供应。据预 测该路竣工初年的交通组成如下：跃进NJ130车320辆/日，解放CA10B车730 辆/日，黄河JN163车280辆/日，东风EQ155车200辆/日。使用年限内交通量 的年平均增长率为8.5%。（二）、参考文献1、路基路面工程课本。2、公路沥青路面设计规范。3、公路设计手册一路面。二、设计计算说明（一）、轴载分析路面设计以双轮组单轴载1

2、00KN为标准轴载（1）以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次1）轴载换算轴载换算采用如下的计算公式（p 4.35N = Y c C n .I 1 2 ，PJi=1轴载换算结果表（弯沉）车型Pi/（KN）C1C2气（次/ 日）（p 4.35CC n 1 2 i k P J跃进NJ130后轴38.3113204.9解放CA10B后轴60.91173084.4黄河JN163前轴58.616.4280175.3后轴114.011280495.1东风EQ155前轴26.516.42004.0后轴56.72.2120037.3N =丈 CC nP1 2 ikPJ i=14.35801.0

3、注:轴载小于25KN的轴载作用不计2）累计当量轴次根据题意,该高速公路沥青路面设计年限为 20年，四车道的车道系数是累计当量轴次040.5，取 0.45。累计当量轴次N = 3% K + 丫）-（ 二 365 x 80LO xG + 崩摄0-。既二63646850.085ey0.085次0.085（2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次1）轴载换算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:i=1计算结果如下表所示。轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型Pi/ (KN)C1C2n （次/ 日）(P 8CC n 1 2 孔 P J解放CA10B后轴60.91173013.8黄河JN163

4、前轴58.611.852807.2后轴114.011280798.7东风EQ155后轴56.7312006.4,(PN，=丈 C C n . 1 1 2 P, 1=18/826.1注：轴载小于50KN的轴载作用不计2）累计当量轴次累计当量轴次参数取值同上，设计年限20年，车道系数取0.45。累计当量轴次N = 3% N i 虹 + 丫)一=冬*皂 0.45 = 65641280.085ey0.085次0.085（二）、结构组合与材料选取（三）、各层材料的抗压模量与劈裂强度查表得各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20C时的模量，各值 取规范给定范围中值，因此得到20C的抗压模量：细粒式密级

5、配沥青混凝土为 1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为 1000MPa，水泥稳定碎石为1500MPa，二灰土为750MPa。各层材料劈裂强度： 细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，粗粒 式密级配沥青混凝土为0.8MPa，水泥稳定碎石为0.5MPa，二灰土为0.25MPa。（四）、土基回弹模量的确定该路段处于V2区，为紫色粉质粘性土，地下水位距地表1.8m,路基填土高 平均为2.1m,则路槽底面距地下水位的高度为H 0=1.8+2.1=3.9m，查表得干燥状 态类路基，再查表知0 1.05，取其稠度为1.10，查表

6、“二级自然区划各图组土 基回弹模量（MPa）”查得土基模量为40MPa。（五）、确定路面结构方案如图细粒式沥吉混瞬土hl =4cm, El=1400HPa中粒式沥青 混凝土h2=5cmj E2=1200HPa粗粒式沥否 温藤土K3=Tcmj E3=1000HPa水泥稳定碎石二灰土hS待求，E5=T50Mra土基EO=40MFi（六）、设计指标确定对于高速公路，规范要求以设计弯层作为设计指标，并进行结构层基底拉 应力验算。（1）设计弯沉值该公路为高速公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型 系数取1.0，半刚性基层，底基层厚度大于20cm，基层类型系数取1.0， 设计弯层值为：l

7、= 600 Ns AAA =600 x 6364685-0.2 x 1.0 x 1.0 x 1.0 = 26.1（0.01mm）（2）各层材料容许层底拉应力 =MR Ks细粒式密级配沥青混凝土：k =0.09A No.22/A =0.09xi.ox6364685o.22/1.0 = 2.83b =b / k = 1.4/2.83 = 0.4947MPa中粒式密级配沥青混凝土：k = 0.09A N0.22/A =0.09x 1.0 x63646850.22/1.0 = 2.83b =b /k = 1.0/2.83 = 0.3534MPa粗粒式密级配沥青混凝土：k = 0.09A No.22/A

8、 = 0.09xi.ix63646850.22/1.0 = 3.11b =b /k = 0.8/3.11 = 0.2572MPa水泥稳定碎石：k = 0.35 No.11/A = 0.35 x 63646850.11/1.0 = 1.96b =b /k = 0.5/1.96 = 0.2551MPa二灰土：k = 0.45 No.11/A = 0.45 x 63646850.U/1.0 = 2.52b =b / k = 0.25/2.52 = 0.0992MPa（七）、设计资料总结设计弯层值26.1（0.01mm），相关设计资料汇总如下表: 设计资料汇总表（八）、确定二灰土层厚度单轴双轮组：P=

9、0.7MPa，8 = 10.65cm ，E = 1400MPa，h = 4cm，E = 1200MPa ，E = 40MPa。综合修正系数F：0.36F = 1.63k20005=1.63 x12000 x 10.65 )理论弯沉系数al Es1L2000P5 0.36F = 1.63k20005=1.63 x12000 x 10.65 )理论弯沉系数al Es1L2000P5 - F 2000 x 0.7 x 10.65 x 0.547326.1 x 1400计算厚度:h 由一5h 4=m = 0.376510.65h4o =十=0.3765510.65a =aK K昭 a. K = l2

10、a K14.56.4 x 1.460.38 A 40 =4.50.36=0.5473E 1200三尹=0.857，查图得:E 1400 1E 40-0 = 0.03,E 1200 2查图得:a=6.4K 1 = 1.46=0.482由 k = 0.482,hh 4* =品=0.376 ,5510.6540=0.03，查图得: 1200=5.305.H = 5.30X10.65 = 56.4cm7 V? z E由H = h +么h E得：IWIW 乙.，750H = 5 + 7x24+ 25x24+ h 24= 56.4T1200 12005 41200n h = 21.5 cm。故取二灰土的厚

11、度为21.5 cm。（九）、结构层底拉应力验算（说明：验算层底弯拉应力15C的抗压回弹模量）细粒式沥青混凝土层底拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图:细粒式密级配混瀛土 hl=4cm El=1400MPa中粒式密级配混摄土h2=5cm E2=1200HPa 摧就粗粒式密级配混凝土h3=7cm E3=1000MPa水泥稳定碎石中粒式密级配混摄土h2=5cm E2=1200HPa 摧就粗粒式密级配混凝土h3=7cm E3=1000MPa水泥稳定碎石h4=25cm E4=1500MPaH=? E2=1200MPah=4cm El=1400MPah=4cm El=1400MPaH=55. 5cm

12、 E2 = 1200MPa二灰土h5=21. 5cm E5=750MPa土基E0=40MPa土基E0=40MPa土基二灰土h5=21. 5cm E5=750MPa土基E0=40MPa土基E0=40MPa土基E0=40MPab E4cm1h - h+切 h E 4cm1j i=1E ，0f E ，0f E = h2 + h /+1h = h + 习 h .J+1 i=j+2 1u , .1W _.1500 .5 + 7 x 09+ 25 x o9+ 21.5 x 09.9 1200 1200J!0 = 55.5cm 1200职 E + h - 一三 + 5。9 EI 24E 1200 一 E=4

13、E 1200 一 E=0.376，百2 = 0.857，普=0.033,510.65E 1400E查表得，b 0,表明该层层底受弯曲压应力，o 自然满足要求。(2)中粒式沥青混凝土层底拉应力om2将多层体系换算成当量三层体系，如下图:细粒式密级配混凝土hl二4cm El=1400MPa中粒式密级配混凝土 h2=5cm E2=120QMFa 粗粒式密级配混凝土 h3=7cm E3=1000MPa 水泥稳定碎石H=? E2=L000MFa中粒式密级配混凝土 h2=5cm E2=120QMFa 粗粒式密级配混凝土 h3=7cm E3=1000MPa 水泥稳定碎石H=? E2=L000MFah=? E

14、l=1200MPah二9. 16cm El = 1200MPaH=61. 85cm E2 = 1000MPah4=25cm E4=1500MPah4=25cm E4=1500MPa二灰土土基 EO=40MPa土基 E0=40MPah5=21. 5cm E5=750MPa土基E0=40MPa土基E0=40MPa=5 + 4 x 4：1400 = 9.16cm4=5 + 4 x 4：1400 = 9.16cm4 1200 TOC o 1-5 h z j 4专2 iWh + h 0.E + h .9Eh + h 0.E + h .9E34 ? E5 % Ej+13、3=7 + 25 x 0f;00

15、+ 21.5 x 叩：/0 = 61.85cm 0t 1000 10009 16E1000E916 = 0.860，廿=0.833，普=0.04，查表得，b0，510.65E1200E12表明该层层底受弯曲压应力，b 2自然满足要求。（3）粗粒式沥青混凝土层底拉应力bm3E同理：从诺谟图中可以看出当甘0.8时，节几乎都小于0,而当验算粗1粒式沥青混凝土层底拉应力。 时，其E =1.5，很明显查图可知。0，所以 m31该层层底也受弯曲压应力，b 3自然满足要求。（4）水泥稳定碎石层层底拉应力bm4将多层体系换算成当量三层体系，如下图：细粒式密级配混凝土 hl=4cm El=1400HPa 中粒式

16、密级配混凝土H=? E2=750MPah=40cm El=150QMPah二？ El=1500MPaH=21.5cm E2=750MPaH=? E2=750MPah=40cm El=150QMPah二？ El=1500MPaH=21.5cm E2=750MPa粗粒式密级配混凝土h3=7cm E3=1000MPa水泥稳定碎石h4=2 5cm E4=l500MPa 二灰土土基 E0=40MPa 土基 E0=40MPah5=21. 5cm E5=750MPah = h +习h ：E = h + h . E1 + h E + h .j 4 Ej4i E42 4 E 3=25 + 4 X 买 + 5 X

17、 4 四 + 7 x 4 四=40cm415004150041500H = h. +H = h. +以 h = h= 21.5cm i=j+2j+1E 750E =雨=0.5121.5 =2.02， 10.6531& =如56m = 1.42,再由 HEE = 0-053，查表得，节=0.10,2查图可得：m =1.05。 =0.7 mm = 0.7 X 0.1 X 1.42 X 1.05 = 0.1044 。= 0.2551MPa故满足验算要求。(5)二灰土层层底拉应力。m5将多层体系换算成当量三层体系与水泥稳定碎石层层底拉应力当量三层体 系的换算图相同。 TOC o 1-5 h z 一.H215E