沥青路面结构设计

载第四章路面结构设计1.1设计资料 (1)自然地理条件经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为 (2)土基回弹模量 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于Ⅱ5区，根据【JTG (3)交通资料交通组成及各车型汽车参数表1-1前轴重前轴重后轴重后轴轮后轴距车型后轴数交通量 (KN)(KN)组数(m)江淮18.941.81双轮组1300G轮组轮组轮组轮组轮组轮组25221.2交通分析 (1)轴载换算-2载标准轴载P(KN)轮胎接地压强p(MPa)直径d(cm)载两两轮中心距(cm)当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN的各级轴载N=kCCN(|Pi|4.3512iPi=1式中：N——标准轴载当量轴次数(次/d)；Ni——被换算的车型各级轴载作用次数(次/d)；P——标准轴载(kN)；Pi——被换算车型的各级轴载(kN)；C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m时，按单独的一即为轴数m，当其间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2(m-1)；沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为：N=kCCN(||4.35i=1=4709.00(次/di=1=4709.00(次/d)N,：12iPN,=kC,C,N(|P12iPi=1注：轴载小于50KN的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入载沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：以设计弯沉值为指标时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne为：365N[(1+y)t-1]nNe=yNeNe为：,365N,[(1+y)t-1]nNe=ye一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量载路面营运第一年双向日平均当量轴次:4709.00设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1.7208121107(次)路面营运第一年双向日平均当量轴次:4978.00设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1.8191129107(次)1.3初拟路面结构 (1)路面结构方案方案一：采用半刚性基层(路面结构类型系数1.0)----------------------------------------细粒式沥青混凝土40mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80mm----------------------------------------待设计载----------------------------------------级配碎石200mm方案二：采用柔性基层(路面结构类型系数1.6)----------------------------------------细粒式沥青混凝土40mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80mm----------------------------------------密集配沥青碎石待设计----------------------------------------水泥稳定碎石300mml (2)路面设计弯沉值d和抗拉结构强度系数Kl路等级系数Ac取1.0；基层为水泥稳定碎石，因此路面结构类型系数AB为1.0；面层为沥青混凝土面层,面层类型系数As取1.0。路面设计弯沉值l：l=600N0.2AAAddecsBddS载K=0.09N0.22/ASecK=0.35N0.11/ASecK=0.45N0.11/ASec (沥青混凝土面层) (无机结合料稳定集料) (无机结合料稳定细粒土)RKsp容许拉应力=sp，-----路面结构材料的极限抗拉强度(MPaRKsps (3)路面材料相关参数的确定 (JTG_F40-2004)相关的规定。路面材料劈裂强度：称劈裂强度沥沥配沥表1-3定载 称模量 定碎石半刚性材料抗压回弹模量表1-4沥青材料抗压回弹模量表1-5称量配沥青式沥青式沥青载 2680217513201715 构层容许拉应力计算表表1-6构层材料名称凝土碎石水泥稳定碎石1.4路面结构层厚度确定HPDS的方案一：公路等级:高速公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:21.4(0.01mm)路面设计层层位:4载设计层最小厚度:150(mm)结结构层材料名称细粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土水泥稳定碎石碎石建路基压模量压模量差)00000差)00000?123456按设计弯沉值计算设计层厚度:按容许拉应力计算设计层厚度:H(4)=229mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=229mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=229mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=229mm(第4层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:通过对设计层厚度取整以及进一步的修改,路面结构厚度设计结果如下图:----------------------------------------细粒式沥青混凝土AC-1040mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-1660mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2580mm----------------------------------------水泥稳定碎石300mm----------------------------------------级配碎石200mm----------------------------------------验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度为500mm载载方案二：公路等级:高速公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:21.4(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:150(mm)-8结结构层材料名称细粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土密级配沥青碎石水泥稳定碎石建路基压模量压模量差)00000差)00000)?123456按设计弯沉值计算设计层厚度:载HmmLS=15.8(0.01mm)LDH(4)=150m考(虑弯沉)层厚度:H(4)=150mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=150mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=150mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=150mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=150mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度: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,并根据沥青度设计结果如下图:----------------------------------------细粒式沥青混凝土AC-1040mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-1660mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2580mm----------------------------------------载密级配沥青碎石ATB-30150mm----------------------------------------水泥稳定碎石300mm----------------------------------------:路面最小防冻厚度为500mm1.5交工验收弯沉值和层底拉应力计算方案一：公路等级:高速公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-1009结结构层材料名称细粒式沥青混凝土压模量压模量差)0差)0)综合影响系数1122003粗粒式沥青混凝土004水泥稳定碎石005碎石0006新建路基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=17.5(0.01mm)第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=19.3(0.01mm)第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=21.6(0.01mm)第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=24.6(0.01mm)第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=139.6(0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS=202.5(0.01mm)(根据《公路沥青路面设计规范》公式计算)第1第2第3第4层底面最大拉应力层底面最大拉应力层底面最大拉应力层底面最大拉应力a载方案二：公路等级:高速公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100结结构层材料名称细粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土密级配沥青碎石水泥稳定碎石建路基压模量压模量综合影响系数111111差)00000差)00000123456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第2层路面顶面交工验收弯沉值第3层路面顶面交工验收弯沉值第4层路面顶面交工验收弯沉值mmmmmmmm载第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=32.2(0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS=202.5(0.01mm)(根据《公路沥青路面设计规范》公式计算)LS=256.6(0.01mm)(根据《公路路面基层施工技术规范》公式计算)第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.184(MPa)<