路面改造工程三期（大进至谭家互通段）路面结构计算书

G211城口界至郭家段路面改造工程三期（大进至谭家互通段）1/3附件1：路面改造工程三期（大进至谭家互通段）路面设计计算书一.国道G211线1.交通量计算公路等级：二级公路目标可靠指标：1.08初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）：4608车辆类型分布系数及平均日交通量车类别说明车型分布系数日均交通量（辆）2类2轴6轮及以上客车0.2511523类2轴6轮整体式货车0.3214744类3轴整体式货车（非双前轴）0.14616类双前轴整体式货车0.2511527类4轴半挂货车（非双前轴）0.08369全线非满载车与满载车所占比例见下表：非满载车与满载车所占比例(%)车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类非满载车比例25.048.039.046.049.055.00.00.00.00.0满载车比例75.052.061.054.041.045.00.00.00.00.0路面设计使用年限（年）：12年。通车至首次针对车辙维修的期限（年）：5交通量年平均增长率：6.5％方向系数：0.55车道系数：0.5整体式货车比例：60.6％半挂式货车比例：20％根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为44,854,138,对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为4,138,287,169。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为14,724,233，交通等级属于重交通。2.城镇、新建路段路面结构设计与验算路面结构的层数:4设计轴载:100kN路面设计层层位:4设计层起始厚度:250(mm)加铺层最下层位:4路面结构层设计参数层位结构层材料名称厚度(mm)模量(MPa)泊松比无机结合料稳定类材料弯拉强度(MPa)沥青混合料车辙试验永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土40.0100000.251.52中粒式沥青混凝土50.0110000.252.53C30混凝土基层？270000.253.04土基600.4板底地基当量回弹模量ET=90MPa中间计算结果:(下列符号的意义请参看“程序使用说明”)HB=250DC=35.97R=0.891SPS=1.646SPM=1.953SPR=3.85SPMAX=1.78CL=0.505BL=0.227STMAX=0.67KT=0.13STR=0.09SCR=3.94GSCR=4.26RE=-14.8%SCM=2.45GSCM=2.65REM=-47%混凝土下面层荷载疲劳应力:3.85MPa混凝土下面层温度疲劳应力:0.09MPa考虑可靠度系数后混凝土下面层综合疲劳应力:4.26MPa（小于或等于面层混凝土弯拉强度）混凝土下面层最大荷载应力:1.78MPa混凝土下面层最大温度应力:0.67MPa考虑可靠度系数后混凝土下面层最大综合应力:2.65MPa（小于或等于面层混凝土弯拉强度）不考虑沥青上面层影响时混凝土下面层的设计厚度:250mm考虑沥青上面层影响折减后的混凝土下面层的设计厚度:228mm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:沥青混凝土上面层90mm普通混凝土下面层250mm新建路基计算设计路面结构的验收弯沉值:路基顶面验收弯沉值LG=278.4(0.01mm)路表验收弯沉值LA=20.0(0.01mm)3.基层再生路段路面结构设计与验算路面结构的层数:3设计轴载:100kN路面设计层层位:3设计层起始厚度:240(mm)加铺层最下层位:3路面结构层设计参数层位结构层材料名称厚度(mm)模量(MPa)泊松比无机结合料稳定类材料弯拉强度(MPa)沥青混合料车辙试验永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土40100000.251.52中粒式沥青混凝土50110000.252.53水泥稳定碎石？120000.251.54原路路基或留用结构1800.4该路段既有路面破坏严重，根据7.4节的规定，不再验算既有路面结构层疲劳。（1）沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为23.6℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为25.2℃。可靠度系数为1.04。根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如下表所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-7.67，d2=0.76。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计算结果汇总于下表中。各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=15.5(mm)，根据表3.0.6-1，沥青层容许永久变形为20.0(mm)，拟定的路面结构满足要求。沥青层永久变形计算结果分层编号分层厚度(mm)竖向压力(MPa)修正系数（kRi）永久变形(mm)110.00.702.470.5215.00.703.481.1315.00.697.002.3420.00.677.745.2520.00.626.743.9620.00.555.212.4总计15.5（2）无机结合料层疲劳开裂验算根据弹性层状体系理论，计算得到无机结合料层层底拉应力为0.479MPa。根据气象资料，工程所在地区冻结指数F为45.0℃•日，按照表B.1.1，季节性冻土地区调整系数ka取1.00。根据式（B.2.1-2），现场综合修正系数为-0.703根据工程所在地区，查表G.1.2得到基准路面结构温度调整系数为1.46，根据初拟路面结构和路面结构层材料参数，按式（G.1.3-1）计算得到温度调整系数kT2为1.35。由表B.2.1-1，对于无机结合料稳定粒料，疲劳开裂模型参数a=13.24，b=12.52。弯拉强度为1.5MPa。根据以上参数，按式（B.2.1-1）计算得到无机结合料层底疲劳寿命为16，005,221,006。（3）贯入强度验算公路所在地区月平均气温大于0℃的月份数为12个月，由此得到对应于贯入强度验算的设计车道累计设计轴载作用次数Ne5为44,854,138。所在地区月平均气温大于0℃的各月份气温平均值为18.4℃。根据公路等级，参照表3.0.6-1，得到沥青混合料层容许永久变形量为20.0mm。路面结构系数根据式（5.5.8-2）计算为0.73，沥青混合料层的综合贯入强度由式（5.5.8-3）确定为0.69MPa，根据式（5.5.8-1）,得到沥青混合料层的贯入强度要求值为0.57，所以，拟定的路面结构和材料满足贯入强度要求。（4）路表验收弯沉值采用附录B.7节规定荷载，采用弹性层状体系理论计算得到加铺后路面结构路表验收弯沉值为34.2（0.