沥青路面设计.doc

1、沥青路面设计一、 设计资料 苏南某地要新建一条一级公路，经调查路基土为高液限粘土，地下水位为1.0米，路基填土高度为0.8m，近期交通量如下表所示。交通量年平均增长量为12%，拟采用沥青混凝土路面做面层，使用年限为15年，该路为双向四车道（=0.5）。沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰供应。试设计该路面的结构与厚度。序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量 1黄河JN15049101.61双轮组1200 2东风EQ14023.769.21双轮组1000 3太脱拉13851.4802双轮组3220 4解放CA10B19.460.851双轮组200 5上海SH

2、C6112CH551051双轮组180 6日野KB22250.2104.31双轮组150二、沥青路面设计说明（一）确定土基回弹模量 根据公路所在地查公路自然区划名称表，确定该段为1区。假设路面厚度为40cm，则路槽底面距地下水位高度为H=1.8-0.4=1.4m。根据公路自然区划与路基土组，查表路槽底面距地下水位的临界高度参考值取H1=1.7m,H2=1.2m,H3=0.9m。根据路槽底面距地下水位高度与临界高度，查路基干湿类型表，确定该路段为中湿。根据自然区划与路基土组，查表各自然区划土基干湿分界稠，得：Wc0=1.20,Wc1=1.03，Wc2=0.94，Wc3=0.77,计算得：Wm=0

3、.98。根据土基平均相对含水量，查土基回弹模量表：Wm=0.9时，E0=37MPa；Wm=1.0时, E0=41MPa，计算得：当Wm=0.98时，E0=40.2MPa，取 E0=40MPa（二）结构组合设计（两种方案）本项工程位于公路自然区划1区内。路面结构组合是根据交通量、道路等级、材料来源、自然情况及地质条件进行设计的。设计是依照现行规范，以路表容许弯沉值作为路面整体强度的控制指标，并对沥青混凝土面层及整体型材料基层进行弯拉应力验算。方案 一：1.轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限 15 车道系数 0.5 交通量平均年增长率 12 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通

4、量Nh= 1475 ,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2666 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.813826E+07 属重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2138 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.454599E+07 属重交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级 一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 21.2 (0.01mm)层位结 构 层 材 料 名 称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa) 1

5、细粒式沥青混凝土1.40.39 2中粒式沥青混凝土10.28 3粗粒式沥青混凝土0.80.22 4石灰粉煤灰碎石0.650.3 5石灰土0.2250.082.新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 21.2 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 150 (mm) 层位结 构 层 材 料 名 称厚度(mm)20平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)15平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)容许应力(MPa) 1细粒式沥青混凝土4014000200000.39 2中粒式沥青混凝土50

6、12000160000.28 3粗粒式沥青混凝土6010000120000.22 4石灰粉煤灰碎石25015000150000.3 5石灰土?550055000.08 6新建路基40 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 21.2 (0.01mm) H( 5 )= 300 mm LS= 22 (0.01mm) H( 5 )= 350 mm LS= 20.4 (0.01mm) H( 5 )= 324 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 5 )= 324 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 324 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )

7、= 324 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 324 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 324 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 324 mm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 324 mm(同时考虑弯沉和拉应力 通过对设计层厚度取整, 得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 40 mm - 中粒式沥青混凝土 50 mm - 粗粒式沥青混凝土 60 mm - 石灰粉煤灰碎石 250 mm - 石灰土 330 mm - 新建路基方案 二：1.轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限 15 车道系

8、数 0.5 交通量平均年增长率 12 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1475 ,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2666 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.813826E+07 属重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2138 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.454599E+07 属重交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级 一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 21.2 (0

9、.01mm)层位结 构 层 材 料 名 称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa) 1细粒式沥青混凝土1.40.39 2中粒式沥青混凝土10.28 3粗粒式沥青混凝土0.80.22 4水泥稳定碎石0.50.23 5石灰土0.2250.08 2.新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 21.2 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位结构层材料名称厚度(mm)20平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)15平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)容许应力(MPa) 1细

10、粒式沥青混凝土3014000200000.39 2中粒式沥青混凝土4012000160000.28 3粗粒式沥青混凝土6010000120000.22 4水泥稳定碎石?15000150000.23 5石灰土250550055000.08 6新建路基40 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 21.2 (0.01mm) H( 4 )= 300 mm LS= 22.1 (0.01mm) H( 4 )= 350 mm LS= 19.9 (0.01mm) H( 4 )= 320 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 320 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 320 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 320 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 320 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 320 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 320 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 320 mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整, 得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 30 mm - 中粒式沥青混凝土 40 mm - 粗粒式沥青混凝土 60 mm - 水泥稳定碎石 320 mm - 石灰土 250 mm -5