瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算書

1、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算書1 工程簡(jiǎn)介本路段屬于安圖至汪清段二級(jí)公路.K0+000K3+500，全線設(shè)計(jì)時(shí)速為60km/h的二級(jí)公路，路面采用60km/h的二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)。路基寬度為10m，行車道寬度為2×3. 5m，路肩寬度為2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。路面設(shè)計(jì)為瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)年限為12年。路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載,以BZZ100表示；根據(jù)沿線工程地質(zhì)特征及結(jié)合當(dāng)?shù)刂凡牧洗_定路面結(jié)構(gòu)為：路面的面層采用4cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土和6cm厚中粒式瀝青混凝土，基層采用20cm厚水泥穩(wěn)定碎石，底基層采用石灰粉煤灰土。2 土基回彈模量的確

2、定本設(shè)計(jì)路段自然區(qū)劃位于3區(qū)，當(dāng)?shù)赝临|(zhì)為粘質(zhì)土，由公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D50-2004）表F.2查得，土基回彈模量在干燥狀態(tài)取39Mpa,在中濕狀態(tài)取34.5Mpa.3 設(shè)計(jì)資料（1）交通量年增長(zhǎng)率：5% 設(shè)計(jì)年限：12年 （2）初始年交通量如下表：車型前軸重（kN）后軸重（kN）后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）日交通量（輛/d）解放 CA10B19.460.851雙578黃河 JN15049101.61雙210尼桑CK20L49.851001雙330交通 SH14125.5555.11雙126太脫拉 13851.4802雙1.3241東風(fēng)EQ14023.769.21雙20南陽(yáng)35148

3、.797.31雙25。4 設(shè)計(jì)任務(wù)4.1 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)4.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算4.3 繪制瀝青路面結(jié)構(gòu)圖5 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)5.1 路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載,以BZZ100表示。標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)如表101所示。 標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ100標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ100標(biāo)準(zhǔn)軸載P(KN)100單輪傳壓面當(dāng)量圓半徑（cm）10.65輪胎接地壓強(qiáng)P(Mpa）0.7兩輪中心距（cm）3.05.1.1 以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次5.1.1.1 軸載換算 軸載換算采用如下的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如下表所示。軸載換算結(jié)果表（彎沉）車

4、型(KN)解放 CA10B前軸19.416.4578后軸60.8511578黃河 JN150前軸4916.421060.360 后軸101.611210225.013 尼桑CK20L前軸49.8516.4330102.220 后軸10011330330.000 交通 SH141前軸25.5516.41262.132 后軸55.1111269.427 太脫拉 138前軸51.416.44114.510 后軸802.214134.170 東風(fēng)EQ140前軸23.716.420后軸69.211204.032 南陽(yáng)351前軸48.716.4256.996 后軸97.3112522.194 811.05

5、4 注：軸載小于25KN的軸載作用不計(jì)5.1.1.2 累計(jì)當(dāng)量軸次 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，二級(jí)公路瀝青路面設(shè)計(jì)年限取12年，車道系數(shù)=0.7，=5.0% 累計(jì)當(dāng)量軸次： 次5.1.2 驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次5.1.2.1 軸載驗(yàn)算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為： 軸載換算結(jié)果表（半剛性基層層底拉應(yīng)力）車型(KN)（次/日）解放 CA10B前軸19.4118.5578后軸60.851157810.865 黃河 JN150前軸49118.5210后軸101.611210238.434 尼桑CK20L前軸49.85118.5330后軸10011330330.000 交通 SH141

6、前軸25.55118.5126后軸55.1111261.070 太脫拉 138前軸51.4118.5413.695 后軸80314120.636 東風(fēng)EQ140前軸23.7118.520后軸69.211201.052 南陽(yáng)351前軸48.7118.525后軸97.3112520.084 625.836 注：軸載小于50KN的軸載作用不計(jì)5.1.2.2 累計(jì)當(dāng)量軸次 參數(shù)取值同上，設(shè)計(jì)年限為12年，車道系數(shù)取0.7，則累計(jì)當(dāng)量軸次為：5.2 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)與材料選取由上面計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次。根據(jù)路基路面工程在干燥和中濕路段，路面擬定采用以下結(jié)構(gòu)： 面 層：細(xì)粒式瀝青混凝

7、土（厚度4cm）；中粒式瀝青混凝土（厚度6cm）；基 層：水泥穩(wěn)定碎石（20cm）；底基層：石灰粉煤灰土（厚度待定）。5.3 土基回彈模量的確定 該路段處于3粘質(zhì)土，土基回彈模量：干燥39 Mpa 、中濕34.5Mpa。5.4 設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定 對(duì)于二級(jí)公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。5.4.1 設(shè)計(jì)彎沉值該公路為二級(jí)公路。公路等級(jí)系數(shù)取1.1，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層、底基層總厚度大于20cm，基層類型系數(shù)取1.0。設(shè)計(jì)彎沉值為：5.4.2 各層材料的容許層底拉應(yīng)力各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密集配瀝青混凝土為1.4MPa，粗粒式密集配瀝青混凝土為1.0

8、MPa，水泥穩(wěn)定碎石為0.5MPa，石灰粉煤灰土為0.25MPa 對(duì)于細(xì)粒式密集配瀝青混凝土層 MPa對(duì)于中粒式密集配瀝青混凝土層 MPa對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石 MPa對(duì)于石灰粉煤灰土 MPa5.5 設(shè)計(jì)資料匯總設(shè)計(jì)彎沉值為30.45（0.01mm），相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)缦卤恚郝访嬖O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)（干燥）材料名稱h(cm)抗壓模量20抗壓模量15容許拉應(yīng)力（MPa）劈裂強(qiáng)度（MPa）中粒式瀝青混凝土4140020000.4491.4粗粒式瀝青混凝土6120018000.3601水泥穩(wěn)定碎石20150015000.3010.5石灰粉煤灰土？7507500.1170.25土基3939 路面設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)（中

9、濕）材料名稱h(cm)抗壓模量20抗壓模量15容許拉應(yīng)力（MPa）劈裂強(qiáng)度（MPa）中粒式瀝青混凝土5140020000.4491.4粗粒式瀝青混凝土7120018000.3601二灰碎石20150015000.3010.5石灰土？7507500.1170.25土基34.534.56 瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算 （干燥路段） 6.1 確定理論彎沉系數(shù)，其中又因6.2 結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算，以彎沉等效換算法將各層體系換算為三層體系。rAE1=1400MPaAp中粒式瀝青混凝土粗粒式瀝青混凝土水泥穩(wěn)定碎石石灰粉煤灰土E2=1200MPaE3=1500MPaE4=750MPaE0=39MPa路表彎沉值計(jì)算圖式

10、多層體系換算圖式（注：此時(shí)取20是材料的模量值） 查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖，因?yàn)樗?。由?查諾漠圖得 則查諾漠圖得 則由彎沉等效換算得：，則 取7 層底拉應(yīng)力驗(yàn)算7.1對(duì)細(xì)粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力驗(yàn)算7.1.1換算成當(dāng)量三層體系（此時(shí)采用150C時(shí)各材料的模量） ；查三層連續(xù)體系上層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖得< 0,基地為壓應(yīng)力無(wú)需驗(yàn)算 .7.2對(duì)中粒式水泥混凝土進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算7.2.1換算成當(dāng)量三層體系（此時(shí)采用150C時(shí)各材料的模量） 查三層連續(xù)體系上層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖得< 0,基地為壓應(yīng)力無(wú)需驗(yàn)算7.3對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算7.3.1換算成當(dāng)量三層體

11、系（此時(shí)采用150C時(shí)各材料的模） 7.3.2 求層底最大拉應(yīng)力: 7.4.對(duì)于石灰粉煤灰土層7.4.1三層體系如圖所示7.4.2 求層底最大拉應(yīng)力: 7.最小防凍厚度驗(yàn)算 根據(jù)規(guī)范干燥路段無(wú)需考慮最小防凍層厚度。8 瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算 （中濕路段） 8.1 確定理論彎沉系數(shù)，其中又因6.3 結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算，以彎沉等效換算法將各層體系換算為三層體系。rAE1=1400MPaAp中粒式瀝青混凝土粗粒式瀝青混凝土水泥穩(wěn)定碎石石灰粉煤灰土E2=1200MPaE3=1500MPaE4=750MPaE0=34.5MPa路表彎沉值計(jì)算圖式 多層體系換算圖式（注：此時(shí)取20是材料的模量值） 查三層體系表面

12、彎沉系數(shù)諾謨圖，因?yàn)樗?。由?查諾漠圖得 則查諾漠圖得 則由彎沉等效換算得：，則 取7 層底拉應(yīng)力驗(yàn)算7.1對(duì)中粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力驗(yàn)算7.1.1換算成當(dāng)量三層體系（此時(shí)采用150C時(shí)各材料的模量） ；查三層連續(xù)體系上層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖得< 0,基地為壓應(yīng)力無(wú)需驗(yàn)算.7.2對(duì)粗粒式水泥混凝土進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算7.2.1換算成當(dāng)量三層體系（此時(shí)采用150C時(shí)各材料的模量） 查三層連續(xù)體系上層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖得< 0,基地為壓應(yīng)力無(wú)需驗(yàn)算7.3對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算7.3.1換算成當(dāng)量三層體系（此時(shí)采用150C時(shí)各材料的模） 7.3.2 求層底最大拉應(yīng)力: 7.4