路基路面課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、.一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.基本要求東北某公路部分路段擬建一條 4車道的一級公路 ，設(shè)計(jì)年限為 15 年，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu) ，需進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。2.氣象資料該公路所在地區(qū)為V2 區(qū)，最低氣溫為 -15 。3.地質(zhì)資料與筑路材料沿線土質(zhì)為紫色粉質(zhì)粘性土 ，地下水位距地表為 1.2m ，路基填土高平均為 0.7m.公路沿線有大量碎石集料 ，筑路材料豐富 ，并有水泥、石灰和粉煤灰等供應(yīng) 。4.交通資料據(jù)預(yù)測該路竣工初年的交通組成如表1所示 。使用年限內(nèi)交通量的年平均增長率為 10%。表 1 交通量組成前軸重后軸重交通量車型后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（ kN ）（ kN ）（次/日）東風(fēng)24.667.812

2、-460KM340江淮45.1101.5120400HF150東風(fēng)20.172.6224170SP9135B五十鈴60.0100.0324400EXR18L江淮18.941.8120150HF140A.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.五十鈴23.544.0120100NPR595G5.參考資料和應(yīng)用軟件（ 1）主要以公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D50-2006 ）為主，或參考本課程使用的教材 。（ 2）應(yīng)用的軟件為 BISAR及CAD。6.提交材料每個(gè)同學(xué)需提交的材料包括 ：設(shè)計(jì)計(jì)算書 、擬設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)的橫斷面示意圖 、擬設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)的彎沉 （徑向）和應(yīng)力分布圖 （豎向）。二、設(shè)計(jì)計(jì)算書1.基本資料 ：（1

3、）自然地理?xiàng)l件新建一級公路地處 V2 區(qū)，為雙向四車道 ，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì) ，沿線土質(zhì)為紫色粉質(zhì)粘性土 ，填方路基高 0.7m ，地下水位距地表為 1.2m ，屬中濕狀態(tài) ，最低氣溫 -15 。（2）土基回彈模量的確定設(shè)計(jì)路段路基處于中濕狀態(tài) ，路基土為紫色粉質(zhì)粘性土 ，根據(jù)查表法確定土基回彈模量設(shè)計(jì)值為 37 MPa（3）據(jù)預(yù)測該路竣工初年的交通組成如表 1所示 。使用年限內(nèi)交通量的年平均增長率為 10%。表 1 交通量組成前軸重后軸重交通量車型后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（ kN ）（ kN ）（次 / 日）.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.東風(fēng)24.667.812-460KM340江淮45.11

4、01.5120400HF150東風(fēng)20.172.6224170SP9135B五十鈴60.0100.0324400EXR18L江淮18.941.8120150HF140A五十鈴23.544.0120100NPR595G（ 4）設(shè)計(jì)軸載根據(jù)設(shè)計(jì)人任務(wù)書的要求按設(shè)計(jì)回彈彎沉和容許彎拉應(yīng)力兩個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo) ，分別計(jì)算設(shè)計(jì)年限的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量軸次，確定交通量等級，面層類型 ，并計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值l d 和容許彎拉應(yīng)力R 。當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)N ：當(dāng)以彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)K4.35PiNC1C2nii 1P=2106.5 （次/ 日）設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)N e ：N e1 r t1 365 N

5、1 =1221.4 （萬次）r路面設(shè)計(jì)彎沉值ld ：l d600Ne 0. 2 Ac As AB22. 90 （ 0.01mm ）當(dāng)以半剛性材料層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí).專業(yè)學(xué)習(xí)資料.KPi8C1'C2'niNi 1P1834 . 2 （次/日）設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)N e ：tN e1 r1 365 N1 =1063.6 （萬次 ）r累計(jì)軸次計(jì)算結(jié)果見表軸載計(jì)算與累計(jì)軸載前軸重后軸重交通量（次/汽車車型后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(kN)(kN)日）東風(fēng) KM34024.667.8120460江淮 HF15045.1101.5120400東風(fēng)SP9135B20.172.62241

6、70五十鈴EXR18L60.0100.0324400江淮 HF140A18.941.8120150五十鈴NPR595G23.544.0120100換算方法彎沉及瀝青層拉應(yīng)力指標(biāo)半剛性層拉應(yīng)力指標(biāo)累計(jì)交通軸次1250 萬次1048 萬次2.初擬路面結(jié)構(gòu).專業(yè)學(xué)習(xí)資料.根據(jù)本地區(qū)的路用材料 ，結(jié)合已有工程經(jīng)驗(yàn)與典型結(jié)構(gòu) ，擬定了兩個(gè)方案 。按計(jì)算法確定方案一 、方案二的路面厚度 。 根據(jù)結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度 、材料 、水文 、交通量以及施工機(jī)具的功能等因素，初步確定路面結(jié)構(gòu)組合與各層厚度如下 ：方案一：4cm 細(xì)粒式瀝青混凝土+6cm 中粒式瀝青混凝土+8cm 粗粒式混凝土+28cm 水泥穩(wěn)定碎石

7、基層 +17cm 水泥石灰砂礫土層 ，以水泥石灰砂礫為設(shè)計(jì)層 。方案二 :4cm 細(xì)粒式瀝青混凝土 +8cm 中粒式瀝青混凝土 +13cm 密集配瀝青碎石 +20cm 水泥穩(wěn)定砂礫 +16cm 級配砂礫墊層 ，以水泥穩(wěn)定砂礫為設(shè)計(jì)層 。3.路面材料配合比設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（ 1）實(shí)驗(yàn)材料的確定半剛性基層所用集料取自沿線料場，結(jié)合料瀝青選用A級 90 號，上面層采用 SBS改性瀝青 ，技術(shù)指標(biāo)均符合 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG F402004 ）相關(guān)規(guī)定 。（2）路面材料配合比設(shè)計(jì) （略）（3）路面材料抗壓回彈模量的確定根據(jù)設(shè)計(jì)配合比 ，選區(qū)工程用各種材料制作，測定設(shè)計(jì)參數(shù) 。按照公路工程無

8、機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ 05794 ）中規(guī)定的項(xiàng)目頂面法測定半剛性材料的抗壓回彈量。 按照 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ 052 .專業(yè)學(xué)習(xí)資料.2000 ）中規(guī)定的方法測定瀝青混合料的抗壓回彈模量，測定 20 、15的抗壓回彈模量 ，各種材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)參數(shù)見下表瀝青材料抗壓回彈模量測定與參數(shù)取值20 抗壓回彈模量 （MPa ）15 抗壓回彈模量 （ Mpa ）材料名稱方差Ep-2 方差Ep-2 Ep+2 EpEpEpaEp 代細(xì)粒式瀝青混凝土19912011589268034419923368中粒式瀝青混凝土14251051215217518718012549粗粒

9、式瀝青混凝土9785586813206012001440密級配瀝青碎石12481161016171515614032027半剛性材料及其他材料抗壓回彈模量測定與參數(shù)取值抗壓模量 （MPa ）材料名稱方差Ep-2Ep+2 EpEp 代水泥穩(wěn)定碎石318878216244752水泥石灰砂礫土159125010912091水泥穩(wěn)定砂礫261723421483086級配碎石400級配砂礫250（4）路面材料劈裂強(qiáng)度測定根據(jù)設(shè)計(jì)配合比 ，選取工程用各種原材料，測定規(guī)定溫度和齡期的材料劈裂強(qiáng)度。按照 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程與.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程中規(guī)定的方法進(jìn)行測定，

10、結(jié)果如下表路面材料劈裂強(qiáng)度中粒式粗粒式密級配水泥水泥水泥石二灰細(xì)粒式瀝材料名稱瀝青混瀝青混瀝青碎穩(wěn)定穩(wěn)定灰砂礫穩(wěn)定青混凝土凝土凝土石碎石砂礫土砂礫劈裂強(qiáng)度1.21.00.80.60.60.50.40.6（MPa ）4.路面結(jié)構(gòu)層厚度確定（1）方案一的結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算該結(jié)構(gòu)為半剛性基層，瀝青路面的基層類型系數(shù)為1.0，設(shè)計(jì)彎沉值為 22.84 （0.01mm ）。利用設(shè)計(jì)程序驗(yàn)算結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)彎沉與容許拉應(yīng)力的要求，驗(yàn)算結(jié)果見下表。路表計(jì)算彎沉為21.86（ 0.01mm ），小于設(shè)計(jì)彎沉 ，符合要求 ；各結(jié)構(gòu)層的驗(yàn)算結(jié)果均滿足要求。結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算結(jié)果20 抗壓回15抗壓回劈裂強(qiáng)層底拉彈模量彈模量厚

11、度容許拉應(yīng)度應(yīng)力（MPa ）（ MPa）（cm力（MPa（ MPa標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)）（ MPa）均值均值）值值199120126803441.24-0.230.37.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.142510521751871.06-0.230.31978551320600.88-0.100.25318878231887820.6280.110.29159125015912500.4170.120.15370（2）方案二的結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算該結(jié)構(gòu)為柔性基層與半剛性基層組合 ，瀝青層較厚 。 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，按內(nèi)插法確定基層類型，為1.45，設(shè)計(jì)彎沉值為33.12（ 0.01mm ）。利用設(shè)計(jì)程序驗(yàn)算結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)彎沉與容許

12、拉應(yīng)力的要求 ，驗(yàn)算結(jié)果見下表 。 路表計(jì)算彎沉為 27.08（0.01mm ），小于設(shè)計(jì)彎沉 ，符合要求 ；各結(jié)構(gòu)層的驗(yàn)算結(jié)果均滿足要求 。結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算結(jié)果20 抗壓回15抗壓回劈裂強(qiáng)層底拉彈模量彈模量厚度容許拉應(yīng)度應(yīng)力（MPa ）（ MPa）（cm力（MPa（ MPa標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)）（ MPa）均值均值）值值199120126803441.24-0.340.37142510521751871.08-0.190.31124811617151560.613-0.050.19261723426172340.5200.230.24.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.250016370由基本資料可知無需進(jìn)行防凍層厚度驗(yàn)算。方

13、案一瀝青層厚度18cm ，總厚度為 63cm 。方案二瀝青層厚度25cm ，總厚度為 61cm 。（ 5）進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 ，確定采用的路面結(jié)構(gòu)由基本資料可知公路沿線有大量碎石集料 ，因此應(yīng)充分利用碎石以減少成本 。由于瀝青的造價(jià)較高 ，因此從經(jīng)濟(jì)的角度考慮選擇方案一較為合理 。因此確定方案一為采用的路面結(jié)構(gòu) 。5.設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)公路等級為一級 ，且為雙向四車道 ，應(yīng)設(shè)中央分隔帶 ，中央分隔帶不設(shè)置排水設(shè)施 ，做成中間高 ，兩側(cè)路面底 ，由單向橫坡向路肩方向排水 。每車道寬度為 3.75m ，路肩為 1.5m ，路拱橫坡度為 1.5%。路基填土高度為 0.7m ，屬于矮路堤范圍 。取設(shè)計(jì)邊坡為1:2.5。（1）橫斷面示意圖為 ：123456.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.1- 土路肩 ；2- 硬路肩