2023年《道路工程課程設計》任務書及指導書

2023年《道路工程課程設計》任務書及指導書——瀝青路面設計設計資料河南某地〔Ⅱ〕擬修建高速大路，設計為雙向四車道，路基寬度27.0m。其54052輛/6.05%A.2.6-1TTC0A.2.6-211.車輛類型分布系數(shù)車輛類型234567891011車型分布系數(shù)(%)38.231.324.00.00.06.50.00.00.00.022.非滿載車與滿載車所占比例(%)車輛類型234567891011非滿載車比例90.075.085.065.050.065.060.040.055.060.0滿載車比例10.025.015.035.050.035.040.060.045.040.01.8m0.8m土質(zhì)為粘土質(zhì)砂，其重度錯誤!未找到引用源。為18.0kN/m3。依據(jù)氣象資料，連續(xù)十年路面最低氣溫平均值為-2℃。路基路基標準狀態(tài)下回彈模量取90MPa,回η63MPa。設計內(nèi)容交通分析；確定交通荷載等級。初擬瀝青路面構造〔構造層組合、各構造層材料、層厚。確定各層材料參數(shù)〔各層材料模量、強度和土基的回彈橫量。軸載換算，計算Ne。進展路面構造驗算。計算路基頂面和路表驗收彎沉值。設計所需參考資料大路瀝青路面設計標準〔JTGD50-2023〔附電子版；路基路面工程〔第五版，黃曉明主編；道路工程教材。設計驗算好路網(wǎng)——(APAD〔版程序〕“://goodpave/online_design.aspx)“(://goodpave/online_design.aspx)提交成果注：計算書后面附“課程設計總結(jié)”1瀝青路面構造設計圖A3一張，要求依據(jù)制圖標準標準繪制。參考算例〔兩個〕：1.手算+電算設計資料：

〕擬修建高速大路，按雙向六車道設計，承受整體式路基，411.25m×2。20232023車型分類代表車型中型貨車解放重型貨車黃河重型貨車齊齊哈爾中型貨車東風重型貨車交通重型貨車太脫拉CA390JN162QQ560EQ140SH361138S輛/日1291126109116021510891.5m0.7m土質(zhì)為粘土質(zhì)砂，其重度錯誤!未找到引用源。=18.0kN/m3，路面局部的當量等效厚度錯誤!未找到引用源。=80cm，1.2m。局部舊路可以利用，原舊路瀝青面層厚度15cm，由落錘式彎沉儀測試原舊79.5，82.5，91.0，測定時瀝青結(jié)合料類材料層中點實測溫度為27.5℃〔注：錯誤!未找到引用源。=1。設計內(nèi)容交通分析；初擬瀝青路面構造〔構造層組合、各構造層材料、層厚；確定各層材料參數(shù)〔各層材料模量、強度和土基的回彈橫量；用設計彎沉值計算路面構造層厚度；驗算瀝青混凝土層和整體性材料構造層的彎拉應力；計算舊路面的計算彎沉值、確定補強層構造、計算補強層厚度。建瀝青路面構造設計〔一〕交通分析15DDF=0.55，車道系數(shù)LDF=0.5。Q=382820237.055.35%。故設計道路的初始年平均日交通量錯誤!未找到引用源。=4098輛。設計車道的年平均日貨車交通錯誤!未找到引用源。依據(jù)設計年限內(nèi)設計車道累計交通量公式：錯誤!未找到引用源。9.64×106輛(二)軸載換算結(jié)合料層疲乏開裂。車輛類型車輛分布系車輛類型車輛分布系數(shù)設計車道日當量軸次設計車道當量軸載作用次數(shù)錯誤!未找到引用源。30.65916811539664640.341軸型軸載換算系數(shù)0.0143174單軸單0.077704輪0.4505080.5360980.223404單軸雙0.223404輪1.7338472.02224單軸單0.205901輪0.63333雙軸雙1.520844輪3.102656車輛類型車輛分布系車輛類型車輛分布系數(shù)設計車道日當量軸次設計車道當量軸載作用次數(shù)錯誤!未找到引用源。30.65928162580511940.341軸型軸載換算系數(shù)3.44×10-8單軸單8.40×10-6輪0.00250.00450.00767單軸雙0.00767輪5.98129.8619單軸單0.0002輪0.0077雙軸雙0.7358輪7.4669〔三〕初擬路面構造及材料參數(shù)構造層編號層位材料類型厚度〔mm〕模量〔MPa〕泊松比1上面層瀝青混合料4090000.252中面層瀝青混合料60100000.253下面層瀝青混合料80100000.254基層無機結(jié)合料300100000.255底基層粒料1502500.356 土基 63 0.4由于土基濕度類型為中濕，枯燥局部厚度為1m，潮濕厚度為0.6m，查枯燥和潮濕類路基土濕度調(diào)整系數(shù)，進展厚度加權得 則經(jīng)過濕度調(diào)整和干濕與凍融循環(huán)作用折減的路基頂面回彈模量為65MPa，滿足標準要求?！菜摹陈访鏄嬙祢炈恽贌o機結(jié)合料層疲乏開裂驗算路面構造瀝青面層由三層不同材料構造層組成，依據(jù)當量構造層換算公式得，。錯誤!未找到引用源。=450mm，錯誤!未找到引用源。=3219MPa。錯誤!未找到引用源。其中：錯誤!未找到引用源。，錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。1.22。經(jīng)計算得錯誤!未找到引用源。=1.43。依據(jù)無機結(jié)合料穩(wěn)定層疲乏開裂壽命公式：錯誤!未找到引用源。——季節(jié)性凍土地區(qū)調(diào)整系數(shù)。查表為0.76；錯誤!未找到引用源。=1.1MPa；b——a=13.24，b=12.52；錯誤!未找到引用源?！F(xiàn)場綜合修正系數(shù)。錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。，，計算得錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。——目標牢靠指標。查表知錯誤!未找到引用源。=1.65錯誤!未找到引用源。——無機結(jié)合料穩(wěn)定層的層底拉應力，依據(jù)彈性層狀理論計算。錯誤!未找到引用源。=0.289MPa。故錯誤!未找到引用源。=42548679。因基于無機結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應力換算得到疲乏開裂壽命大于基于無機要求。②瀝青混合料層永久變形驗算。結(jié)合瀝青混合料層的等效溫度計算公式：故錯誤!未找到引用源。22.9℃。7錯誤!料總的永久變形量公式：其中錯誤!未找到引用源。為綜合修正系數(shù)，依照以下公式計算：錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。分層編號分層厚度〔mm〕豎向壓力〔MPa〕修正系數(shù)〔錯誤!永久變形〔mm〕分層編號分層厚度〔mm〕豎向壓力〔MPa〕修正系數(shù)〔錯誤!永久變形〔mm〕〕1100.73.80.32150.74.570.53150.697.110.74200.677.363.85200.626.222.86200.554.741.77800.481.941.6總計11.5瀝青層永久變形計算結(jié)果查表知瀝青層容許永久變形為15mm，擬定的路面構造滿足要求。③路面低溫開裂驗算層瀝青在-10℃條件下彎曲梁流變試驗的勁度模量St

CI=1.95×10-3錯誤!lgb-0.075錯誤!lg錯誤!未找到引用源。+0.15，故CI=-0.7，查表知低溫開裂指數(shù)不應大于3，故所選路面構造及材料滿足低溫開裂要求。④防凍厚度驗算650mmB.6.1-1B.6.1-2B.6.1-3a=1.3，路基濕度系數(shù)b=0.95，路基斷面形式系數(shù)c=1.02，代入公式錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。=819mm。B.6.1-4確定最小防凍厚度為mm630mm，擬定的路面構造滿足防凍厚度要求。⑤貫入強度驗算大路所在地區(qū)月平均氣溫大于0℃的月份數(shù)為9個月，由此得到對應于貫入強度驗算的設計車道累計設計軸載作用次數(shù)錯誤!未找到引用源。為13214229。0℃17℃表3.0.6-1，得到瀝青混合料容許永久變形量為15mm。路面構造系數(shù)依據(jù)式〔5.5.8-2〕計算為0.86，瀝青混合料層的綜合貫入強度由式〔5.5.8-3〕確定0.54，所以擬定的路面構造和材料滿足貫入強度要求?！参濉陈坊斆婧吐繁眚炇諒澇林?50mm50kN。路基標準狀態(tài)下回彈模量取90MPa，回彈模量濕度調(diào)整系數(shù)錯誤!未找到引用源。=0.88，則平衡濕度狀態(tài)下的回彈模量為79MPa，承受公式錯誤!未找到引235.8(0.01mm)。理論計算得到路表驗收彎沉值錯誤!未找到引用源。=25.8〔0.01mm。(六)結(jié)果匯總驗算內(nèi)容計算值比照值是否滿足瀝青層車轍11.515.0是半剛性層疲乏開裂對應累積當量軸次4254867932596330是瀝青層貫入強度0.70.54是低溫開裂指數(shù)-0.73是防凍厚度630325是2.雙遼至洮南段高速大路設計建路面設計〔Ⅰ-1〕工程概況與交通荷載參數(shù)該工程位于吉林省，屬于高速大路，起點樁號為 K0+000，終點樁號為貨車交通量為5003輛/日,交通量年增長率為6.4%,方向系數(shù)取60.0%,車道系數(shù)取85.0%。依據(jù)交通歷史數(shù)據(jù)，按表A.2.6-1確定該設計大路為TTC0類，依據(jù)表A.2.6-2得到車輛類型分布系數(shù)如表1所示。1.車輛類型分布系數(shù)車輛類型234567891011車型分布系數(shù)(%)49.726.915.60.00.00.00.07.80.00.022.非滿載車與滿載車所占比例(%)車輛類型234567891011非滿載車比例80.085.060.070.050.065.040.055.050.060.0滿載車比例20.015.040.030.050.035.060.045.050.040.0結(jié)合料層疲乏開裂。依據(jù)附表A.3.1-3，可得到在不同設計指標下，各車型對應3設計指標瀝青混合料層永久變形無機結(jié)合料層疲乏開裂3.非滿載車與滿載車當量設計軸載換算系數(shù)設計指標瀝青混合料層永久變形無機結(jié)合料層疲乏開裂車輛類型非滿載車滿載車非滿載車滿載車20.82.80.535.530.44.11.3314.240.74.20.3137.650.66.30.672.961.37.910.21505.771.46.07.8553.081.46.716.4713.591.55.10.7204.3102.47.037.8426.8111.512.12.5985.4依據(jù)公式〔A.4.2〕計算得到對應于瀝青混合料層永久變形的當量設計軸載31,831,093,726,754,20922,349,293，交通等級屬于特重交通。初擬路面構造方案初擬路面構造如表4所示。4.初擬路面構造構造層編號層位材料類型厚度(mm)模量(MPa)泊松比1上面層瀝青混合料40.0105000.252中面層瀝青混合料60.0112500.253下面層瀝青混合料80.090000.254基層無機結(jié)合料穩(wěn)定材料360.0115000.255底基層無機結(jié)合料穩(wěn)定材料180.085000.256土基610.40Ks0.83,干濕與凍融循環(huán)作用折減系數(shù)Kη0.80,則經(jīng)過濕度調(diào)整和干濕與凍融循環(huán)作用折61MPa。路面構造驗算瀝青混合料層永久變形驗算14.9℃，由式〔G.2.1〕計算得到瀝青17.8℃1.65。依據(jù)B.3.1條規(guī)定的分層方法，將瀝青混合料層分為7個分層,各分層厚度5Pi〔B.3.2-3〔B.3.2-4d2=0.6d1d2〔B.3.2-2，可得到各分層的永久變形修正系數(shù)(kRi)，并進而利用式〔B.3.2-1〕計算各分層永久變形量(Rai)。各計5各層永久變形累加得到瀝青混合料層總永久變形量 Ra=5.8(mm)，依據(jù)表瀝青層容許永久變形為15.0(mm)，擬定的路面構造滿足要求。5.瀝青層永久變形計算結(jié)果分層編號分層厚度(mm)豎向壓力(MPa)修正系數(shù)〔kRi〕永久變形(mm)110.00.703.800.3215.00.704.570.6315.00.697.110.9420.00.677.361.2520.00.616.220.9620.00.544.740.5780.00.471.941.3總計5.8無機結(jié)合料層疲乏開裂驗算依據(jù)彈性層狀體系理論，計算得到無機結(jié)合料層層底拉應力為0.128MPa。B.1.1，季節(jié)ka0.76〔B.2.1-20.97，依據(jù)初擬路面構造和路面構造層材料參數(shù)，按式〔G.1.3-1〕計算得到溫度調(diào)整k0.88B.2.1-1，對于無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料，疲乏開裂模型參數(shù)T21.7MPa。依據(jù)以上參數(shù)，按式〔B.2.1-1〕計算得到無機結(jié)合料層底疲乏壽命為7,584,562,233。貫入強度驗算大路所在地區(qū)月平均氣溫大于0℃的月份數(shù)為7個月，由此得到對應于貫入Ne518,568,138。所在地區(qū)月平15.0℃3.0.6-1，15.0mm。路面構造系數(shù)依據(jù)式〔5.5.8-2〕1.09，瀝青混合料層的綜合貫入強度由式〔5.5.8-3〕確定為0.91MPa，依據(jù)式〔5.5.8-1〕,得到瀝青混合料層的貫入強度要求值為0.59，所以，擬定的路面構造和材料滿足貫入強度要求。路面低溫開裂指數(shù)驗算T-28.0℃b=3，外表層瀝青在-10℃條件下彎曲梁流變試驗的勁度模量St為168MPa，由公式3.0，所選路面構造及材料滿足低溫抗裂的要求。防凍厚度驗算依據(jù)調(diào)查資料，所大地多年最大凍深為1750mm，由表B.6.1-1、B.6.1-2、數(shù)c=1.05，將這些參數(shù)代入公式B.6.1，可得大路多年最大凍深為2205mm。依據(jù)大路多年最大凍深和路基干濕類型，由表B.6.1-4，確定瀝青路面構造最小防720mm,擬定的路面構造滿足防凍厚度要求。路基頂面和路表驗收彎沉值150mm50kN。路基標準狀態(tài)下回彈模量取92MPa,回彈模量濕度調(diào)整系數(shù)Ks取0.83,則平衡濕度狀態(tài)下的回彈模量為76MPa，承受公式〔B.7.1〕計算得到路基頂面驗收244.6〔0.01mm。la18.7〔0.01m。結(jié)果匯總各項驗算結(jié)果匯總?cè)缦卤硭荆?.分析結(jié)果匯總驗算內(nèi)容 計算值比照值是否滿足瀝