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1、路基路面工程课程设计专 业： 道路工程班 级： 2014级5班学生： 周治勇学 号： p141914394指导教师： 王睿老师一、 新建沥青路面结构设计计算1、设计资料a、 地区某新建双向2车道二级公路，拟采用沥青混凝土路面，路基土为中液限粘土，路基填土高度1.2m，地下水位距路床2.3m，属中湿状态；多年最大道路冻深160cm。b、 经过OD调查及论证2012年底的交通组成情况如下表：车型黄河JN-150解放CA10B长征CZ160SH130小汽车辆/日8201500380160200C、该公路按二级公路标准修建，设计道路横断面为双向两车道。经OD调查：该公路自2013年通车后前五年交通量增
2、长率为4.5%，其后设计年限交通量增长率为6%。车道系数：二级公路双向两车道在0.60.7，取0.7 二级公路设计年限为12年 车道数：2车道设计速度：60km/h路基宽度：10m车道宽度：3.5m=0.053752、确定交通等级我国沥青路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按下表确定。标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P (KN)100单轮当量圆直径d (mm)21.30轮胎接地压强P (MPa)0.70两轮中心距（cm）1.5d车辆参考表车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量（次/
3、日）黄河JN-15049.00101.60120820解放CA10B19.4060.851201500长征CA16045.283.7222380耶尔奇315MD357107120160标准轴载BZZ1000100120200（1）、计算标准轴载累计计算交通量NeA当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时 式中： N以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次（次 d ) ;ni被换算车型的各级轴载作用次数（次d) ;P一一标准轴载（KN） ;Pi被换算车型的各级轴载（KN）C1被换算车型的轴数系数C2被换算车型的轮组系数 ，双轮组为1.0，单轮组为 6.4，四轮组为 0.
4、38;K一一被换算车型的轴载级别当轴间距大于3米时，应按单独的一个轴载计算；当轴间距小于3米时，双轴或多轴的轴载系数应按以下公式计算： C1=1+1.2（m-1）设计年限一个车道累计当量轴次： 计算公式：累计当量轴次： 试中： r设计年限交通量的平均年增长率% t设计年限 N运营第一年双向日平均当量轴次（次/d） N车道系数轴载换算结果车型Pi (KN)C1C2ni (辆/日)黄河JN-150前轴49.0016.4820235.69后轴101.6011878.62解放CA10B前轴19.4016.415007.66后轴60.8511172.83长征CA160前轴45.2016.438076.8
5、8后轴83.7011175.24耶尔奇315MD3前轴5716.416075.01后轴10711196.83标准轴载BZZ100前轴016.42000后轴100.11200轴载小于25KN的轴载作用可以不计。2013.1通过计算软件得到 当以设计弯沉值和沥青层底拉应力为设计指标时，设计年限一个车道上累计当量轴次，属中度交通等级；B以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d）式中： 以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d）; ni 被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；P 标准轴载（KN）；Pi 被换算车型的各级轴载（KN）； 轴数系数； 轮组系数，单轮组18.5，双轮组1，四轮组,0
6、.09;K 被换算车型的轴载级别。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载进行计算，此时轴数为m=1；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴进行计算，轴数系数为：式中：m 轴数轴载换算结果车型Pi (KN)C1C2 (辆/日)黄河JN-150前轴49.00118.582050.41后轴101.6011 931.03解放CA10B前轴19.40118.515000.05后轴60.85110.35长征CA160前轴45.2118.538012.25后轴83.71191.5耶尔奇315MD3前轴57118.516024.79后轴10711236.39标准准轴BZZ100前轴0118.52000后轴10011
7、200轴载小于50KN的轴载作用可以不计。 1509.33 当以半刚性材料结构层层底拉压力为设计指标时，设计年限一个车道上累计当量轴次= 7412135 (次)，属中度交通等级。二、沥青路面结构推荐与选择（确定面层类型）根据交通等级和已有经验和规推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案。方案一：双层式沥青面层，上面层选用中粒式沥青混凝土AC-16，厚度为60mm；下面层采用粗粒式沥青混凝土AC-25，厚度为100mm；基层用石灰土稳定碎石，厚度为250mm；底基层选用石灰粉煤灰砂砾，厚度待定方案二：双层式沥青面层，上层选用中粒式沥青混凝土AC-13，厚度50mm；下面层采用中粒式密
8、级配沥青混凝土AC-20，厚度为80mm；基层采用二灰碎石，厚度为250mm；底基层采用二灰土，厚度待定三、路面结构厚度验算1、土基回弹模量的计算该路段位于3区，当地冻深1.6m，土质为中液限粘土。由规JTG-D50可得稠度为1.10-0.95，取1.05。查表“土击回弹模量参考值（MPa）”得土基回弹模量为36.5MPa。2.路面结构厚度的确定初拟路面结构层及力学计算表如下： 由规JTG-D50 附录E查 方案一 抗压回弹模量 材料名称h（mm）15抗压回弹模量（MPa）20抗压回弹模量（MPa）劈裂强度（MPa）AC-1660180013001.0AC-25100130010000.8石灰
9、土稳定碎石250240024000.4石灰粉煤灰砂砾待定 3500350004方案二 抗压回弹模量 材料名称h（mm）15抗压回弹模量（MPa）20抗压回弹模量（MPa）劈裂强度（MPa）AC-1350200014001.4AC-2080160014000.8二灰碎石250300030000.5二灰土待定 280028000.3各基层的模量比推荐围 由规JTG-D50 4.2.21基层与沥青面层之间的模量比宜在1.5-3之间；2基层与底基层之间的模量不宜大于3.0:；3底基层与土基之间的模量比宜在2.5-12.5之间。各基层的模量比验算 方案一：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.84满足规
10、； 2）基层与底基层之间的模量比为： 0.69 满足规。方案二：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.88满足规； 2）基层与底基层之间的模量比为：1.1满足规。a设计弯沉值的计算： Ld=600Ne-0.2AcAsAb 单位0.01mm Ac公路等级系数 As面层类型系数 Ab路面结构类型系数 计算弯沉值（路表弯沉值）： Ls=1000*2po/E1*ac*F P、o标准车轴载轮胎接地压力和当量圆半径 F弯沉综合修正系数 ac理论弯沉系数 本公路为二级公路，公路等级系数为1.1；面层是沥青混凝土，面层类型系数为1.0；半刚性基层，路面结构类型系数为1.0。 即：Ld=600*1.1*1.0*
11、1.0*1.07*10（-0.2*7）=26.7（mm）方案一： 由软件计算可得：ls=19.3（mm） 因为：19.3mm26.7mm 即：lsld 故满足要求方案二： 由软件计算可得：ls=18（mm） 因为：18mm26.7mm 即：lsld 故满足要求b确定待定层厚度通过程序设计计算得到，石灰土的厚度为19.4cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为26.7mm，沥青面层的层底均受压应力，中粒式密级配沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.109MPa，粗粒式密级配沥青混凝土层底的最大拉应力为 -0.074MPa ，石灰土稳定碎石层底的最大拉应力为 0.018MPa，石灰粉煤灰砂砾层底的最大拉应
12、力为0.215MPa 。上述设计结果满足指标要求，故石灰粉煤灰砂砾厚度为20cm。 方案二： 通过程序设计计算得到，水泥稳定砂砾土的厚度为23.7cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为26.7mm，沥青面层的层底均受压应力，细粒式沥青混凝土的最大拉应力为-0.142MPa，粗粒式沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.093MPa ，二灰碎石层底的最大拉应力为 0.058MPa，二灰土层底的最大拉应力为0.199MPa。上述设计结果满足指标要求，故二灰土层厚度为24cm。 2、防冻层厚度验算 Or=Osp/KsOr容许拉应力Osp极限抗拉强度Ks抗拉强度结构系数 Ks=0.09Ne0.22/Ac 沥青混凝土面层 Ks=0.35
