刘伟强课程设计

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1、1当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于 25kN 的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数iPinP。N35. 421 1)(ppnCCNiiKi 式中： 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次数；N 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日） ；in 标准轴载（） ；PkN 各种被换算车型的轴载（） ；iPkNC2 轮组系数，单轮组为 6.4,双轮组为 1.0,四轴组为 0.38； 轴数系数。1C 被换算车型的轴载级别。K当轴间距离大于 3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于 3m 时， 双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：=1

2、+1.2(m-1)1C式中：m轴数。 轴载换算结果车型（iPkN）C2 轮组系 数1C轴数 系数（次/日）in4.35 12()iipC C np前轴6.41小客车 后轴1.012654前轴49.006.41217.297黄河 JN150 后轴101.61.01756 810.046前轴50641189.029斯柯达 706R 后轴901.01631 399.010前轴28.7064145.585解放 CA50 后轴68.201.011625 307.479日野 KB222前轴50.26.41705225.128后轴104.3 1.01846.693前轴47.66.41134.544长征 CZ

3、-361 后轴90.71.02.2531 764.027前轴23.706.419.467 东风 EQ-140 后轴69.201.01776 156.43140.756.4197.444日野 KF300D 79.001.02.2756 596.51645.406.4110.518太脱拉 T-138S 90.001.02.251 70.950交通量年平均增长 率（%）11.1N4880.164则其设计年限内一个车道上的累计量轴次：eN1(1)1 365teNN式中 设计年限内一个车道的累计当量次数；eNt 设计年限，由材料知，t=20 年； 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；1N 设计年限内的交

4、通量平均增长率，由材料知，=0.111； 车道系数，由材料知 =0.5。则：10784. 55 . 01644880.111. 0365 1)111. 01 ( 365 1)1 ( 7201NNte2验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于 50KN 的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。iPinPN8 2 1 1)(ppnCCNiiKi 式中： 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次N数； 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日） ；in 标准轴载（） ；PkN 各种被换算车型的轴载（） ；iPkN轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组为 18.5

5、，四轮组为 0.09。 1C轴数系数； 2C轴载换算结果车型（iPkN） 2C 1C（次/日）in8 12()iipC C np前轴18.51小客车 后轴1.012654前轴49.0018.5146.480黄河 JN150 后轴101.61.01756 858.364前轴5018.5145.600斯柯达 706R 后轴901.01631 217.625前轴28.7018.511.384解放 CA50 后轴68.201.011625 76.055前轴50.218.5152.601日野 KB222 后轴104.3 1.01705 987.332前轴47.618.5125.890长征 CZ-361

6、后轴90.71.03531 729.582前轴23.7018.510.143东风 EQ-140 后轴69.201.01776 40.80540.7518.5110.634日野 KF300D 79.001.03756 344.08045.4018.511.703太脱拉 T-138S 90.001.0351 65.861 交通量年平均增长 率（%）11.1N3504.139则其设计年限内一个车道上的累计量轴次 eN为：次10153. 45 . 0139.3504111. 0365 1)111. 01 ( 365 1)1 ( 7201NNte2.22.2 结构组合与材料选取结构组合与材料选取根据公路

7、沥青路面设计规范 ，并考虑公路沿途有碎石、石灰、水泥 供应，路面结构层采用沥青混凝土（180mm） ，基层采用水泥稳定碎石 （250mm） ，底层采用石灰土（厚度待定） 。采用三层式沥青混凝土面层， 表层采用细粒式密级配沥青混凝土（40mm） ，中面层采用中粒式密级配沥 青混凝土（60mm） ，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（80mm） 。2.32.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度各层材料的抗压模量和劈裂强度土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂 强度已参照规范给出的推荐值确定。见表 2-4。表 2-4 结构组合参数抗压回弹模量层次材料名厚度(cm)15C 模量20

8、C 模量劈裂强度（Mpa）细粒式沥青混凝土4200014001.4中粒式沥青混凝土6160012001.0粗粒式沥青混凝土812009000.8水泥稳定碎石25150015000.6石灰土 待定5505500.25土基362.42.4 设计指标的确定设计指标的确定1设计弯沉值dl公路为高速公路，则公路等级系数cA取 1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数sA取 1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数bA取 1.0。0.2600decsblNA A A式中： dl 设计弯沉值eN 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数cA 公路等级系数，一级公路为 1.0sA 面层类型系数

9、，沥青混凝土面层为 1.0bA 基层类型系数，半刚性基层为 1.0所以 mmAAAIdbsceN97.170 . 10 . 10 . 1)10153. 4 (60060072 . 02 . 02各层材料按容许层底拉应力R，按下列公式计算：s R sk式中 ： R 路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa） ；s 路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限eN次加载的疲劳弯拉应力（Mpa） ；sk 抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数： 21. 5/09. 022. 0AcNeKs4.27对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数：66. 2/35. 011. 0AcNeKs2.4

10、1对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数：43. 3/45. 011. 0AcNeKs3.10结构层容许弯拉应力材料名称s（Mpa）skR（Mpa）细粒沥青混凝土1.24.270.29中粒沥青混凝土1.04.270.24粗粒沥青混凝土0.84.270.20水泥稳定碎石0.62.410.25石灰土0.43.100.132.42.4 路面结构层厚度的计算路面结构层厚度的计算2.62.6 防冻层厚度检验防冻层厚度检验根据规范知：在季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，路面设计应进行防冻 厚度的检验，如小于规范定的最小防冻厚度时，应增设或加垫层使路面总厚度 达到要求。路面结构层总厚度 h=4+6+8+25

11、+17=60cm，大于最大冰冻深度 50cm，所以不考虑冻层深度。3 3 水泥混凝土路面设计水泥混凝土路面设计3.13.1 交通量分析交通量分析1标准轴载与轴载换算 我国公路水泥混凝土路面设计规范以汽车轴重为 100kN 的单轴荷载作为设 计标准轴载，表示为 BZZ100。凡前、后轴载大于 40KN（单轴）的轴数均应换 算成标准轴数，换算公式为：161()100n i sii ipNN式中： 100KN 的单轴双轮组标准轴数的通行次数；sN 各类轴轮型；级轴载的总重（KN） ；iP 轴型和轴载级位数；n各类轴轮型 i 级轴载的通行次数；iN轴轮型系数。i（）iPkNi（次/in日）16()10

12、0i iipN前轴1.0小客车 后轴1.02654前轴49.001.08.35*10-3黄河 JN150 后轴101.61.0756 974.59前轴501.00.01斯柯达 706R 后轴901.0631 116.93前轴28.701.03.44*10-6解放 CA50 后轴68.201.01625 3.56前轴50.21.00.01日野 KB222 后轴104.3 1.0705 1382.73前轴47.61.03.69*10-3长征 CZ-361 后轴90.72.49*10-6531 2.77*10-4前轴23.701.07.69*10-8东风 EQ-140 后轴69.201.0776 2

13、.15 40.751.04.37*10-4日野 KF300D 79.002.46*10-6756 4.28*10-545.401.01.66*10-4太脱拉 T-138S 90.004.08*10-651 3.86*10-5交通量年平均增长率 （%）11.1N2481.00则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数: 365 1)1(t s eNN式中： 标准轴载累计当量作用次数；eNt 设计基准年限； 交通量年平均增长率，由材料知，=0.111； 临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下表 3-2。表 3-2 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.170.22行车道宽7m二级及二级以下公路行车道宽7m0.340.390.540.62=11762275.17 次。 365 1)1(t s eNN3.23.2 初拟路面结构初拟路面结构因为交通量 10010411762275.172000104次，故可知交通属于重交通。由以上可知相应于安全等级为一级的变异水平等级为低级，根据高速公路、特 重交通等级和低级变异水平等级。查规范知：初拟普通混凝土面层厚为 260mm；基层选用水泥稳定碎石，厚为 200mm；垫层为 200mm 的水泥稳定土。