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1、11 新建沥青混凝土路面设计1.1 设计资料1.1.1 工程概况 济微公路是济南至济宁微山的一条重要通道，济微路宁阳境路段，近年来交通量迅速增多，车辆超载严重，造成路面大面积破坏，已不能适应日益增长的交通量的需要，制约了沿线地区的经济发展，路面改造势在必行。1.1.2 路线路线的起点为肥城与长清界,往南经肥城老城、新城、仪阳、安临站、安驾庄，跨汶河进入宁阳境，经伏山、宁阳县城，到达终点宁阳与汶上界，路线全长 73.6 公里。 路线所经地区为平原微丘区，地形起伏平缓。全线按二级公路设计，设计速度采用 80km/h。1.1.3 路面及地理特征路面横坡度采用 1.5，路肩横坡为 1.5%。根据各路段
2、的实际情况，路面结构采用以下形式:对路面破坏严重及纵断面设计后采用路面补强不合要求的路段，采用新建路面结构。该地区多年平均冻深 60cm，补强采用沥青混凝土路面，原路面表面伴有较严重的各种裂缝、坑槽、松散等破坏现象；原路面面层结构为：2cm（AC-10）细粒式沥青混凝土4cm（AM-20）中粒式沥青碎石；基层为32cm 的二灰稳定碎石，底基层为 16cm 的水泥稳定土,土基为中湿状态。地理特征：沿线土多为粉质土，地下水位埋藏较深，路槽底面距地下水位的高度均在 2.9m 以上。沿线有碎石、石灰、水泥供应，并有一火电厂可供粉煤灰。1.1.4 交通量资料：项目小货车中货车大货车小型客 车中型客 车大
3、型客 车载货挂 车 2006 年测日 交通量980790750720280280550采用车 型BJ-130CA-10BJN-150BJ-130BJ-130CA-10BJN-150交通量年增长率为 5%。预计 2009 年通车运行。旧路改建交通量资料2项目小货车中货车大货车小型客 车中型客 车大型客 车载货挂 车 2006 年测日 交通量840810780680300265510采用车 型BJ-130CA-10BJN-150BJ-130BJ-130CA-10BJN-1501.1.5 旧路面回弹弯沉值资料： 2007 年 9 月份对该公路进行结构评定，用标准车 BZZ100 实测弯沉值， 测定时
4、路表温度为 25，统计结果如下： K5 +000 208.8 k6+000 364.8 k7+000 237.6 +100 180.2 +100 290.0 +100 254.4 +200 148.8 +200 189.0 +200 231.2 +300 177.6 +300 160.8 +300 201.6 +400 198.6 +400 196.8 +400 256.0 +500 242.4 +500 242.0 +500 286.6 +600 231.8 +600 309.6 +600 271.6 +700 220.8 +700 343.2 +700 295.2 +800 232.8 +
5、800 350.4 +800 235.2 +900 289.2 +900 225.6 +900 208.8 K8+000 302.41.2 确定路面等级和面层类型1.2.1 以设计弯沉为指标及沥青层层底拉应力验算 设计年限内一个车道的累计当量轴次数计算（确定路面等级） 。车 型 前轴重（ KN ） 后轴重（ KN ） 后轴数 辆 / 日 BJ130 13.5527.21 1980CA10B 19.460.851 1070JN15049101.61 1300（1）轴载换算各级轴载 Pi的作用次数 ni，匀应按下式换算成标准轴载 P 的当量作用次数N。匀应按下式换算成标准轴载 P 的当量作用次数
6、N。根据公路沥青路面设计3规范公式 3.1.2-1 kii iiippnCCN135. 4 , 2, 1)(式中：标准轴次的当量轴次，次/日；N被换算车型的各级轴载作用次数，次/日；1N轴数系数，当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴计算，此1C时轴数系数为1；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：C1=1+1.2(m-1) （1.3）m轴数轮组系数,单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。2C标准轴载，KNp被换算车型的各级轴载，KNipBJ130 kii iiippnCCN135. 4, 2, 1)()(99. 8)1002 .27(198011)10055.13(198
7、04 . 6135. 435. 4次CA10B kii iiippnCCN135. 4, 2, 1)()(75.128)10085.60(107011)1004 .19(10704 . 6135. 435. 4次JN150 kii iiippnCCN135. 4, 2, 1)()(60.1766)10060.101(130011)10000.49(13004 . 6135. 435. 4次4(2) 设计年限累计当量标准轴载数拟建二级公路，路面的设计年限为 12 年， 车道系数取 =0.5 。年增长率为 5%时的计算起算年 （次）51.2204)05. 01 (34.1904)1 (33 1NN
8、Ne=6403827.29（次）4000000(次)故应属于高级路面。1.2.2 以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时(1) 轴载当量换算 各级轴载 Pi的作用次数 ni，匀应按下式换算成标准轴载 P 的当量作用次数N8 , 21 , 1)(PpnCCNi iikii BJ130 8 , 21 , 1)(PpnCCNi iikii )(06. 0)1002 .27(198011)1005 .13(19805 .18188次CA10B8 , 21 , 1)(PpnCCNi iikii )(15.20)10085.60(107011)1004 .19(10705 .18188次JN1508
9、, 21 , 1)(PpnCCNi iikii （次）29.64038275 . 051.2204%5 1%)51(3651)1 (365121NrrNet5)(95.1555)1006 .101(130011)10000.49(13005 .18188次1.2.4 N 和 N汇总得下表：(2) 累计当量轴次 年增长率为 5%时的计算起算年 （次）3 .1825)05. 01 (16.1576)1 (33 1NN故该值可用来计算半刚性基层层底的拉应力验算。(3) 结构组合与材料选取根据规范推荐结构并考虑到公路沿途有大量碎石、砂、石灰、水泥等供应，路面结构面层采用沥青混凝土 8cm，本设计采用二
10、层式沥青，表层采用中粒式开级配沥青混凝土，厚度（4cm） ，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土，厚度（4cm） ，基层采用水泥稳定碎石 20cm，底基层采用石灰土。N （次）（次）Ne车 型Pi (kn)ni(辆/日)C1C2 kii iiippnCCN135. 4, 2, 1)(C1C28 , 21 , 1)(PpnCCNi iikii 前轴13.55198016.42.12118.50.004 BJ130 后轴27.2 1980116.8711 0.06前轴19.40107016.45.46118，50.04 CA10B 后轴60.85107011123.291120.11前轴49.0013
11、0016.4373.66118.579.93 JN150 后轴101.601300111392.94111476.02合计-1904.34-1576.16（次）41.53022695 . 03 .1825%5 1%)51(3651)1 (365121NrrNet61.2.3 路面设计弯沉值的计算AC ：公路等级系数 二级公路取 1.10; AS：面层类型系数，沥青混凝土面层为 1.0:沥青表面处治为 1.2；中、低级路面为 1.3； Ab基层类型系数，对于半刚性基层为 1.0; Ne：设计年限内一个车道上的累计当量轴次数=6403827.29 次。1.2.4 路基回弹模量的确定按路基土类与干湿
12、类型，确定该路段土基弹性模量。2.1 由原始材料可知：沿线土多为粉质土，地下水位埋藏较深，路槽底面距地下水位的高度均在 2.9m 以上。地区所在的自然区为 II5a，该地区多年平均冻深为 60cm。查表的土基的干湿类型为干燥类型。得分界稠度 C1.05，取稠度 C=1.05.所以查表的土基回弹模量 E 为 44.5mpa。1.2.5 拟定路面结构方案和材料模量的确定沥青混合料结构层的抗压回弹模量按我国公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （JTJ052-2000）进行试验测定。当以设计弯沉值为设计验算指标时，取标准温度为 20 摄氏度；当以层底拉应力为设计验算指标时，取标准试验温度bsc edAA
13、ANl2 . 0 600)01. 0(72.28111 . 16403827.296006002 . 02 . 0mmAAANlbsc ed7为 15 摄氏度，以适应不同设计控制指标所对应的最不利环境温度。路面结构方案上面已经说明，查路基路面工程课本抗压模量取 20 摄氏度的模量，各值均取规定范围的中值，因此得到 20 摄氏度的抗压模量：中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa,细粒式密级配沥青混凝土为 1400MPa,水泥稳定碎石为 1500MPa,石灰土为 550MPa；各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为 1.4MPa, 中粒式密级配沥青混凝土为 1.0MPa，水泥稳定碎石为 0.5MPa,石灰土为 0.23MPa。(1)结构组合与材料的初选定因为设计年限内一个车道上的累计当量轴次数大于 400，所以组合如下：410- 面层 沥青混凝土 8 cm -
