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1、1 基本资料 1个人资料 1自然地理条件土基回弹模量的确定交通量验算轴载计算代表轴载 轴载换算2.1.1 以弯沉值和沥青层的层底拉力为设计标准2.1.2 以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标2.1.3 累计交通轴次综合表初拟路面结构路面材料配合比设计和设计参数的确定材料的确定路面材料抗压回弹模量的确定4.2.1 沥青材料抗压回弹模量的确定4.2.2 半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定材料劈裂强度的测定5 验算拟定方案计算各方案弯沉值设计方案验算验算方案一 .5.2.2 验算方案二 . 85.2.3 验算方案三 . 96 方案对比 101. 基本信息和初试条件 个人信息 姓名：王飞 班级：0
2、7交通一班 地区：河北省涿州市 自然地理条件新建高速公路处于II4区，为双向四车道（车道系数），拟定采用沥青路面结构进行施 工图设计，沿线为中液黏性土，稠度，属于中湿状态，年降雨量750mm最高温度40 C最低温度-25 C ,多年最大冻深160cm土基回弹模量的确定设计路段路基处于中湿状态，为中液黏性土，运用查表法确定土基回弹模量，设计值为 39Mpa 交通量验算预计交通量增长率前五年为9%之后五年7%最后五年6%沥青路面累计标准轴次 按15年计。表1-1车型分类代表车型数量（辆/d ）小客车三湘CK6560300中客车亚洲ZQ6600200大客车黄海 DD6111CS430轻型货车金杯SY
3、132250中型货车切贝尔D420680重型货车黄河JN162A850铰接挂车东风SP9250330对交通量进行折算验算：将设计路段拟定交通量折算为小客车与高速公路分级要求比 较，根据道路勘测设计公路分级要求，四车道高速公路折合成小客车平均日交通量 为2500055000辆，具体折算验算见表1-2表1-2车型分类折算前数量（辆/d ）折算后数量（辆/d ）小客车21002100中客车200300大客车430645轻型货车250375中型货车6801360重型货车8502550铰接挂车330990根据下公式计算设计交通量式中：AADT 设计交通量（pcu/d ）ADT 起始年日交通量（pcu/d
4、 ） 年平均增长率（%n预测年限（年）通过计算后交通量为31957辆/天，符合高速公路分级标准，所拟定的交通量达到高速公路使用标准2轴载计算代表轴载见2-1表表2-1汽车车型前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m交通量（辆 /d ）亚洲ZQ6600120200黄海 DD6111CS120430金杯SY132120250切贝尔D420120680黄河JN162A120850东风SP9250324330轴载换算轴载换算以弯沉值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的层底拉力为设计标准以弯沉值和沥青层的层底拉力为设计标准 式中：n 标准轴载的当量轴次（次/日）n 各种被换算车辆的作用次（次/
5、日）p 标准轴载（kN）pi 各种被换算车型的轴载（kN）C1 轴数系数C2 论组系数，双轮组为1,单轮组为，四轮组为 当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，此时轴系数为 1,当轴间距小于3m时, 双轴或多轴按G +（ m-1）计算，m为轴数。带入数据计算累计交通轴次为x 107次以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标式中：C1 轴数系数C2 轮组系数，双轮组为，单轮组，四轮组对于轴间距小于3m的双轴或多轴的轴数系数按 C11 （m 1）计算，m为轴数带入数据计算累计交通轴次为x 107次综合表见表2-2换算方法弯沉值和沥青层的层底拉力半刚性材料的层底拉力累计交通轴次x 107x 107有
6、表2-2可知，为重交通等级。3初拟路面结构结合已有工程经验与经典构造，拟定了三个结构方案，根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能因素，初步确定路面结构组合与各厚度如下：方案一：3cm细粒式沥青混凝土 +4cm中粒式沥青混凝土 +6cm粗粒式沥青混凝土 +37cm 水泥稳定碎石基层+？ cm水泥石灰沙砾土层，以水泥石灰沙砾土为设计层。方案二：3cm细粒式沥青混凝土 +4cm中粒式沥青混凝土 +6cm中粒式沥青碎石+20粗 粒式沥青碎石+？ cm级配碎石，以级配碎石为设计层。方案三4cm中粒式沥青混凝土 +6cm粗粒式沥青混凝土 +6cm粗粒式沥青碎石+20cm水 泥粉煤灰
7、碎石+？ cm水泥稳定碎石。4路面材料配合比设计和设计参数的确定材料的确定刚性材料、柔性材料取自沿线料场集合料沥青选自A级90号，技术指标符合公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）相关规定。路面材料抗压回弹模量的确定沥青材料抗压回弹模量的确定根据路基路面表14-15等拟定20T和15C的抗压回弹模量，见表4-1沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值表4-1材料名称20r抗压回弹模量（Mpa15C抗压回弹模量（Mpa方差方差细粒式沥青混凝土19871991578266533919883362中粒式沥青混凝土14201021207217118617842541粗粒式沥青混凝土972548
8、6113155911871429密集配沥青碎石12451151013171215514002010半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定根据路基路面表14-16和相关计算拟定材料抗压回弹模量，见表4-2半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值表4-2材料名称抗压模量（Mpa方差水泥稳定碎石318078016204750水泥石灰沙砾土159025010902090水泥稳定沙砾261523321453085:级配碎石400级配沙砾250材料劈裂强度的测定根据路基路面表14-15和表14-16确定材料劈裂强度，见表4-3路面材料劈裂强度表4-3材料名称细粒式沥 青混凝土细粒式沥 青混凝土细粒式沥
9、青混凝土水泥稳定 碎石水泥稳定 沙砾水泥石灰 沙砾土劈裂强度5验算拟定方案计算各方案的弯沉值路面的弯沉值|d由下式求出 式中：l d 设计弯沉值（mmNe设计年限内一个车道累计当量标准轴载通过次数AC 公路等级系数，高速公路、一级公路取，二级公路为，三四级公路 为As 面层类型系数，沥青混凝土面层为，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、 上拌下贯或灌入式路面、理清处治为AB 路面结构系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为，柔性基层沥青路面为，若基层由柔性材料和半刚性材料组合而成， 则位于两者之 间，通过线性内插决定。计算各方案弯沉值：方案一：为半刚性基层，路面系数取，通过计算得方案二：为柔性基层，路面系
10、数取，通过计算得到 方案三：为半刚性和柔性材料组合基层，路面系数取，通过计算归总见表5-1各方案弯沉值表5-1万案万案一万案二万案三设计方案验算验算方案一结构厚度计算结果序号结构层材料名称20 C抗压模量(Mpa15C抗压模量(Mpa劈裂强度(Mpa厚度(cm)容许拉 应力(Mpa均值标准差均值标准差1细粒式沥 青混凝土1987199266533932中粒式沥 青混凝土1420102217118643粗粒式沥 青混凝土9725413155964水泥稳定 碎石31807803180780375水泥石灰 沙砾土15902501590250156土基390-按设计弯沉值计算设计层厚度LD=H( 5
11、)= 15 cm LS=H( 5 )= 15 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度：H( 5 )= 15 cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第4层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm( 第5层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度：H( 5 )= 15 cm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 15 cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度50 cm 验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求 通过对设计层厚度取整，最
12、后得到路面结构设计结果如下细粒式沥青混凝土3 cm中粒式沥青混凝土4 cm粗粒式沥青混凝土6 cm水泥稳定碎石37 cm水泥石灰砂砾土15 cm十基522验算方案二结构厚度计算结果序号结构层材料名称20 r抗压模量(Mpa15C抗压模量(Mpa劈裂强度(Mpa厚度(cm容许拉 应力(Mpa均值标准差均值标准差1细粒式沥 青混凝土1987199266533932中粒式沥 青混凝土1420102217118643中粒式沥 青碎石900-1200-6-4粗粒式沥 青碎石1400-1500-20-5级配碎石400-400-19-6土基390-按设计弯沉值计算设计层厚度LD=H( 5 )= 15 cm
13、LS=H( 5 )= 20 cm LS=H( 5 )= cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度：H( 5 )= cm( 第1层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= cm(第2层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度：H( 5 )= cm(仅考虑弯沉)H( 5 )= cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度50 cm 验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求 通过对设计层厚度取整，最后得到路面结构设计结果如下细粒式沥青混凝土3 cm中粒式沥青混凝土4 cm中粒式沥青碎石6 cm粗粒式沥青碎石20 cm级配碎石19 cm十基验算方案三结构厚度计算结果序号结构层材料名称20 r抗压模量(Mpa15
