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1、路基路面工程课程设计公路沥青路面设计学校：学院：建筑工程学院班级：姓名：学号：台州某路段高速公路沥青路面设计计算书1. 基本资料(1) 自然地理条件台州地区计划修建一条双向六车道的高速公路，其中经过调查该路段地处IV4区，路基为中液限粘土，地下水位离地面高度为1.1m,路基填土高度为0.5m, 属于中湿状态；根据我国“沥青及沥青混合料气候分区指标”及相应的“分布图”， 得到最热月平均气温30C，最低气温低于-9C，年降雨量1000mm。近期双 向混合交通量为21000辆/日，交通组成和代表车型的技术参数分别如表 1和表2 所示，交通量年增长率为8%。该路线沿线可开采砂砾、碎石，并有丰富的石灰、
2、 水泥、粉煤灰、沥青等材料供应。(2) 土基回弹指数的确定设计路段处于V 4区，路基处于中湿状态，路基土为中液限粘土，稠度为0.98, 查表 二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)，得土基回弹模量为33.1MPa。土基回弹模量V 40 MPa，所以对地基进行加固处理，进行填土层50cm 处外加25cm厚的石灰处理填土层，查表二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)，得土基回弹模量为200MPa。(3) 根据可行性研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量，见表1-1。 预测交通量年增长率为8%。沥青路面累计标准轴载次数按15年设计。近期交通组成与交通量表1-1车型分类代表车型数
3、量(辆/d)一类桑塔纳5237.4二类五十铃8799三类解放CA10B4536四类黄河JN1501976.1五类黄河JN162405.3八类交通SH36146.2(4)设计轴载代表车型的技术参数表1-2序号汽车型号总重(kN)载重(kN)前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数轮组数1桑塔纳21107142五十铃422014283解放CA10B80.2540.0019.4060.851双4黄河JN150150.6082.6049.00101.601双5黄河JN162174.50100.0059.50115.001双6交通SH361280.00150.0060.002X 110.002双轴载换算(弯沉
4、及沥青层弯拉应力分析时)表1-3车型P (kN)Pil6n (辆/d )4.35,ccQ(辆/日) 辽丿五十铃前轴14后轴2816.48799221.69解放CA10B前轴19.40后轴60.85114536522.64黄河JN150前轴49.0016.41976.1567.99后轴101.60111976.12117.37黄河JN162前轴59.5016.4405.3271.08后轴115.0011405.3744.41父通SH361前轴60.0016.446.232.05后轴2X 110.002.2146.2153.86心严胖(次/日)4631.09车型P （kN）6n （辆/d ）CS佟
5、（辆/日） F丿五十铃前轴14后轴28解放CA10B前轴19.4后轴60.8511453685.26黄河JN150前轴49后轴101.6111976.12243.67黄河JN162前轴59.5118.5405.3117.78后轴115.0011405.31239.82父通SH361前轴6118.546.214.36后轴2X 110.02146.2198.07W（次/日）3898.96（5）累计标准轴载作用次数（累计当量轴次）交通量计算详见以下列表，得到累计轴载次数结果见下表，属于重交通等级。作弯沉计算及沥青层底弯拉应力验算时：Ner365 的.8 二1365 4631 .9 0.35=1.60
6、64 17（次）0.08作半刚性基层层底弯拉应力验算时:Ne Ni .8-1365 3898.96 0.35 =1.3524 107（次）.82. 初拟路面结构(1) 根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，结合已有工程经验与典型结构，拟定了两个结构组合设计方案。又根据结构层的最小厚 度、材料、水文、交通量以及施工机械的功能等因素，初步确定路面结构组合与 各层厚度如下：4cm细粒式沥青混凝土 +5cm中粒式沥青混凝土 +6cm粗粒式沥青混凝土 +？ cm水 泥稳定碎石+20cm二灰土。万案二:4cm细粒式沥青混凝土 +6cm中粒式沥青混凝土 +8cm粗粒式沥青混凝土 +? c
7、m水泥稳定碎石+20cm二灰土。3. 路面材料设计参数的确定(1) 实验材料的确定半刚性基层所用集料取自沿线材料，结合料沥青选用 A级90号，上面层采用 SBS改性沥青，技术指标均符合公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004) 相关规定。(2) 路面材料抗压回弹模量的确定根据设计选取工程用各种原材料，查表得到沥青混合料20C、15C的抗压回弹模量，各种材料的设计参数见表 2-1和表2-2。沥青路面各层材料设计参数取值表2-1材料名称抗压回弹指数(MPa)劈裂强度(MPa)20 C15C15C细粒式沥青混凝土140020001.4中粒式沥青混凝土120018001.0粗粒式沥青混凝土1
8、00012000.8水泥碎石150035500.5石灰土90014800.225二灰土75024000.25(3) 设计指标的确定-设计弯沉值本公路为高速公路，公路等级系数取1.0,面层是沥青混凝土，面层类型系数 取1.0,半刚性基层，基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：ld =600肌卫2代AsAb =6001.6064 107 恥 1.0 1.0 1.0 =21.73(0.01mm)4. 设计指标的确定-容许拉应力(1)细粒式密级配沥青混凝土：0 227 0.22K =0.09 N0 /代=0.09 1.6064 107/1.0 = 3.464sp1.40.40423.464(2) 中粒式
9、密级配沥青混：0 22,7 tP-22K U0.09XN； /Ac =0.09x(1.6064 乂107 ) /1.0 = 3.4641.03.464= 0.2887(3) 粗粒式密级配沥青混凝土:K =0.09況 N0.22/Ac =0.09江(1.6064江107 丫2/1.0 = 3.464sp0.83.464-0.2309(4) 水泥碎石:K =0.35 汇 N；11/Ac =0.35 汉(1.6064 汉 107 0.11/1.0 = 2.171K2.171= 0.230(5) 二灰土：K =0.35 汉 NfF/Ac =0.35 汇(1.6064汉107/1.0 = 2.171K0
10、.252.171= 0.11525. 设计资料汇总设计弯沉值为 21.73 (0.01mm)材料名称h(cm)20E模量(MPa)容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土414000.4042中粒式沥青混凝土512000.2887粗粒式沥青混凝土610000.2309水泥碎石?15000.230二灰土209000.1152十基40方案二:材料名称h(cm)20C模量(MPa)容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土414000.4042中粒式沥青混凝土612000.2887粗粒式沥青混凝土810000.2309水泥碎石?15000.230二灰土207500.1152十基406.确定石灰土层厚度公路等级
11、:高速公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值21.73 (0.01mm)路面设计层层位4设计层最小厚度150 (mm)层位结构层材料名称厚度20 C平均抗压(mm)模量(MPa)1细粒式沥青混凝土4014002中粒式沥青混凝土5012003粗粒式沥青混凝土6010004水泥稳定碎石?15005一灰土2009006新建路基44.2方案一：新建路面结构厚度计算标准差15 C平均抗压标准差容许应力(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)0200000.40420160000.28870120000.23090150000.230075000.1152按设计弯沉值计算设计层厚
12、度：LD= 21.73 (0.01mm)H( 4 )= 150 mmLS= 2.1 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时LS=LD,故弯沉计算已满足要求.H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 150 mm(第2层底面拉应力计算满足要求 )H( 4 )= 150 mm(第3层底面拉应力计算满足要求 )H( 4 )= 150 mm(第4层底面拉应力计算满足要求 )H( 4 )= 150 mm( 5 )= .134 MPaH( 4 )= 200 mmr ( 5 )= .112 MPaH( 4 )= 193 mm(第5层底面拉应力计算满足要求 )路面设计层厚度：H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 193 mm(同时考虑弯沉和拉应力)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40 mm中粒式沥青混凝土50 mm粗粒式沥青混凝
