沥青路面设计计算案例及沥青路面课程设计

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1、a沥青路面设计计算案例一、新建路面结构设计流程（1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标 准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯 沉值或容许拉应力。（2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定 各个路段土基回弹模量设计值。（3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据 工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度 等，确定各结构层的设计参数。（4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。如不 满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组

2、合，或调整材料配合比， 提高材料极限抗拉强度，再重新计算。（5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。（6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算， 厚度计算应采用专业设计程 序。有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见沥青路面设计规 范。二、计算示例（一）基本资料1自然地理条件新建双向四车道高速公路地处U 2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计， 填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面 2.4m, 般路 基处于中湿状态。2. 土基回弹模量的确定该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定

3、 土基回弹模量设计值为40MPa3. 预测交通量预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0 %.表9-11 预测交通组成与交通量车型分类代表车型交通量（辆/d）小客车中客车大客车 轻型货车 中型货车桑塔纳2000江淮AL6600黄海DD680北京BJ130东风EQ1402280220450260660重型客车铰接挂车黄河JN163东风SP9250868330（二）根据交通量计算累计标准轴次 Ne,根据公路等级、面层、基层类型及Ne计算设计弯沉值。解:1.计算累计标准当量轴次标准轴载及轴载换算。路面设计采用双轮组单轴载100KN为标准轴载，以BZZ-100表示，

4、根据沥青路 面设计规范规定，新建公路根据交通调查资料，主要以中客车、大客车、轻型 货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量，即 除桑塔纳2000外均应进行换算。计算公司为：nPN 八 CGniG）4.35得P对于北京BJ130型轻型货车前轴:C 1=1, C2=6.4, Pi=13.4KN, ni=260N=C1 x C2X ni x（ Pi/P ） 4.35=1 x 6.4 x 260x （13.4/100） 435=0.3（次/d）后轴：C1=1, C2=1, Pi=27.4KN, P=100KN,ni=260N=C1 x C2x ni x（ Pi/P ） 4.3

5、5=1 x 1 x 260x （27.4/100） 4.35=0.9（次/d）对于东风EQ140型中型货车前轴:N=7.9（次/d）后轴：N=133.9（次/d）对于东风SP9250型铰接挂车前轴：N=110（次/d）后轴：N=1704.3（次/d）对于黄海DD680型大客车前轴：N=129.3（次/d）后轴：N=305.8（次/d）对于黄河JN163型重型货车前轴：543.3（次/d）后轴：N=1534.8（次/d）对于江淮AL6600型中客车前轴：N=0.6（次/d）后轴：N=0.7（次/d）合计：N=4471.8（次/d）累计标准当量轴次Na沥青路面高速公路设计使用年限以15年计，车道系

6、数n =0.45 ,则累计当量轴次 为：Ne = （1+Y）t -1365Ni=(1+0.05) 15-1 X 365X 4471.8 X 0.45/0.05 =15849307 (次)累计轴次计算结果见表9-12，属于重交通等级。表9-12轴载换算与累计轴载汽车类型前轴 重(KN)后轴重(KN后轴数后轴轮 组数后轴距(m日交通量(辆 /d )北京BJ130型轻型货车13.427.4120260东风EQ140型中型货车23.669.3120660东风SP9250型铰接挂车50.7113.3324330黄海DD680型大客车49.091.5120450黄河JN163型重型货车58.6114.51

7、20868江淮AL6600型中客车17.026.5120220换算方法弯沉及沥青层拉应力指标累计交通轴次1585万次注：以半刚性材料层的拉应力为设计指标时，各级轴载换算过程略。2.路面设计弯沉值的计算1) 初拟路面结构2) 根据本地区得到路用材料，结合已有工程经验与典型结构，拟定了 3个结构 组合方案。方案一：4cm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 +38cm水泥稳定碎石基层+?水泥石灰沙砾土层，以水泥稳定沙砾为设计层。方案二：4cm细粒式沥青混凝土 +8cm中粒式沥青混凝土 +15cm密及配沥青碎石+？ 水泥稳定沙砾+18cm级配沙砾垫层，以水泥稳定沙砾为

8、设计层。方案三：4cm细粒式沥青混凝土 +8cm中粒式沥青混凝土 +2X 10cm密及配沥青碎 石+35cm级配砂石。2)计算路面设计弯沉值l600Ne43.2AcAsAbId =600Ne.2AAA方案一：该结构为沥青混凝土面层，半刚性基层：Ac=1 .0 ， As=1 .0 ， Ab=1.0l d=600Ne.2 X AAAb =600 X 15849307.2 X 1.0 X 1.0 X 1.0=21.78 (0.01mm方案二：该结构为沥青混凝土面层，柔性基层与半刚性基层组合，根据内插法确 定基层系数为1.45 ;Ac=1.0，As=1.0，Ad=1.45-0 2 -0 2l d =6

9、00Ne . X ACASAb=60X 15849307 . X 1.0 X 1.0 X 1.45=31.59(0.01mm) 方案三：该结构为沥青混凝土面层，柔性基层。Ac=1.0 ， As=1 .0 ， Ab=1.6l d =600Ne-0.2 X ACASAb=60X 158493072 X 1.0 X 1.0 X 1.6=34.86(0.01mm)沥青路面课程设计、设计目的运用所学的知识， 在教师的指导下， 独立的进行沥青路面的设计工作， 以培 养和提高对路面结构的设计计算能力， 掌握路面设计的基本方法和步骤。 通过课 程设计，应达到以下目的：（1）进一步加深对所学基本理论知识的理解和

10、掌握，完善理论和实践的衔接； （ 2）熟悉路基路面设计的基本内容和程序， 了解和熟悉现行的国家行业 “标准” 和“规范 ”；（3）学会收集及查找相关资料的方法和途径；（4）培养运用所学知识分析问题、解决问题的能力；（5）养成严谨求实的工作作风。二、设计资料某高速公路的沥青路面结构设计（一）设计任务要求某公路设计等级为高速公路，设计基准年为 2006 年，设计使用年限为 20 年，拟采用沥青路面结构，需进行路面结构设计。（二）气象资料该公路处于U 5区，属于温带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年平 均气温在1414.5 C,月份气温最低，月平均气温为-0.20.4 C, 7月份气温 27 C

11、左右，历史最高气温为40.5 C,历史最低气温为-17 C,年平均降水量 为525.4658.4mm雨水多集中在69月份，约占全年降雨量50%。平均初霜 日在11月上旬，终霜日在次年3月中下旬，年均无霜日为220266d地面最大 冻土深度为20cm,夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在3.0m/s.（三）地质资料与筑路材料路线位于平原微丘区，调查及勘探中发现，该地区主要分布于低山丘陵区， 坡地前和山前冲击、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂缝发育，厚度变化大， 承载能力低， 该层具轻微湿陷性， 应注意发生不均匀沉陷的可能。 未发现有影响 工程稳定的其他不良工程地质现象。 当地沿线碎石产量丰富

12、， 石料质量良好， 可 考虑用水泥稳定石屑作基层，路段所处的土基强弱悬殊，其计算回弹模量E0,有两个代表值分别为30MP和60MP.沿线有多个石灰厂，石灰产量大、质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富， 可用于本项目建设。本项目所在地域较缺 乏砂砾。（四）交通资料根据工程可行性研究报告得知近期交通组成与交通量如表9-13所示，交通量年增长率如表9-14所示。9-13近期交通组成与交通量车型交通量（辆/ d）车型交通量（辆/ d）三菱FR415380江淮HF150510410520五十铃NPR595G430东风 SP9135B江淮HF140A510五十铃东风M340490EXR181L9-1

13、4交通量年增长率期限增长率（）20072011年9.020122016年7.520172021年5.5三、设计依据高速公路全线按六车道高速公路标准设计行车道路缘带、 中间带、硬路肩和 土路肩。路基宽度为0.35m,双向三车道2X 3X 3.75m,中间分隔带宽度为3.0m, 左侧路缘带宽度为0.75m,右侧硬肩路总宽为3.25m土路肩宽为0.75m.计算行车 速度为100km/h,全线全圭寸闭全立交。四、设计方法与设计内容要求根据以上设计资料，首先确定路面的类型，然后拟定至少两个方案进行 比选，对沥青路面设计确定路面的各层厚度，并验算层底弯拉应力指标，路面材料的设计参数详见教材和相关规范设计手册。本着因地制宜、就地取材的原则， 选择合理的路基横断面形式和边坡坡度，并采取有效的防护措施，确保路基的强 度和稳定。本次设计最小填土高度为 1.50m,填土高度平均为2.50m。 设计内容：（1）设计计算书（包括轴载换算、设计弯沉值）；（2）路面结构方案图。五、设计要求在规定的设计时间内认真、独立地完成课程设计，提交真实的设计成果。