路基路面课程设计说明书-某高速路的路面结构计算与路基设计

1、郑州大学水利与环境学院路基路面课程设计说明书专业：道路桥梁与渡河工程学生姓名：学号:完成时间：2012年1月14日路基路面课程设计说明书 1第一篇设计任务书 4一、设计题目： . 4二、设计资料： . 51、设计任务书要求. 52、气象资料 . 53、地质资料与筑路材料 54、交通资料 . 65、设计标准 . 7第二篇：设计具体内容 . 8第一部分：路基设计 . 81路基横断面布置. 82、公路用地宽度 . 83、路基最小填土高度 . 84、路基边坡与排水. 95、稳定性 . 96、路基压实标准 . 107、地基评价 . 118、路基填料的考虑. 119基层及基层填料的考虑 1210路堤的防护

2、 . 12第二部分 排水设计 . 121、路基排水设计 . 122、路面排水 . 133、中央分隔带排水. 13第三部分 公路路面结构设计 . 14一路面结构组合设计分析 141拟定路面结构组合方案 141）在面层用沥青混凝土，基层可以用两种方案 142）用混凝土路面 . 14二路面结构组合设计计算 15第一节：半刚性基层沥青路面 15A: 用水泥稳定石屑和石灰稳定土为基层 151沥青路面设计弯沉值和容许拉应力计算 152用程序计算路基厚度设计结果 17当E=30mpa时计算结果 17当E=60mpa时计算结果 20B:组合式基层沥青路面 241 、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算结果 2

3、42用程序计算路基厚度设计结果 25E=30Mpa时结果 25E=60Mpa时结果 28第二节柔性基层沥青路面 . 321 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 322用设计程序计算设计层层厚 33当E=30Mpa时结果 33当E=60Mpa时计算结果 36第四部分 ：方案比较与选择 . 39一面层的选择 . 39二基层的比较与选择 . 40三特殊说明 . 41第三篇 参考书目 41第四篇 设计感想 42附注1、一般路堤断面图 012、高路堤断面图 023、矮路堤断面图 024、全挖路堤断面图 035、挡土墙与护坡路堤断面图 046、路面结构方案图 057、路基路面排水图 06第一篇 设计任务

4、书一、设计题目：某高速公路的路面结构计算与路基设计二、设计资料：1、设计任务书要求河南某公路设计等级为高速公路，设计基准年为2010 年，设计使用年限为 15 年，拟比选采用沥青路面结构或水泥混凝土路面，需进行路面结构 设计。2、气象资料该公路处于H 5区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。 年气温平均在14C 14.5 C,月份气温最低，月平均气温为-0.2 C 0.4 C, 七月份气温27C左右，历史最高气温为 40.5 C,历史最低气温为-17 C, 年平均降雨量为 525.4 毫米658.4 毫米，雨水多集中在 69月份，约占全 年降雨量 50%以上。平均初霜日在 11 月

5、上旬，终霜日在次年 3 月中下旬， 年均无霜日为 220 天266 天。地面最大冻土深度位 20 厘米，夏季多东南风， 冬季多西北风，年平均风速在 3.0 米/ 秒左右。3、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，该地区属第四系上更新统(Q3al+pl),岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲 积、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，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。其它未发现有影 响工程稳定的不良工程地质现象。当地沿线碎石产量丰富，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Eo有两

6、个代表值分别为30 MPa和60MPa。沿线有多个石灰厂，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。4、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一所示，交 通量年增长率如表二所示，不同车型的交通量参数见课本。近期交通组成与交通量表车型交诵量（辆/日）车型交诵量（辆/日）三菱FR415400600江淮HF150580750五十铃NPR595G500650东风 SP9135B560700江淮HF140A510650五十铃EXR181L520700东风M340520660交通量年增长率表二期限增长率丫(%)期限增长率丫(%)2

7、011 20158.02021 20255.52016 20206.55、设计标准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 35.0米，双向三行车道2X 3X 3.75米，中间分 隔带宽3.0米，左侧路缘带0.75米，右侧硬路肩总宽3.25米，土路肩宽0.75 米。计算行车速度100Km/h，全线全封闭全立交。要求根据以上设计资料，首先确定路面的类型，然后至少两个方案进 行比选，沥青路面计算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及设计手册。本着因地制宜，就 地取材的原则，选择合理的路基横断面型式和边坡坡度，

8、并采取有效地防 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2.50米，。路基横断面布置，包括一般填方，半填半挖，全挖和陡 坡路堤断面，路基的设计参数详见教材和相关规范及设计手册。考虑路基和路面的排水问题，因未提供地形图，所以不进行排水的系 统设计，但要设计路基边沟、排水沟和截水沟；路面采用中央分隔带排水 和拦水带。第二篇：设计具体内容第一部分 ：路基设计1路基横断面布置由横断面设计(查公路工程技术标准(JTGB012003), 高速公路双向六车道设置断面组成，路基宽度为35m，其中路面跨度为22.5m，中央分隔带宽度为3.00m，其中中间带宽度为1.5m，

9、左 侧路缘带宽度为0.75X 2=1.5m，右侧硬路肩宽度为 3.25X 2=6.5m, 右侧路缘带宽度0.75X 2=1.5m 土路肩宽度为0.75X 2=1.5m。路面横 坡为 2%，土路肩横坡为 4%。2、公路用地宽度根据路基布置形式，填土高度及边坡形式计算路基用地范围， 规范要求的公路用地宽度界限为公路路堤两侧排水沟外边缘以 外或路堑坡顶截水沟外边缘以外不小于 1m 范围内的土地；在有条件 的地段，高速公路、一级公路不小于3m,此处设置为3m。3、路基最小填土高度该高速公路路线位于平原微丘区，处于H 5区，在该设计中采用最小填 土高度为1.50m。查路基临界高度参考值可知，最小填土高度

10、和临界高度相比，处于H 5区的粘性土均处于干燥或中湿情况，则选用1.50m作为填土高度合适。4、路基边坡与排水1 ）一般路堤： 路基边坡坡度：查路堤边坡坡度表可得，填料为砂类及粘性土时，边坡的最大高度全部高度为20m,上部高度8m,下部高度12m。边坡坡度上部 高度 1：1.5，下部高度 1：1.75。路基排水：由于平均雨量比较大,边沟采用梯形,梯形边沟内侧边坡 为 1 ： 1 . 0 1 ： 1 . 5 ,梯形低宽和深度为 0.40.6 ,纵坡度采用 0.6%,一般来 说每隔 300 米设置出水口。排水沟采用梯形,距路基坡脚要大于 2m。2）陡坡路堤路基宽度、路基高度、路基压实、路基排水和一

11、般路基相同,只是在 路基边坡坡度和填方上不同,陡坡路堤可采用砌石填方,砌石顶宽0.8m,基底以 1:5的坡率向路基内侧倾斜。砌石高度 215m。3）全挖路基路基排水：边沟采用梯形,内侧边坡1 ： 1 .01 :1 .5。梯形低宽和深度0.40.6。在边坡坡顶设截水沟，采用梯形1:1.01:1.5。沟宽0.5m，沟深0.5m。长度200500m。排水沟采用梯形，距路基坡脚要大于2m。5、稳定性由横断面设计可知（查公路路基设计规范（JTJ013-2004）本 公路路基边坡由于路基填土高度均小于 8m,且路提边坡采用1: 1.5的 坡度，路堑边坡采用1: 05的坡度。为了增加路堤稳定性，可配置宽为

12、1.0m护坡道，由于该段公路非高填土，故不需要进行边坡稳定性验算。6、路基压实标准1）路基开挖后要分层压实，使之达到一定的密实度，做击实实 验，在最佳含水率下压实。2）路基压实采用重型压实标准击实实验，确定击实标准。压实度应符合公路工程技术标准（JTG B012003）表4.0.4的要求路基压实度填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度%（高速公路、一级公路）00.30零填即挖方00.80> 9600.80> 960.801.50> 94填方> 1.50> 937、地基评价根据地质特性，作出地基评价与处理措施。由于路线地处平原微丘区，该地区属于第四系，岩性为黄土状

13、粘土，主要分布于低山丘陵区，坡前和山前冲击、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。8路基填料的考虑考虑内容：当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好。可考虑用 水泥稳定石屑作填料，沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另外， 附件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。高速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最 大粒径应符合表331.4的规定路基填料最小强度和最大粒径要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小度（CBR）（%）填料最大粒径（m）高速公路填上路床030810方下路床3080510路上路

14、堤80150415基下路堤150以下315零填及路堑路床030810注：当路床填料CBR值达到表列要求时，可米取掺石灰或其它稳定材料处理粗粒土（填石）填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/39. 基层及基层填料的考虑当地沿线碎石产量丰富，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30和60MPa。沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另外， 附件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。10. 路堤的防护防风害，防水的冲刷，可以在边坡植草。这里从略。第二部分.排水设计1、路基排水设计路基地表排水可米用边

15、沟、截水沟、排水沟、跃水 井和急流槽等，各类地段排水沟应高出设计水位0.2m 以上。一般路基排水：边沟采用梯形，梯形边沟内测边坡为1：1.0s 1：1.5,梯形底宽和深度为0.4s0.6。排水沟米用梯形，距路基坡脚要大于 2m。陡坡路堤排水 :和一般路基排水相同。全挖路基排水：边沟采用梯形，内测边坡 1: 1.0 s 1： 1.5。梯形 低宽和深度0.4 s0.6。在边坡坡顶设截水沟，米用梯形 1: 1.0 s 1： 1.5。沟宽 >0.5m,沟深>0.5m。长度200s 500m排水沟采用梯形，距路基坡脚要大于 2m。2、路面排水路面排水采用集中排水方式，路面雨雪水流随拦水带汇集

16、，每30s40米在路基一侧设置水簸箕将路面积水引至路侧排水沟。超高路段路面排水在中央分隔带设置排水沟，弯道外侧的半幅路面水汇入排水沟，通过跌水井和横向排水管道将路 面积水沟内的水引入路侧排水沟。3、中央分隔带排水中央分隔带用 5cm 厚水泥混凝土密封表面做成与路面相同的 横坡，将水引入路侧排水沟。第三部分 公路路面结构设计一路面结构组合设计分析1拟定路面结构组合方案已知材料中“当地沿线碎石产量丰富，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Eo有两个代 表值分别为30 MPa和60MPa。沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另 外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富

17、，可用于本项目建设，本项目所在 地域较缺乏砂砾。 ”所以1) 用沥青混凝土，基层可以用两种方案1) 半刚性基层沥青路面其中用水泥稳定石屑和石灰稳定土为基 层2) 组合式基层沥青路面其中用水泥粉煤灰碎石和石灰稳定碎石 为基层3) 刚性基层沥青路面 其中用贫混凝土掺加粉煤灰做基层4) 柔性基层沥青路面 其中用沥青处治的级配碎石做基层2) 用混凝土路面1) 基层可以用沥青稳定碎石基层，水泥稳定粒料基层，用连续配 筋混凝土面层2) 用低等级混凝土作为基层，面板与基层连续摊铺，面层与基层视 为复合式路面每种结构的土基计算回弹模量 Eo有两个代表值分别为30 MPa和60MPa二.路面结构组合设计计算第一

18、节：半刚性基层沥青路面A:用水泥稳定石屑和石灰稳定土为基层1.沥青路面设计弯沉值和容许拉应力计算已知数据：高速公路等级，十五年设计年限，增长率分三段，七种车辆类型如上表，沥青混凝土面层类型系数为1,半刚性基层类型系数1，路面结构为五层用沥青混凝土面层，水泥稳定石屑和石灰稳定土为基层。结果如下轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车型名称前轴重（kN）后轴重;kN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量1三菱FR41530511双轮组5002五十铃NPR59523.5441双轮组6003江淮HF140A18.941.81双轮组6004东风KM34024.667.81双轮组6005江淮HF15045.11

19、01.51双轮组6006东风 SP9135B20.172.62双轮组>36507五十铃EXR181601003双轮组>3600设计年限15车道系数0.4序号分段时间（年）交通量年增长率(%159257.5355.5当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 ：路面竣工后第一年日平均当量轴次：3506设计年限内一个车道上累计当量轴次 ：1.284373E+07当进行半刚性基层层底拉应力验算时：路面竣工后第一年日平均当量轴次：2813设计年限内一个车道上累计当量轴次 ：1.030503E+07公路等级高速公路公路等级系数1面层类型系数1基层类型系数1路面设计弯沉值：22.7 (0.0

20、1mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土1.40 .422中粒式沥青混凝土10 .33粗粒式沥青混凝土0 .80 .224水泥稳定石屑0 .60 .235石灰碎石土0 .30 .112用程序计算路基厚度设计结果当 E=30mpa 时计算结果新建路面结构厚度计算公 路 等 级: 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 : 22.7 (0.01mm)路面设计层层位 : 4设计层最小厚度 : 20 (cm)层位结构层材料名称厚度(cm抗压模量(MPe抗压模量(MPa)容许应力(20C)(1501细粒式沥青混凝土4140

21、020000 .42中粒式沥青混凝土6120016000.33粗粒式沥青混凝土790012000 .24水泥稳定石屑?150015000 .145石灰碎石土255505500 .116土基30按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 22.7 (0.01mm)H( 4 )= 30 cm LS= 23.3 (0.01mm)H( 4H35 cm LSH 2(0b1 mm) H(4ll31.3cm(<lw雪)H( 4H3i .3 03b -H( 4H31.3 03b 2H( 4H31.3 03b 3H( 4H31.3 cm(»4H( 4H31.3 03b 5阕®M畧W-H(4l

22、l31.3cm(<lw眼色H( 4H31.3 03- s§ss -50 cmm前Bzb 4 cm甘 前Bzb 6 cm粗粒式沥青混凝土水泥稳定石屑32 cm石灰碎石土25 cm7 cm土基 E=30 Mpa竣工验收弯沉值和层底拉应力计算结果公 路 等 级: 高速公路新建路面的层数 : 5标 准 轴 载: BZZ-100层位结构层材料名称 厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)计算信息(20C)(15C)1细粒式沥青混凝土414002000计算应力2中粒式沥青混凝土612001600计算应力3粗粒式沥青混凝土79001200计算应力4水泥稳定碎石2015001500计算

23、应力5石灰碎石土25550550计算应力6土基30计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 29.3 (0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 32.6 (0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 38.5 (0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 45.6 (0.01mm)第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 123.5 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=383.1(0.01mm)根据“基层施工规范”第88页公式)LS= 310.5 (0.01mm根据“测试规程”第56页公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :

24、第1层底面最大拉应力(r( 1 )=-0.235 (MPa)第2层底面最大拉应力(r( 2 )=-0.054 (MPa)第3层底面最大拉应力(r( 3 )=-0.032 (MPa)第4层底面最大拉应力(r( 4 )= 0.134 (MPa)第5层底面最大拉应力(r( 5 )= 0.085 (MPa)当 E=60mpa 时计算结果新建路面结构厚度计算公 路 等 级: 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 : 22.7 (0.01mm)路面设计层层位 : 4设计层最小厚度 : 20 (cm)层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPe抗压模量(MPa)容

25、许应力(20C)(1501细粒式沥青混凝土4140020000 .42中粒式沥青混凝土6120016000 .33粗粒式沥青混凝土790012000.24水泥稳定石屑?150015000 .145石灰碎石土255505500 .116土基60按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 22.7 (0.01mm)H( 4 )= 20 cm LS= 22 (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 )= 20 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H( 4 )= 20 cm(第 1层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 20 c

26、m(第 2层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 20 cm(第 3层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 20 cm(第 4层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 20 cm(第 5层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 20 cm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 20 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4 cm中粒式沥青混凝土6 cm粗粒式沥青混凝土7 cm水泥稳定石屑20 cm石灰碎石土25 cm土基 E=60Mp

27、a竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公 路 等 级: 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载: BZZ-100层位结构层材料名称 厚度(cm抗压模量(MPa)抗压模量(MPa计供信息(20C)(1501细粒式沥青混凝土414002000计算应力2中粒式沥青混凝土612001600计算应力3粗粒式沥青混凝土79001200计算应力4水泥稳定石屑2015001500计算应力5石灰碎石土25550550计算应力6土基60计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 22 (0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 24.3 (0.01mm)第3层路

28、面顶面竣工验收弯沉值LS= 28.2 (0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 33.4 (0.01mm)第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 82.8 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS= 200 (0.01mm根据“基层施工规范”第88页公式),LS= 155.3 (0.01mm根据“测试规程”第56页公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :第1层底面最大拉应力(r( 1 )=-0.209 (MPa)第2层底面最大拉应力2 )=-0.04 (MPa)第3 层底面最大拉应力第4 层底面最大拉应力第5 层底面最大拉应力( 3 )=-0.028 (MPa)( 4 )= 0.1

29、19 (MPa)( 5 )= 0.066 (MPa)B:组合式基层沥青路面即用石灰粉煤灰碎石石灰土稳定碎石做基层时：1、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算结果当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2762 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.011819E+07 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2119 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 7762655 公路等级 高速公路公路等级系数 1面层类型系数 1基层类型系数 1路面设计弯沉值 : 23.8 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度 (

30、MPa)容许拉应力 (MPa)1细粒式沥青混凝土1.40.452中粒式沥青混凝土1 0.320.8 0.230.60.30.40.23 粗粒式沥青混凝土4 石灰粉煤灰碎石5 石灰土稳定碎石2用程序计算路基厚度设计结果E=30Mpa 时结果新建路面结构厚度计算公 路 等 级 : 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 : 23.8 (0.01mm)路面设计层层位 : 4设计层最小厚度 : 15 (cm)层位 结构层材料名称 厚度(cm抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)容许应力(MPa)(20C)(1501细粒式沥青混凝土3140020000.452中粒式

31、沥青混凝土4120016000.323粗粒式沥青混凝土690012000.234石灰粉煤灰碎石?150015000.35石灰土稳定碎石255505500.26土基30按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 23.8 (0.01mm)H( 4 )= 30 cmH( 4 )= 35 cmH( 4 )= 32.5 cm(LS= 25.1 (0.01mm)按容许拉应力验算设计层厚度H( 4 )= 32.5 cm(第 1H( 4 )= 32.5 cm(第 2H( 4 )= 32.5 cm(第 3H( 4 )= 32.5 cm(第 4H( 4 )= 32.5 cm(第 5路面设计层厚度 :H( 4 )= 32.

32、5 cm(H( 4 )= 32.5 cm(层底面拉应力验算满足要求 ) 层底面拉应力验算满足要求 ) 层底面拉应力验算满足要求 ) 层底面拉应力验算满足要求 ) 层底面拉应力验算满足要求 )仅考虑弯沉 ) 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 cmLS= 22.5 (0.01mm) 仅考虑弯沉 )第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 25.1 (0.01mm)粗粒式沥青混凝土6 cm石灰粉煤灰碎石 33 cm石灰土

33、稳定碎石 25 cm土基 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100层位 结构 层材料 名 称厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)计算信息(20C)(1501细粒式沥青混凝土314002000计算应力2中粒式沥青混凝土412001600计算应力3粗粒式沥青混凝土69001200计算应力4石灰粉煤灰碎石3315001500计算应力5石灰土稳定碎石25550550计算应力6土基30计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 23.5 (0.01mm)第 3 层路面

34、顶面竣工验收弯沉值 LS= 27.3 (0.01mm)第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 30.5 (0.01mm)第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 123.5 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 383.1 (0.01mm)( 根据“基层施工 规范”第 88页公式 )， LS= 310.5 (0.01mm)( 根据“测试规程”第 56页公 式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :( 1 )=-0.236 (MPa)( 2 )=-0.104 (MPa)( 3 )=-0.059 (MPa)( 4 )= 0.108 (MPa)( 5 )= 0.065 (MPa)第 1

35、层底面最大拉应力 第 2 层底面最大拉应力 第 3 层底面最大拉应力 第 4 层底面最大拉应力 第 5 层底面最大拉应力E=60Mpa 时结果新建路面结构厚度计算公 路 等 级 : 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 : 23.8 (0.01mm)路面设计层层位 : 4设计层最小厚度 : 15 (cm)层位 结构层材料名称 厚度(cm)抗压模量(MPa抗压模量(MPa)容许应力(MPa)(20C)(1501细粒式沥青混凝土3140020000.82中粒式沥青混凝土4120016000 .73粗粒式沥青混凝土690012000.64石灰粉煤灰碎石?15

36、0015000 .145石灰土稳定碎石255505500.086土基60按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 23.8 (0.01mm)H( 4 )= 20 cm LS= 24 (0.01mm)H( 4 )= 25 cm LS= 21.2 (0.01mm)H( 4 )= 20.4 cm(仅考虑弯沉 )H( 4 )= 20.4 cm(H( 4 )= 20.4 cm(仅考虑弯沉 )同时考虑弯沉和拉应力 )按容许拉应力验算设计层厚度H( 4 )= 20.4 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求 )H( 4 )= 20.4 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求 )H( 4 )= 20.4 cm(第

37、 3 层底面拉应力验算满足要求 )H( 4 )= 20.4 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求 )H( 4 )= 20.4 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求 )路面设计层厚度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粗粒式沥青混凝土 6 cm石灰粉煤灰碎石21 cm石灰土稳定碎石 25 cm土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5标 准 轴 载 : BZZ-100层位 结构层材料名称 厚度(c

38、m)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)计算信息(20C)(1501细粒式沥青混凝土314002000计算应力2中粒式沥青混凝土412001600计算应力3粗粒式沥青混凝土69001200计算应力4石灰粉煤灰碎石2015001500计算应力5石灰土稳定碎石25550550计算应力6土基60计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值第5层底面最大拉应力(T ( 5 )= 0.076 (Mpa)层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 24 (0.01mm)层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 25.9 (0.01mm)层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 28.9 (0.01mm)层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 3

39、3.4 (0.01mm)层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 82.8 (0.01mm)( 1 )=-0.258 (MPa)( 2 )=-0.109 (MPa)( 3 )=-0.052 (MPa)( 4 )= 0.132 (MPa)土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 200 (0.01mm)( 根据“基层施工规范”第 88页公式 ) LS= 155.3 (0.01mm)( 根据“测试规程”第 56页公式 )计算新建路面各结构层底面最大拉应力第 1 层底面最大拉应力 第 2 层底面最大拉应力 第 3 层底面最大拉应力 第 4 层底面最大拉应力第二节柔性基层沥青路面用沥青级配碎石和无结合料级配碎石做基层计算

40、结果如下1 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车型名称前轴翼kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量1 三菱 FR41530511双轮组5002五十铃NPR59523.5441双轮组6003江淮HF140A18.941.81双轮组6004东风KM34024.667.81双轮组6005江淮HF15045.1101.51双轮组6006东风 SP9135B20.172.62双轮组>36507五十铃EXR181601003双轮组>3600计年限 15车道系数0.4序号分段时间 （ 年 ）交通量年增长率158256.5355.5当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :路

41、面竣工后第一年日平均当量轴次 : 3506 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.284373E+07当进行半刚性基层层底拉应力验算时路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2813 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.030503E+07 公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1.6 路面设计弯沉值 : 36.4 (0.01mm)层位结构层 材料名 称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土1.40.422中粒式沥青混凝土10.33粗粒式沥青混凝土0.80.224中粒式沥青碎石5级配碎石2用设计程序计算设计层层厚当 E=30Mpa 时结果新

42、建路面结构厚度计算公 路 等 级 : 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 : 36.4 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 4 (cm)层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa抗压模量(MPa容许应力(MPa)(20C)(15C)1细粒式沥青混凝土3140020000.422中粒式沥青混凝土4120016000.33粗粒式沥青混凝土690012000.224中粒式沥青碎石?150015005级配碎石255505506土基30按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 36.4 (0.01mm)H( 4 )= 14 cm

43、LS= 38.2 (0.01mm)H( 4 )= 16 cm LS= 36 (0.01mm)H( 4 )= 15.6 cm( 仅考虑弯沉 )按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 4 )=15.6 cm(第 1层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )=15.6 cm(第 2层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )=15.6 cm(第 3层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 15.6 cm(仅考虑弯沉 )H( 4 )= 15.6 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 60 cm ， 验算结果表明 , 路面总厚度比路面最小防冻厚度小 6.4 cm , 程

44、序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足 . 通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面最下层 , 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粗粒式沥青混凝土6 cm中粒式沥青碎石16 cm级配碎石31 cm土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100层位结构层材料名称 厚度(cm抗压模量(MPa抗压模量(MPa)计算信息(20C)(1501细粒式沥青混凝土314002000计算应力2中粒式沥青混凝土412001600计算应力3粗粒式沥青混凝土69001200计算应

45、力4中粒式沥青碎石1615001500不算应力5级配碎石31550550不算应力6 土基30计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 土基顶面竣工验收弯沉值LS= 31.9 (0.01mm)LS= 34.7 (0.01mm)LS= 38.9 (0.01mm)LS= 45 (0.01mm)LS= 94.8 (0.01mm)根据“基层施工LS= 383.1 (0.01mm)(规范”第 88 页公式 ) LS= 310.5 (0.

46、01mm)( 根据“测试规程”第 56 页 公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力第1层底面最大拉应力(T ( 1 )=-0.294 (MPa)第2层底面最大拉应力(T ( 2 )=-0.127 (MPa)当 E=60Mpa 时计算结果新建路面结构厚度计算公 路 等 级 : 高速公路 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计层层位 : 4新建路面的层数 : 5 路面设计弯沉值 : 36.4 (0.01mm) 设计层最小厚度 : 4 (cm)层位 结构层材料名称 厚度(cm)抗压模量(MPa抗压模量(MPa)容许应力(MPa)(20 C)(15C)1细粒式沥青混凝土3140020000.4

47、22中粒式沥青混凝土4120016000.33粗粒式沥青混凝土690012000.224中粒式沥青碎石?150015005级配碎石255505506土基60按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 36.4 (0.01mm)H( 4 )= 6 cm LS= 36.5 (0.01mm)H( 4 )= 8 cm LS= 34.1 (0.01mm)H( 4 )= 6.1 cm( 仅考虑弯沉 ) 按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 4 )= 6.1 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求 )H( 4 )= 6.1 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求 )H( 4 )= 6.1 cm(第 3 层底面拉应力

48、验算满足要求 )路面设计层厚度H( 4 )= 6.1 cm(H( 4 )= 6.1 cm(仅考虑弯沉 )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 60 cm ，验算结果表明 , 路面总厚度比路面最小防冻厚度小 15.9 cm , 程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补 足 . 通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面 最下 层 , 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粗粒式沥青混凝土6 cm中粒式沥青碎石7 cm级配碎石 40 cm土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(

49、MPa)计算信息公路等级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100(20C)(1SC)1 细粒式沥青混凝土314002000计算应力2 中粒式沥青混凝土412001600计算应力3 粗粒式沥青混凝土69001200计算应力层位 结构 层 材料名称4中粒式沥青碎石715001500不算应力5级配碎石40550550不算应力6土基60计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 26.5 (0.01mm)第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 28.9 (0.01mm)第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 32.6 (0.01

50、mm)第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 38 (0.01mm)第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 50.2 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 200 (0.01mm)( 根据“基层施工规范” 第 88 页公式 ) LS= 155.3 (0.01mm)( 根据“测试规程”第 56 页公式 ) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :第1层底面最大拉应力(T ( 1 )=-0.29 (MPa)第2层底面最大拉应力(T ( 2 )=-0.104 (MPa)第3层底面最大拉应力(T ( 3 )=-0.018 (MPa)第四部分 ：方案比较与选择一面层的选择我们选择了沥青混凝土材料做面层，为什么呢？ 一方面，因为按照我们的统计，近二十年以来，我国高速公路的发展 十分迅猛， 在已修建的高速公路路面结构中， 沥青路面占 90%以上。这是因 为沥青混凝土路面与水泥混凝土路面相比，表面平整无接缝，有利于高速 行驶，而且振动小、噪声低、扬尘少、施工周期短、养