沥青路面设计培训课程

1、路基路面工程课程设计沥青路面设计方案一：（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 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 三菱T653B 29.3 48 1 双轮组 2000 2 日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组 1000 3 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 2000 4 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 1000 5 黄河JN163 58.6 114 1 双轮组 1000 设计年限 12 车道系数 1 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6 2 4 5 3 3 4 当以设计弯

2、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 : 4606 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2.745796E+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 : 4717 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2.811967E+07 公路等级 二级公路公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 21.5 (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 .28 2 粗粒式沥青混凝土 .8 .21 3 石灰水泥粉煤灰土 .8 .3 4

3、天然砂砾（2）新建路面结构厚度计算公 路 等 级 : 二级公路新建路面的层数 : 4 标 准 轴 载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 21.5 (0.01mm)路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 10 (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) (15) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 1.2 2 粗粒式沥青混凝土 7 1200 1300 .8 3 石灰水泥粉煤灰土 25 900 900 .4 4 天然砂砾 ? 250 250 5 土基 32 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD=

4、21.5 (0.01mm) H( 4 )= 80 cm LS= 22.2 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm LS= 21.5 (0.01mm)H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 4 )= 85 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 85 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 85 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 85 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

5、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 粗粒式沥青混凝土 7 cm 石灰水泥粉煤灰土 25 cm 天然砂砾 85 cm 土基（3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公 路 等 级 : 二级公路新建路面的层数 : 4 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 (20) (15) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 计算应力 2 粗粒式沥青混凝土 7 1200 1300 计算应力 3 石灰水泥粉煤灰土 25 900 900 计算应力 4

6、 天然砂砾 8 250 250 不算应力 5 土基 32 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= 49.7 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 56.9 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 78.8 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 403.1 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 360.6 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 291.1 (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

7、 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.359 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.033 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= .235 (MPa)方案二：（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 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 三菱T653B 29.3 48 1 双轮组 2000 2 日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组 1000 3 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 2000 4 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 1000 5 黄河JN163 58

8、.6 114 1 双轮组 1000 设计年限 12 车道系数 1 序号 分段时间(年) 交通量年增长率1 5 6 2 4 5 3 3 4 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 : 4606 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2.745796E+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 : 4717 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2.811967E+07 公路等级 二级公路公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 21.5 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈

9、裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1 .28 2 中粒式沥青混凝土 .8 .23 3 粗粒式沥青碎石 4 水泥稳定碎石 .6 .29 5 水泥石灰砂砾土 .25 .09（2）新建路面结构厚度计算公 路 等 级 : 二级公路新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 21.5 (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) (20) (15) 1 细粒式沥青混凝土 2.5 1500 1600 .8 2

10、 中粒式沥青混凝土 4 1250 1380 .7 3 粗粒式沥青碎石 5 1200 1400 4 水泥稳定碎石 ? 1700 1700 .14 5 水泥石灰砂砾土 20 1500 1500 .08 6 土基 32 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 25 cm LS= 23.9 (0.01mm) H( 4 )= 30 cm LS= 21.2 (0.01mm) H( 4 )= 29.4 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 29.4 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 29.4 cm(第 2 层底

11、面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 29.4 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 49.4 cm ( 5 )= .09 MPa H( 4 )= 54.4 cm ( 5 )= .08 MPa H( 4 )= 54.3 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 29.4 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 54.3 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 .（3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公 路 等 级 : 二级公路新建路面的层数 : 5 标 准 轴

12、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 (20) (15) 1 细粒式沥青混凝土 2.5 1500 1600 计算应力 2 中粒式沥青混凝土 4 1250 1380 计算应力 3 粗粒式沥青碎石 5 1200 1400 不算应力 4 水泥稳定碎石 20 1700 1700 计算应力 5 水泥石灰砂砾土 20 1500 1500 计算应力 6 土基 32 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= 27.2 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS=

13、29.2 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 32.5 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 37.1 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 99.8 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 360.6 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 291.1 (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 ( 1 )=-.239 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.142 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4

14、)= .061 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .206 (MPa)水泥混凝土路面方案一：（1）水泥混凝土路面设计设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计公 路 等 级 : 二级公路变异水平的等级 : 中 级可 靠 度 系 数 : 1.12 面 层 类 型 : 普通混凝土面层序 路 面 行 驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交通量号 车 辆 名 称 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 (kN) (kN) (kN) (kN)1 单后轴货车 0 0 2 77.3 0 0 0 0 2000 2 单后轴货车 0 0

15、 2 154.3 0 0 0 0 1000 3 单后轴货车 0 0 2 92.9 0 0 0 0 2000 4 单后轴货车 0 0 2 80.25 0 0 0 0 1000 5 单后轴货车 0 0 2 172.6 0 0 0 0 1000 行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1 轮迹横向分布系数 .4 交通量年平均增长率 5 混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 33000 MPa混凝土面层板长度 6 m 地区公路自然区划 面层最大温度梯度 88 /m 接缝应力折减系数 .87 基(垫)层类型-新建公路土基上修筑的基(垫)层层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1

16、水泥稳定粒料 180 1300 2 石灰粉煤灰土 150 600 3 土基 30 基层顶面当量回弹模量 ET= 165.5 MPaHB= 220 r= .691 SPS= 1.27 SPR= 5.52 BX= .7 STM= 2.23 KT= .55 STR= 1.22 SCR= 6.74 GSCR= 7.55 RE= 51 %HB= 289 r= .907 SPS= .87 SPR= 3.77 BX= .51 STM= 2.13 KT= .53 STR= 1.13 SCR= 4.9 GSCR= 5.49 RE= 9.8 %HB= 307 r= .964 SPS= .8 SPR= 3.46 B

17、X= .46 STM= 2.06 KT= .52 STR= 1.08 SCR= 4.54 GSCR= 5.08 RE= 1.6 %HB= 310 r= .973 SPS= .79 SPR= 3.42 BX= .46 STM= 2.08 KT= .53 STR= 1.09 SCR= 4.51 GSCR= 5.05 RE= 1 %HB= 312 r= .979 SPS= .78 SPR= 3.38 BX= .44 STM= 2.01 KT= .51 STR= 1.03 SCR= 4.41 GSCR= 4.94 RE=-1.2 %设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 1.447365E+07 路面

18、的设计基准期 : 20 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 6.987341E+10 路面承受的交通等级 :特重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 165.5 MPa混凝土面层设计厚度 : 312 mm（2）新建基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算 新建基(垫)层的层数 : 2 标 准 轴 载 : BZZ-100层位 基（垫）层 材 料 名 称 厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1 水泥稳定粒料 240 1600 2 石灰粉煤灰稳定粒料 180 1300 3 土基 32 第 1 层顶面竣工验收弯沉值 LS= 36.4 (0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算) LS= 42.4

19、(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)第 2 层顶面竣工验收弯沉值 LS= 122.1 (0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算) LS= 170.1 (0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 291.1 (0.01mm)(根据“路基路面测试规程”公式计算) LS= 360.6 (0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)方案二：（2）水泥混凝土路面设计 设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 公 路 等 级 : 二级公路变异水平的等级 : 中 级可 靠 度 系 数 : 1.13 面 层 类 型 : 普通混凝土面

20、层序 路 面 行 驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交通量号 车 辆 名 称 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 (kN) (kN) (kN) (kN)1 单后轴货车 0 0 2 77.3 0 0 0 0 2000 2 单后轴货车 0 0 2 154.3 0 0 0 0 1000 3 单后轴货车 0 0 2 92.9 0 0 0 0 2000 4 单后轴货车 0 0 2 80.25 0 0 0 0 1000 5 单后轴货车 0 0 2 172.6 0 0 0 0 1000 行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1 轮迹横向分布系数 .

21、39 交通量年平均增长率 5 混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 33000 MPa混凝土面层板长度 6 m 地区公路自然区划 面层最大温度梯度 88 /m 接缝应力折减系数 .87 基(垫)层类型-新建公路土基上修筑的基(垫)层层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1 水泥稳定粒料 160 1300 2 石灰粉煤灰土 180 600 3 填隙碎石 150 500 4 土基 32 基层顶面当量回弹模量 ET= 212.4 MPaHB= 220 r= .636 SPS= 1.21 SPR= 5.25 BX= .69 STM= 2.21 KT= .54 STR= 1.

22、2 SCR= 6.45 GSCR= 7.29 RE= 45.8 %HB= 282 r= .815 SPS= .86 SPR= 3.71 BX= .52 STM= 2.12 KT= .53 STR= 1.13 SCR= 4.84 GSCR= 5.47 RE= 9.4 %HB= 298 r= .861 SPS= .79 SPR= 3.43 BX= .49 STM= 2.12 KT= .53 STR= 1.13 SCR= 4.56 GSCR= 5.15 RE= 3 %HB= 304 r= .878 SPS= .77 SPR= 3.33 BX= .47 STM= 2.07 KT= .52 STR= 1

23、.08 SCR= 4.41 GSCR= 4.98 RE=-.4 %设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 1.447365E+07 路面的设计基准期 : 20 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 6.812657E+10 路面承受的交通等级 :特重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 212.4 MPa混凝土面层设计厚度 : 304 mm（2）新建基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算 新建基(垫)层的层数 : 3 标 准 轴 载 : BZZ-100层位 基（垫）层 材 料 名 称 厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1 水泥稳定粒料 160 1300 2 石灰土 180 600 3 填隙碎石 150 500 4 土基 32 第 1 层顶面竣工验收弯沉值 LS= 43 (0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算) LS= 51.4 (0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)第 2 层顶面竣工验收弯沉值 LS= 84.7 (0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算) LS= 111.7 (0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)