路面结构层厚度计算书江西

1、赣州至大余高速公路初步设计（茅店至三益段）路面推荐方案中交第二公路助察设计研究院有限公司二 00 七年十月计 算说 明一、计算依据本计算书根据初步设计外业汽车轴载调查资料和工可OD调查及分析预测数据综合分析确定本路段路面设计所需的汽车轴载谱。预测交通量增长率为前五年6.85%，之后五年2.22%，最后五年2.75%。根据各类汽车轴载及频率确定代表车型，通车第一年交通组成与交通量如下表，轴载换算及累计轴载见表(表1) ：轴载换算及累计轴载表1 主线及枢纽互通序号车型分类代表车型前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1小货车五十铃NPR595 23.5441双轮组41712

2、中货车东风EQ14023.769.21双轮组33983大货车东风EQ14425.770.12双轮组<317384拖挂车东风SP925050.7113.33双轮组>36185小客车江淮AL66001726.51双轮组39396中客车宇通ZK6820G30551双轮组23177大客车宇通ZK6105H40801双轮组1545连接线及一般互通序号车型分类代表车型前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1小货车五十铃NPR595 23.5441双轮组7802中货车东风EQ14023.769.21双轮组6363大货车东风EQ14425.770.12双轮组<3326

3、4拖挂车东风SP925050.7113.33双轮组>31165小客车江淮AL66001726.51双轮组7376中客车宇通ZK6820G30551双轮组4337大客车宇通ZK6105H40801双轮组289二：计算方法本计算书采用HPDS200瞅件计算，进行了五种路面结构的计算。这五种路面结构分别是主线及枢纽互通沥青砼路面(干燥路段)、主线及枢纽互通沥青砼路面(中湿路段)一般互通沥青砼路面、收费广场水泥砼路面、连接线水泥砼路面。路面结构材料计算参数见表2。通过计算得出路面结构层数及厚度如表3：路面结构材料计算参数表表2设计参数名称20 c抗压回弹模量（Mpa）15c抗压回弹模量（Mpa）

4、劈裂强度（Mpa）细粒式沥青碎120018001.2中粒式沥青碎105016000.8密级配沥青碎石100012005%水稳伸后130013000.43.5%水稳碎石9509500.25级配碎后250250土基（干燥）40土基（中湿）36路面结构及厚度计算结果表3结构方案层位结构层材料名称厚度备注主线及枢纽互通沥青混凝土路面 （干燥路段）1r细粒式沥青混凝土（改性沥青）42中粒式沥青混凝土（改性沥青）63密级配沥青沥青碎石1245%水泥稳定碎石2053.5%水泥稳定碎石206级配碎石15主线及枢纽互通沥青混凝土路面 （中湿路段）1细粒式沥青混凝土（改性沥青）42中粒式沥青混凝土（改性沥青）63

5、P密级配沥青沥青碎石1245%水泥稳定碎石2053.5%水泥稳定碎石206级配碎石20一般互通沥青混凝土路面1r细粒式沥青混凝土（改性沥青）42中粒式沥青混凝土（改性沥青）635%水泥稳定碎石2043.5%水泥稳定碎石205级配碎石18收费广场水泥混凝土路面1C40水泥混凝土向层2625%水泥稳定碎石2033.5%水泥稳定碎石20连接线水泥混凝土路面1C35水泥混凝土向层2425%水泥稳定碎石203级配碎石20、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耶尔奇315MD3571071双轮组35842五十铃NPR59523.5

6、441双轮组9963东风SP925050.7113.33双轮组>37964东风EQ14023.769.21双轮组24895江淮AL66001726.51双轮组31866黄海DD65249981双轮组100设计年限15车道系数.45序号分段时间( 年 )交通量年增长率156.25252.07353.34一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 3584 , 属特重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 11887设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 3.952412E+07属特重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:

7、路面营运第一年双向日平均当量轴次: 13670设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 4.545258E+07属特重交通等级 路面设计交通等级为特重交通等级公路等级高速公路公路等级系数1面层类型系数1路面结构类型系数1.17路面设计弯沉值: 21.2 (0.01mm)1细粒式沥青混凝土1.2.282中粒式沥青混凝土.8.193粗粒式沥青碎石.164水泥稳定碎石.45水泥稳定碎石.25.16级配碎石、新建路面结构厚度计算新建路面的层数标准轴载路面设计弯沉值路面设计层层位设计层最小厚度6BZZ-10021.2 (0.01mm)4150 (mm)(mm)模量 (MPa) (MPa)模量 (MPa) (

8、MPa)1细粒式沥青混凝土401200018000.282中粒式沥青混凝土601050016000.193粗粒式沥青碎石1201000012000.164水泥稳定碎石泥稳定碎石20095009500.16级配碎位 结 构 层 材 料 名 称厚度 20 平均抗压标准差 15 平均抗压标准差7 新建路基40容许应力(MPa)按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 21.2 (0.01mm)H( 4 )= 150 mmLS= 23.3 (0.01mm)H( 4 )= 200 mmLS= 21.1 (0.01mm)H( 4 )= 197 mm( 仅考虑弯沉

9、)按容许拉应力计算设计层厚度H( 4 )= 197 mm(第1H( 4 )= 197 mm(第2H( 4 )= 197 mm(第4H( 4 )= 197 mm(第5路面设计层厚度:H( 4 )= 197 mm(H( 4 )= 197 mm(层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)仅考虑弯沉)同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改最后得到路面结构设计结果如下:细粒式沥青混凝土40mm中粒式沥青混凝土60mm粗粒式沥青碎石120mm水泥稳定碎石200 mm水泥稳定碎石200 mm级配碎石150 m

10、m新建路基综合影响、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20 平均抗压标准差 15 平均抗压标准差系数(mm)模量 (MPa) (MPa)模量 (MPa) (MPa)1细粒式沥青混凝土40120001800012中粒式沥青混凝土60105001600013粗粒式沥青碎石120100001200014水泥稳定碎石200130001300015水泥稳定碎石2009500950016级配碎石1502500250017 新建路基401计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:第1层路面顶面交工验收弯沉值第2层路面顶面交工验收弯沉值第3层路面顶面交工验收弯沉值第4层

11、路面顶面交工验收弯沉值第5层路面顶面交工验收弯沉值第6层路面顶面交工验收弯沉值LS= 21.1 (0.01mm)LS= 22.8 (0.01mm)LS= 25.6 (0.01mm)LS= 33.5 (0.01mm)LS= 72.6 (0.01mm)LS= 231.2 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 232.9 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:( 未考虑综合影响系数)第2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、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)1耶尔奇315MD3571071

12、双轮组35842五十铃NPR59523.5441双轮组9963东风SP925050.7113.33双轮组>37964东风EQ14023.769.21双轮组24895江淮AL66001726.51双轮组31866黄海DD6524998设计年限15车道系数.45序号分段时间（ 年 ）1 56.252 52.073 53.341交通量年增长率双轮组100交通量一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 3584 , 属特重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 11887设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 3.952412E+07属特

13、重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 13670设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 4.545258E+07属特重交通等级 路面设计交通等级为特重交通等级公路等级高速公路公路等级系数1路面结构类型系数1.17路面设计弯沉值: 21.2 (0.01mm)层位2中粒式沥青混凝土.8.193粗粒式沥青碎石.164水泥稳定碎石.45水泥稳定碎石.25.16级配碎石新建路面的层数标准轴载路面设计弯沉值路面设计层层位设计层最小厚度6BZZ-10021.2 (0.01mm)4150 (mm)层位1结构层材料名称 (mm)厚度20 平均抗压标准差1200模

14、量 (MPa) (MPa)细粒式沥青混凝土400180002中粒式沥青混凝土6010500160003粗粒式沥青碎石12010000120004水泥稳定碎石泥稳定碎石200950095006级配碎石200250025007新建路基36按设计弯沉值计算设计层厚度15 平均抗压标准差容许应力模量 (MPa) (MPa) (MPa).28.19.16.1LD= 21.2 (0.01mm)H( 4 )= 150 mmH( 4 )= 200 mmLS= 23.2 (0.01mm)LS= 21.1 (0.01mm)H( 4 )= 197 mm( 仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层

15、厚度H( 4 )= 197 mm(第1H( 4 )= 197 mm(第2H( 4 )= 197 mm(第4H( 4 )= 197 mm(第5路面设计层厚度:H( 4 )= 197 mm(H( 4 )= 197 mm(层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)仅考虑弯沉)同时考虑弯沉和拉应力)、新建路面结构厚度计算通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 第

16、 6 层路面顶面交工验收弯沉值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60 mm粗粒式沥青碎石120 mm水泥稳定碎石200 mm 水泥稳定碎石200 mm级配碎石200 mm新建路基层位结构层材料名称厚度20 平均抗压标准差15 平均抗压标准差系数(mm)模量 (MPa) (MPa)模量 (MPa) (MPa)1细粒式沥青混凝土40120001800012中粒式沥青混凝土60105001600013粗粒式沥青碎石120100001200014水泥稳定碎石200130001300015水泥稳定碎石2009500950016级配碎石2002500250017新建路基

17、361、交工验收弯沉值和层底拉应力计算综合影响计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值LS= 21.1 (0.01mm)LS= 22.7 (0.01mm)LS= 25.4 (0.01mm)LS= 32.9 (0.01mm)LS= 68 (0.01mm)LS= 195.8 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 258.8 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:( 未考虑综合影响系数)第1层底面最大拉应力d ( 1 )=-.186 (MPa)第2层底面最大拉应力(T ( 2 )=-.037 (MPa)、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(

18、kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1耶尔奇315MD3571071双轮组7642五十铃NPR59523.5441双轮组2123东风SP925050.7113.33双轮组>31704东风EQ14023.769.21双轮组5315江淮AL66001726.51双轮组6796黄海DD65249981双轮组21设计年限12车道系数.65序号分段时间( 年 )交通量年增长率156.25252.07323.34一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1104 , 属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2535设计年限内一个车

19、道上的累计当量轴次: 9268685属中等交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2916设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 1.066173E+07属中等交通等级 路面设计交通等级为中等交通等级公路等级二级公路公路等级系数1.1路面结构类型系数1路面设计弯沉值: 26.7 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)1细粒式沥青混凝土1.2.432中粒式沥青混凝土.8.29.4.21.25.133水泥稳定碎石4水泥稳定碎石5级配碎石 二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数标准轴载路面设计弯沉值路面设计层层位设计层最小厚度5BZZ-10

20、0 26.7 (0.01mm)5150 (mm)层位结构层材料名 (mm)细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土水泥稳定碎石水泥稳定碎石级配碎石新建路基4060200200厚度 20120010501300950250036平均抗压标准差模量 (MPa) (MPa)25018001600130095015 平均抗压标准差模量 (MPa) (MPa).43.29容许应力(MPa).21.13LS= 27.4 (0.01mm)LS= 26 (0.01mm)按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 26.7 (0.01mm)H( 5 )= 150 mmH( 5 )= 200 mmH( 5 )= 174 mm(仅考

21、虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度H( 5 )= 174 mm(第1H( 5 )= 174 mm(第2H( 5 )= 174 mm(第3H( 5 )= 174 mm(第4路面设计层厚度:H( 5 )= 174 mm(H( 5 )= 174 mm(层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)层底面拉应力计算满足要求)仅考虑弯沉)同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改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60 mm水泥稳定碎石200 mm水泥稳定碎石200 mm级配碎石180 mm新建路基、交

22、工验收弯沉值和层底拉应力计算层位系数结构层材料名厚度 20 平均抗压标准差15 平均抗压标准差综合影响(mm)细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土水泥稳定碎石水泥稳定碎石级配碎石新建路基模量 (MPa) (MPa)计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值第 第 第 第 第层路面顶面交工验收弯沉值 层路面顶面交工验收弯沉值 层路面顶面交工验收弯沉值 层路面顶面交工验收弯沉值 层路面顶面交工验收弯沉值406020020018012001050130095025036180016001300950250LS= 26.6 (0.01mm)LS= 29.3 (0.01mm)LS= 33.7 (0.01m

23、m)LS= 71.2 (0.01mm)LS= 215.1 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 258.8 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:( 未考虑综合影响系数第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( 1 )=-.218 (MPa)( 2 )=-.064 (MPa)( 3 )= .062 (MPa)( 4 )= .111 (MPa)模量 (MPa) (MPa)11新建单层水泥混凝土路面设计高速公路低级1.2普通混凝土面层设计内容 公路等级 变异水平的等级双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量组的个数总重组的个数总重可靠度系数 面层

24、类型混凝土弯拉强度5 MPa混凝土面层板长度5 m面层最大温度梯度86 /m混凝土弯拉模量31000 MPa地区公路自然区划W接缝应力折减系数.87(kN)(kN)(kN)(kN)1标准轴载0011000 00 012五十铃NPR5951 23.51 440 00 09963东风SP92501 50.70 00 01 339.9 7964东风EQ1401 23.71 69.20 00 024895江淮AL6600 117126.50 00 031866单后轴客车1 491980 00 01007单后轴货车1 5711070 00 03584序号分段时间（ 年 ）交通量年增长率156.25252

25、.073203.34路面行车辆名驶 称单轴单轮 组的个数序 号轴载单轴双轮轴载总重组的个数总重行驶方向分配系数1轮迹横向分布系数.22车道分配系数.8基 （ 垫 ） 层类型 新建公路路基上修筑的基（ 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20013002水泥稳定粒料2009503新建路基32基层顶面当量回弹模量ET= 217.5 MPa中间计算结果: （ 下列符号的意义请参看“程序使用说明”）HB= 260r= .73SPS= .94SPR= 2.9BX= .59 STM= 2.03 KT= .49 STR= .99SCR= 3.89 GSCR= 4.67RE=-6.6 %设计车道使用初期标准轴载日作用次数: 9929路面的设计基准期: 30 年设计基准期内标准轴载累计作用次数: 4.228426E+07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: 217.5 MPa混凝土面层设计厚度: 260 mm通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改最后得到路面结构设计结果如下:普通混凝土面层260 mm水泥稳定粒料200 mm水泥稳定粒料200 mm新建路基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号