路基路面计算书

1、一、新建沥青路面1 .二级沥青路面，设计年限取为12a2 .轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载4.35Pi(1)以弯沉作为设计指标验算沥青底层拉应力中的累积当量轴次:标准轴载当量轴次:100轴载换算(轴载小于25kN的轴载作用不计)P kNCiC2nP .Ci C2 niL100小客车前轴00.0后轴00.0黄河JN150前轴491185038.2后轴101.611850910.8黄河JN162前轴59.51120020.9后轴11511200367.3交通141前轴25.55115001.3后轴55.11150037.4长征CZ361前轴47.61170027.7XXSX16

2、1前轴54.641140028.9东风EQ140后轴69.21130060.5解放CA-10B后轴68.8511600118.3交通SH-361前轴6011252.7日野ZM440前轴6011353.8斯坦尼亚L-760前轴7011102.1后轴110111015.1却贝尔D750.0前轴601115016.3后轴10011150150.0太脱拉111前轴38.711601.0NkCi C2 ni i 1P 4.351001802.3累计当量轴次二级公路沥青路面设计年限取12年，四车道的车道系数取0.45t12113651 0.0451365心 N1 1802.3 0.45 4577783 次

3、e 10.045验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次:标准轴载当量轴次:NeKC 1C 201P 8 100轴载换算计算结果如下表:车型P kN(Ci黄河JN150后轴101.61黄河JN162前轴59.51后轴1151交通141后轴55.11XXSX161前轴54.641东风EQ140后轴69.21解放CA-10B后轴68.851交通SH-361前轴601日野ZM440前轴601斯坦尼亚L-760前轴701后轴1101却贝尔D750.0前轴601后轴1001(Nk_ ，一，Ci C2i 1ni旦100累计当量轴次1tNe N113651809.11 0.45 C2n8''

4、PCi C2 ni -P1001850965.112003.11200611.815004.214003.2130015.8160030.31250.41350.61100.611021.411502.51150150.081809.1120.04513654595055次0.0453 .结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个车道的累积标准轴次为460万次左右，根据规X推荐结构，考虑道路沿线有大量的碎石供应路面结构面层采用沥青混凝土（10cm）,基层采用水泥碎石（25cm）,底基层采用石灰土（厚度待定）。采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度4cm）,中面层采用中

5、粒式密级配沥青混凝土（厚度 5cm）,下面层采用粗粒式密级配沥青混凝 土 （厚度 6cm） 04 .各层材料的抗压模量与劈裂强度由于弯沉值是以20。C为标准温度，因此以路面设计弯沉值计算路面结构厚度时抗压模量取20C的模量。验算层底拉应力是以15° C为标准温度，故用15° C的抗压模量。各层材料的劈裂强 度查找规X。各值均在规XX围内取定。如下表所示：材料抗压模量（MPa）弯拉强度（MPa）材料的劈裂强度SP（MPa）200C（弯沉）150C （弯拉）细粒式沥青混凝 土140020001.5中粒式沥青混凝 土120016001.1粗粒式沥青混凝 土90012000.8水泥

6、碎石150036000.5石灰土5505500.255 . 土基回弹模量的确定该路段处于IV区，为粉质粘土，得土基回弹模量30MPa。6 .路面结构层设计：0.2设计弯讥：ld 600Ne AAA,式中，Ac 1.0 （公路等级系数一二级公路），As 1.0 （面层类型系数一沥青面层），Ab 1.0 （基层类型系数一初拟为半刚性基层）容许弯拉应力：R ，式中，结构抗拉强度系数:Ks0.2 ,K 0.09Ne （A）/Ac （沥青层）；. .0.11 ，K 0.35Ne （B）/Ac （水泥、二灰稳定粒料）；._ 一 0.11K 0.45Ne （B）/Ac （二灰土、石灰土）。计算过程：设计弯沉

7、值二级公路，公路等级系数取1.1,面层式沥青混凝土，面层类型系数取 1.0,半刚性基层，底基层总厚度大于20cm,基层类型系数取1.0 0 2 0 2_ld 600Ne AA5A 600 45777831.1 1.0 1.0 30.72 0.01mm各层材料的容许层底拉应力R ，Ks细粒式密级配沥青混凝土,sp 取 1.5Ks 0.09上 口09 457778产 1.01.12.39spR k150.63MPa2.39中粒式密级配沥青混凝土,sp 取 1.1KsAN0.220.09 457778才22 1.00.09 -ae-Ac1.12.39spR k位 0.46MPa2.39粗粒式密级配沥

8、青混凝土,sp 取 0.8KsAaNe0.22 0.09 457778才22 0.90.09 25- Ac1.12.15spR仁0.8-0.37MPa2.15sp 取 0.5Ks0.35Ne0.11Ac 0 110.35 4577783 d ”1.721.1spKs0.51.720.29MPa石灰土,sp 取 0.25KsO/SNe。.11AC0.45 45777830.11 八2.211.1sp 0.25Ks2.210.11MPa7、总结设计资料设计弯沉值为30.72 (0.01mm)相关设计汇息如卜表材料名称设计资料汇总表谷许拉应力(Mpah (cnj)200 C抗压(Mpa细粒式沥青混凝

9、土414000.5439中粒式沥青混凝土512000.4603粗粒式沥青混凝土610000.4186水泥碎石2515000.2907石灰土?5500.1131土基一30一4、确定石灰土厚度通过计算机计算得到，石灰土的厚度为220mm,最终计算与验算汇总结果如下:新建路面结构厚度计算新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值:30.72 (0.01mm)路面设计层层位：5设计层最小厚度：150 (mm)按设计弯沉值计算设计层厚度：LD= 30.72 (0.01mm)H( 5 )= 200 mmLS= 29.1 (0.01mm)H( 5 )= 250 mmLS= 26.7 (0.01

10、mm)H( 5 )= 220 mm( 仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H( 5 )= 220 mm( 第1层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 220 mm( 第2层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 220 mm( 第3层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 220 mm( 第4层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 220 mm( 第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度： H( 5 )= 220 mm(仅考虑弯沉)H( 5尸220 mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以与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 4

11、0mm 50mm粗粒式沥青混凝土 60mm 水泥稳定碎石250mm 石灰土220mm计算新建路面各结构层与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 LS= 27.6 (0.01mm)第2层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 30.7 (0.01mm)第3层路面顶面交工验收弯沉值LS= 35.1 (0.01mm)第4层路面顶面交工验收弯沉值LS= 40.2 (0.01mm)第5层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 139.2 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 300.5 (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(T ( 1 )

12、=-0.194 (MPa)第2层底面最大拉应力(T ( 2尸-0.091 (MPa)第3层底面最大拉应力(T ( 3尸-0.098 (MPa)第4层底面最大拉应力o(4 )= 0.278 (MPa)第5层底面最大拉应力(r( 5 )= 0.066 (MPa)三、新建水泥混凝土路面1 .标准轴载换算设计使用年限为30年标准轴载换算:NsP 16iNi （二），式中轮 一轴系数i取值如下：单轴单轮组时（汽车前轴） 100i 2.22 103Pi0 4350 22O代入数值计算如下:.;单轴双轮组时1取1.0,双周双轮组时i1.07 10P.车型前轴重后轴重后轴 数轮组 数交通量1360 i 标准轴

13、载作用次一 数/卜客车10黄河JN15049101.61双850r1595139.1黄河JN16259.51151双20011478281交通14125.5555.11双500116.02长征CZ36147.6181.42双7003.241296.24XXSX16154.64182.52双4003.211285.35东风EQ14023.769.21双30001923.36解放CA-10B19.468.851双600181.21交通SH-361602202双253.11105.29三野ZM440602002双353.15480.54斯塔尼亚L-760701101双101121439.5却贝尔D7

14、50.0601001双1501276701.2太脱拉38.71462双603.393.74总计2476752上表得出 Ns=2476752次Ne©一）一1 3651s，单向行车道宽7.5m,取车轮轮迹横向分布系数0.39。（1）t 1 365 Ns6-最后得出 Ne s 2.15 106次2 . 路面结构设计属于中等交通水平，相当于安全等级三级，变异水平等级为中级，初拟普通水泥混凝土面层厚度为h 0.22m （表12-2）,普通混凝土弯拉强度标准值fr 4.5MPa 弯拉弹性模量28GPa,基层选用水泥稳定粒料（水泥用量 5%）,厚度0.18m,垫层选用低剂量无机结合料稳定土，厚度为

15、0.15m。普通混凝土平面尺寸为宽4.5m,长5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为不设传力杆的假缝。3、路面材料参数选定中等交通的普通混凝土弯拉强度标准值fr 4.5MPa ,弯拉弹性模量 28GPa, 土基回弹模量取30MPa根据垫层，基层材料回弹模量经验参考值表，取低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量为 600MPa,水泥稳定材料的基层回弹模量为 1300MPa。E0 30MPa土基回弹模量Eg 30MPa ,干燥路段不需验算最小防冻层厚度。普通水泥混凝土0.22m Ec c28000MPa水泥稳定砂砾0.18m E11300 MPa无机结合料稳定土0.15m E2600MPa初拟路面结构如下:土

16、基基层顶面当量回弹模量:Exh2E1h；E_220.182 1300 0.152 600h12h20.182 0.1521013MPa当量弯曲刚度:DgE1h；E2h；(hh2)122-(Eh土） 七2八2331300*0.18600* 0.15(0.1512_ 20.18) *41300*0.18 600* 0.15、1)2.57 MPa当量厚度:1hx(詈)3Ex1 (12*2.57)3 10310.312m回归系数:E x 0 451013 0 45a 6.22* 1 1.51() 0 6,22* 1 1.51* () 5 4,293Eo30b 1 1.44 *(且)0,551 1.44

17、* (1013) 0,55 0,792E013基层顶面当量回弹模量：-11bEx 31013 3Et ahb E0(-1x)34,293* 0.3120.792*30* (-)3 165MPa普通水泥混凝土面层的相对刚度半径：11r 0.537h(2)3 0.537* 0,22* (28-00) 0.677m Et165标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力：ds 0.077r0,6h 20.077* 0.6770,6 * 0,22 2 1.259MPaps因为纵缝为拉杆平缝接缝传荷折减系数kr0.82,疲劳应力系数kfNe0,057(2.15* 106)0,057 2.30,偏载和动载因素对路面疲劳损坏影响的综合因素的综合系数kc 1.20。c荷载疲劳应力：pr krkfkc ps 0,87* 2,30*1,2*1,259 2.84MPapi i c psIV区最大温度梯度 Tq860C/m,取板长L=5m, L/r 5/0.677 7.39,又混凝土板厚h 0.22,可查g得，温度应力系数Bx 0.70 0于是得最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力：tmcEchTgBx51*10 5 * 28000 * 0.22* 86 -* 0.702