高速公路沥青路面设计计算书

1、一，设计资料：本公路等级为高速公路， 经调查得， 近期交通量如下表所示。 交通量年平均增长率为 9.5% ，设计年限为 15 年，该路段处于 2 区。二、交通分析：1、轴载分析路面设计以BZZ-100 为标准轴载。以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次（ 1）标准轴载当量轴次N i (次 /日)P4.35Pi (KN)C1C2i车型C1C 2 niP前16.431007.8270316.5小客车轴后1131005.1865423.0轴前16.4200033.834525.55中客车轴SH130后11200062.617845.10轴前16.4125035.065228.70大

2、客车轴CA50后111250236.52268.20轴前16.442504.3398513.40小货车轴BJ130后11425015.226627.40轴前16.4150042.078228.70中货车轴CA50后111500283.82768.20轴中货车EQ140大货车JN150特大车日野KB222拖挂车五十铃lN C1 C2nii 1前16.4212525.923523.70轴后112125428.37169.20轴前16.42125610.7949.00轴后1121252276.91101.60轴前16.41500478.99750.20轴后1115001801.47104.30轴前1

3、6.4187.5130.05960.00轴后31187.5562.5100（3 轴）轴4.35Pi7041.55P3注：轴载小于 25KN 的轴载作用不计。（ 2）累计当量轴次根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15 年，六车道的车道系数取 0.3 0.4，取 0.3 。交通量平均增长率为9.5% 。累计当量轴次：t15N e11365 N110.09513657041.5530.323548045次0.0952、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次（ 1）轴载换算8车型Pi (KN)C1C2N i (次/日 )C1 C2 niPiP小客车前轴16.5118.531000

4、.03151后轴23.01131000.02428中客车前轴25.55118.520000.67194SH130后轴45.101120003.42328大客车前轴28.70118.512501.06448CA50后轴68.2011125058.5039小货车前轴13.40118.542500.00817BJ130后轴27.401142500.13502中货车前轴28.70118.515001.27737CA50后轴68.2011150070.2047中货车前轴23.70118.521250.39131EQ140后轴69.20112125111.74大货车前轴49.00118.52125130.

5、647JN150后轴101.601121252412.73特大车日野前轴50.20118.51500111.916KB222后轴104.301115002100.71拖挂车前轴60.00118.5187.558.2617五十铃后轴100 （3 轴）31187.5562.5iPi85624.238NC1 C2 nii 1P注：轴载小于 50KN 的轴载作用不计（ 2）累计当量轴次N e1t1 365 N11 0.095 15 1365 5624.238 0.3 18808325次0.095三、路面参数设计1、确定路面等级和面层类型交通量设计年限内累计标准轴次Ne=2.35 ×10 7

6、次，由公路沥青路面设计规范，该路交通等级为重交通， 高速公路路面等级为高级路面，面层类型为沥青混凝土。2、结构组合与材料选取及材料设计参数确定（ 1）结构组合与材料选取根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) 的建议值确定各结构层设计参数。（ 2）各层材料抗压模量和襞裂强度查公路沥青路面设计规范附录E“材料设计参数”表E1 “沥青混合料设计参数”及表 E2“基层材料设计参数”得到各层材料的抗压强度和襞裂强度，各值均取规范给定的中值。干燥与中湿状态各层材料的厚度如下表：结构层材料名厚度 (cm)抗压模量 (MPa)劈裂强度层位(20)(15 )(MPa)称1细粒式沥青混4140020

7、001.4凝土2中粒式沥青混6120016001.0凝土3粗粒式沥青混890012000.8凝土4水泥稳定碎石设计层厚度160016000.5待定5石灰粉煤灰碎20150015000.7石6级配碎石20230230潮湿与过湿状态各层材料的厚度如下表：结构层材料名厚度 (cm)抗压模量 (MPa)劈裂强度层位(20)(15 )(MPa)称1细粒式沥青混4140020001.4凝土2中粒式沥青混6120016001.0凝土3粗粒式沥青混890012000.8凝土4水泥稳定碎石设计层厚度160016000.5待定5石灰粉煤灰碎20150015000.7石6级配碎石362302303、土基回弹模量的确

8、定该路段处 2 区，为普通粉质土。由于设计要求拟定路基处于各种状态下各个结构层的厚度，根据公路沥青路面设计规范中稠度的建议值，取干燥，中湿，潮湿，过湿状态的稠度分别为1.15 ，1.00 ，0.90 ，0.80 。查表“二级自然区划个土组土基回弹模量参考值”可确定各个状态下的土基回弹模量分别为：干燥状态 50.5MPa ，中湿状态 42.5MPa ，潮湿状态 36.5MPa ，过湿状态 31MPa 。4、设计指标的确定：（ 1）计算设计弯沉值Ld路面设计弯沉值根据公式：Ld600N e 0.2 Ac As Ab 错误！未找到引用源。计算。该公路为高速公路，公路等级系数取1.0，面层为沥青混凝土

9、，面层类型系数取1.0 ，半刚性基层，底基层总厚度大于20 ，基层类型系数取1.0 。设计弯沉值为：Ld600Ne0.2A AA 600 23548045 0.21 1 1 20.13(0.01mm)cs b（2）各层材料容许底层拉应力对沥青混凝土面层K s0.09Aa对无机结合料稳定集料类K sN e0.110.35Ac对无机结合料稳定细粒土类K sN e0.110.45AcN e0 .22错误！未找到引用源。Ac错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。容许底层拉应力结构层抗拉强度结构系数KsR（MPa ）细粒式沥青混凝土3.770.38中粒式沥青混凝土3.770.27粗粒式沥青混凝土4.1

10、40.19水泥稳定碎石2.210.21石灰粉煤灰碎石2.840.35、确定设计层厚度(1). 对于干燥状态利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层厚度为15cm 。计算结果路面设计弯沉值 (0.01mm)20.13路面结构的实测弯沉值 (0.01mm)20.04409设计控制层厚度 (cm)15第 1 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)20.04409实际路面结构第1 层底最大拉应力 (MPa)0第 2 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)21.85658实际路面结构第2 层底最大拉应力 (MPa)0第 3 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)24.81918实际

11、路面结构第3 层底最大拉应力 (MPa)0第 4 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)29.05592实际路面结构第4 层底最大拉应力 (MPa)3.636201E-02第 5 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)15.88779实际路面结构第5 层底最大拉应力 (MPa).1312245第 6 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)161.9449土基层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)180.8829满足要求(2). 对于中湿状态利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层厚度为19cm 。计算结果路面设计弯沉值 (0.01mm)20.13路面结构的实测弯沉值 (0.

12、01mm)20.09849设计控制层厚度 (cm)18.30001第 1 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)20.09849实际路面结构第 1 层底最大拉应力 (MPa)0第 2 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)21.85131实际路面结构第2 层底最大拉应力 (MPa)0第 3 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)24.6571实际路面结构第 3 层底最大拉应力 (MPa)0第 4 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)28.55337实际路面结构第 4 层底最大拉应力 (MPa).0389909第 5 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)14.95647实际路面结构

13、第 5 层底最大拉应力 (MPa).1245208第 6 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)183.7254土基层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)219.1875满足要求。(3). 对于潮湿状态利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层厚度为16cm 。计算结果路面设计弯沉值 (0.01mm)20.13路面结构的实测弯沉值 (0.01mm)20.09581第 1 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)20.09581实际路面结构第 1 层底最大拉应力 (MPa)0第 2 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)21.7593实际路面结构第 2 层底最大拉应力 (MPa)

14、0第 3 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)24.38353实际路面结构第 3 层底最大拉应力 (MPa)0第 4 结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)27.62947实际路面结构第 4 层底最大拉应力 (MPa).0326887第 5 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)14.31925实际路面结构第 5 层底最大拉应力 (MPa).1215517第 6 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)118.0143土基层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)255.2184满足要求(4). 对于过湿状态利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层厚度为19cm 。计算结果路面

15、设计弯沉值 (0.01mm)20.13路面结构的实测弯沉值 (0.01mm)20.12821第 1 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)20.12821实际路面结构第1 层底最大拉应力 (MPa)0第 2 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)21.73281实际路面结构第2 层底最大拉应力 (MPa)0第 3 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)24.2175实际路面结构第3 层底最大拉应力 (MPa)0第 4 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)27.54314实际路面结构第4 层底最大拉应力 (MPa)3.475575E-02第 5 结构层顶面施工控制弯沉 (0.01mm)

16、13.69618实际路面结构第5 层底最大拉应力 (MPa).114942第 6 结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)127.1239土基层顶面施工控制弯沉(0.01mm)300.499满足要求防冻厚度验算1.干燥状态：不进行防冻厚度的验算。2.中湿状态：根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) 表 5.2.4 “最小防冻厚度”土质类型： 粉质土路基干湿状态：中湿状态路面结构材料层：稳定土类道路多年最大冻深： >200cm路面最小防冻厚度： 6070cm验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求。3.潮湿状态：根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) 表 5.2.4

17、“最小防冻厚度”土质类型： 粉质土路基干湿状态：潮湿状态路面结构材料层：稳定土类道路多年最大冻深： >200cm路面最小防冻厚度： 7090cm验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求4.过湿状态根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) 表 5.2.4 “最小防冻厚度”土质类型： 粉质土路基干湿状态：潮湿状态路面结构材料层：稳定土类道路多年最大冻深： >200cm路面最小防冻厚度： 7090cm验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求。6、根据公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006 ）的建议值取定路面各结构层适宜厚度，设计沥青混凝土路面方案如下， 并按照上面方法进行验算符合要求。路基状结构层厚度适用状态况(cm)细粒式沥青混凝土 AC-105中粒式沥青混凝土 AC-167粗粒式沥青混凝土 AC-259水泥稳定碎石 (水泥用量 5%)高填路堤20石灰粉煤灰碎石 (石灰用量干燥188%)14级配碎石细粒式沥青混凝土 AC-104中粒式沥青混凝土 AC-166桥梁防或透水封层2细粒式沥青混凝土 AC-105中粒式沥青混凝土 AC-167粗粒式沥青混凝土 AC-25低路堤8中湿水泥稳定碎石 (水泥用量