路面结构设计教案

1、5.路面结构设计5. 1沥青路面5.1.1 交通量及轴载计算分析路面设计以单轴载双轮组100KN为标准轴载。1）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:轴载换算：轴载换算采用如下的计算公式：NkCCndR/P）*35iJ计算结果如下表所示：表5.1轴载换算表型号Pi(KN)CC2m（次/日）GCbni（X；/P）.（次/日）桑塔纳2000前轴12.016.421801.38后轴18.016.421808.04江淮AL6600前轴17.016.42300.66后轴26.5112300.71黄海DD680前轴49.016.4420120.72后轴91.511420285.38北京

2、BJ130前轴13.416.42400.25后轴27.4112400.86EQ140前轴23.616.46708.02后轴69.311670135.91黄河JN163前轴58.616.4828518.28后轴114118281464.09东风SP9250前轴50.716.4320106.69后轴113.3113201652.61kN二HCCnJP/Pr.35i=l4303.60累计当量轴次根据公路沥青路面设计规范JTGD50-2006，高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是取0.5。累计当量轴次：365NeNi10.0644915!3653654303.600.5二189188

3、30（次）0.06449J"2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算k验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式：N'aCC2门匚（R/P）81A计算结果如下表所示：表5.2轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力）型号Pi(KN)C-C2m(次/IDGCm(Pi/P)1次/0)桑塔纳2000前轴12.0118.521800.00后轴18.0118.521800.04江淮AL6600前轴17.0118.52300.00后轴26.5112300.01黄海DD680前轴49.0118.542025.82后轴91.511420206.36北京BJ130前轴13.4118.52400

4、.00后轴27.4112400.01EQ140前轴23.6118.56700.12后轴69.31167035.64黄河JN163前轴58.6118.5828213.00后轴114118282361.94东风SP9250前轴50.7518.5320129.23后轴113.3513204344.69kN'lC/C/n(P/Pi=17316.87累计当量轴次参数取值同上，设计年限是15年，车道系数取0.5累计当量轴次:F（1+Yj-dx365Ne二NiH0.0644915-113657316.870.5=32165257（次）0.064495.1. 2结构组合设计及材料选取1）拟订路面结构组

5、合方案根据规定推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土（MX18cm,基层采用水泥碎石（取20cm,下基层采用石灰土（厚度待定）。另设20cm厚的中粗砂垫层。2）拟订路面结构层的厚度由于计算所得的累计当量轴载达到了500万次，按一级路的路面来设计，由设计规范公路沥青路面设计规范JTGD50-2006规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。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（厚度为4cm,中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度为6cm,下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度为8cm。5.1. 3设计指标及设计参数确定1）确定路面等级和面

6、层类型由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为大于500万次。根据规范公路沥青路面设计规范JTGD50-2006和设计任务书的要求可确定路面等级为高级路面，面层类型采用沥青混凝土，设计年限为15年。2）确定土基的回弹模量此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。根据设计资料，由设计规范公路沥青路面设计规范JTGD50-2006,该路段处于H2a区，为粉质土，确定土基的稠度为1.05。查设计规范公路沥青路面设计规范JTGD50-2006中“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPa）”表并作提高得土基回弹模量为E。=37.0MPa.3）各层材料的设计参数（抗压模量

7、与劈裂强度）查设计规范公路沥青路面设计规范JTGD50-2006）,得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20c和15:C的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得至ij20。和15C的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa和2000MPa中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa和1800MP©粗粒式密级配沥青混凝土为lOOOMPa和1400MPa水泥碎石（20C或15c）为1500MPa石灰土（20C或15c）为550MPa中粗砂（20C或15c）为90MPa各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.2MPa中粒式密级配沥青混凝土为1.OMPa,粗粒式密级配沥青

8、混凝土为0.8MPa,水泥碎石为0.5MPa石灰土为0.225MP&5.1.4路面结构厚度计算1）根据设计弯沉值计算路面厚度设计指标的确定，对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。2）计算设计弯沉值按照设计规范公路沥青路面设计规范JTGD50-2006中路面设计弯沉值公式Ld二GOONeAcAsAb计算。该项公路为高速公路，公路等级系数为1.0,面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0,半刚性基层，基层类型系数取l.Oo设计弯沉值为：Id=600NeJ）,2AeAsA60018918830111=21.03（0.01mm）3）计算各层材料的容许层底拉应力

9、由J»s/Ks沥青混凝土：Ks=0.09N/22/代=0.093216525严71.0=4.035细粒式密级配沥青混凝土：二r：s/Ks=1.2/4.035=0.297MPa中粒式密级配沥青混凝土：；二二s/Ks=1.0/4.035二0.248MPa粗粒式密级配沥青混凝土:r二；：$/Ks二0.8/4.035=0.198MPa水泥碎石：(二0.35Ne011/代二0.3532165257。小/I.0=2.344二rFs/Ks=0.5/2.344=0.213MPa石灰土：Ks=0.45Ne°"/代74532165257°,71.3.0136f;s/Ks=0

10、.225/3.013=0.075MPa设计资料总结如下：设计弯沉值为21.03(0.01mm),相关设计资料汇总如下表所示。表5.3设计资料汇总表材料名称h(cm)20°C模量15°C模量容许拉应力细粒式沥青混凝土4140020000.297中粒式沥青混凝土6120018000.248粗粒式沥青混凝土8100014000.198水泥碎石20150015000.213石灰土95505500.075垫层201801804)查图法求计算层厚度由上述计算可知设计弯沉值，=21.03(0.01mm),令lid,求综合弯沉系数F。0.380.36贝UF=1.63一旦j/ m3637.0 ;120006)1P)(21.03罟8=1.63I120000.65二0.4902计算实际弯沉系数LsEi21.0314002000p>20000.710.651.974计算理论弯沉系数al.1.974二0.45464343查三层体系表面弯沉系数诺谟图.对于细粒式密级配沥青混凝土因为h4_4_nqpd10.65E21200npaEi1400EoE2370.0311200由h、E2查图得dEi-=6.3由“、旦查