沥青路面设计计算书

1、沥青路面结构设计与计算书1工程简介本路段车站北路城市道路，采用二级标准.K0+000K2+014.971 ，全线设计时速为 40km/h 。路基宽度为21.5m，机动车道宽度为2 x 7.5m，人行道宽度为2 x 2.5m，盲道宽度为2 x 0.75m。路面设计为沥青混凝土路 面，设计年限为15年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ - 100表示；根据沿线工程地质特征 及结合当地筑路材料确定路面结构为：机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土 AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土 AC-20，基层米用20cm厚水稳砂砾(5:95 ),底基层米用20cm天然砂砾。2 土

2、基回弹模量的确定本设计路段自然区划位于W区，当地土质为砂质土，由公路沥青路面设计规(JTG D50-2006表查得，土基回弹模量在干燥状态取 59Mpa.3设计资料(1) 交通量年增长率：6%设计年限：15年(2) 初始年交通量如下表：车型、八 K t 刖轴后轴重后轴数后轴轮后轴距日交通重(kN)(kN )组数(m)量加解放CA10B19.460.851双515黄河JN15049101.61双147尼桑CK20L49.851001双225交通SH14125.5555.11双105太脱拉13851.4802双1.3220东风EQ14023.769.21双2035148.797.31双254设计任

3、务4.1 沥青路面结构组合设计4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算4.3 绘制沥青路面结构图5沥青路面结构组合设计1所示。5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，以BZZ - 100表示。标准轴载计算参数如表10 标准轴载BZZ 100标准轴载BZZ 100标准轴载P(KN)100单轮传压面当量圆半径3(cm)10.65轮胎接地压强0.7两轮中心距（cm ）3.0 5P（Mpa ）5.1.1 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5.1.1.1 轴载换算轴载换算采用如下的计算公式:kP 4.35一NC1C2nj，Ci 1 1.2 m 1 1，

4、计算结果如下表所示。i 1P轴载换算结果表（弯沉）车型Pi(KN)C1C2ni次/日4.35C1C2 ni且次/日100解放CA10B前轴19.416.4515后轴60.851151559.4黄河JN150前轴4916.414742.3后轴101.611147157.5尼桑CK20L前轴49.8516.422569.7后轴10011225225.0交通SH141前轴25.5516.41051.8后轴55.1111057.9太脱拉138前轴51.416.4207.1后轴802.212016.7东风EQ140前轴23.716.420后轴69.211204.0351前轴48.716.4257.0后轴

5、97.3112522. 2k4.35N严雹。620 . 6注：轴载小于25KN的轴载作用不计5.1.1.2 累计当量轴次=6.0%根据设计规，二级公路沥青路面设计年限取15年，车道系数n =0.7 ,累计当量轴次：t15K1 11 365(1 0.06)1 365 620.6 0.7”NeN36907145960.06次5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次5.1.2.1 轴载验算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:kG C 2ni轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型Pi(KN)C1C2ni次/日k 8 KDNcGni(次/ 日)i 1P解放CA10B前轴19.4118

6、.5515一后轴60.85115159.7黄河JN150前轴49118.5147一后轴101.611147166.9尼桑CK20L前轴49.85118.5225一后轴10011225225交通SH141前轴25.55118.5105一后轴55.1111050.9太脱拉138前轴51.4118.5201.8后轴80312010.1东风EQ140前轴23.7118.520一后轴69.211201.1351前轴48.7118.525一后轴97.3112520.1k 8NP435.6注：轴载小于50KN的轴载作用不计5.122累计当量轴次参数取值同上，设计年限为15年，车道系数取0.7，则累计当量轴次

7、为:Ne(1 O.6)15 1365 4356 0.72590517.689次0.065.2 路面结构层设计与材料选取由上面计算得到设计年限一个行车道上的累计当量轴次。根据路基路面工程在干燥路段，路面拟定采用以下 结构：面层：细粒式沥青混凝土（厚度4cm）；中粒式沥青混凝土（厚度6cm）；基层：水泥稳定砂砾（20cm）；底基层：天然砂砾（厚度待定）。5.3 土基回弹模量的确定该路段处于W 1砂质土，土基回弹模量：干燥 59Mpa。5.4 设计指标的确定对于二级公路，规要求以设计弯沉作为设计指标，并进行结构层层底拉应力验算。5.4.1设计弯沉值该公路为二级公路。公路等级系数取1.1，面层类型系数

8、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设计弯沉值为:Id 600Ne 0.2AcAsAb 600 3690714.596 0.2 1.1 1.0 1.0 32.07(0.01mm)5.4.2 各层材料的容许层底拉应力各层材料的劈裂强度：细粒式密集配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密集配沥青混凝土为1.0MPa，水泥稳定砂砾为0.5MPa，天然砂砾为0MPa对于细粒式密集配沥青混凝土层Ks0.09Ne022 / Ac0.093690714.5960.22/1.12.278sp1.40.615MParKs2.278对于中粒式密集配沥青混凝土层Ks0.09Ne022 /

9、 Ac0.093690714.5960.22/1.12.278rspKs1.02.2780.439MPa对于水泥稳定砂砾Ks0.35Ne0J1/Ac0.352590517.6890.11/1.11.615rsp0.50.310MPaKs 1.6155.5 设计资料汇总设计弯沉值为32.07(0.01mm)，相关设计资料汇总如下表:路面设计的结构参数(干燥)材料名称h(cm)抗压模量20 C抗压模量15 C谷许拉应力(MPa )劈裂强度(MPa)细粒式沥冃混凝土4140020000.6151.4中粒式沥青混凝土6120018000.4391.0水泥稳定砂砾20130013000.3100.5天然

10、砂砾?180180土基59596沥青路面结构层厚度计算6.1确定理论弯沉系数c，其中Is Id 32.07(0.01mm)0.380.3632.07592000 10.650.70.6810.380.36F 1.63“E1.632000p又因Is 1000冬 cF2000p F32.07 14002000 0.7 10.65 0.6814.4226.2 结构厚度计算，以弯沉等效换算法将各层体系换算为三层体系1一 3 . I S . 13L-Aj1 1Lr1illA厂1 t liP细粒式沥青混凝土E1=1400MPa中粒式沥青混凝土E2=1200MPa水泥稳定砂砾E3=1300MPa天然砂砾巳=

11、180MPaE0=59MPa路表弯沉值计算图式h14cm, E11400MPah26cm, E21200MPah14cm, E-i1400 MPah320cm, E31300MPaH?cm, E21200MPah4? cm, E4180MPaEnE0 59MPaE0 59MPa多层体系换算图式（注：此时取20 C是材料的模量值）查三层体系表面弯沉系数诺谟图，因为K1K2,所以 k2cK1由于E0E25912000.049E2Ei120014000.857h 410.650.375查诺漠图得 1查诺漠图得H0.956.293.38则K24.4226.29 0.950.739则 H 3.38 10

12、.6535.997cmn 1，匚t匚 匚由弯沉等效换算得：H K2hK2-E； h2讥：汪，则35.997 6 20 2413001200hx1802.41200hx 19.98 取 hx 20cm7层底拉应力验算7.1对细粒式沥青混凝土层底拉应力验算换算成当量三层体系（此时采用15 0C时各材料的模量）h| 4cm, E12000MPah2 6cm, E21800 MPah320cm, E31300MPah420cm, E459MPa180MPah1 4cm, E12000MPaH_?cm,E2_1800MPaEn E0 59MPakh2EE.9;,o乓E2n34 2EEn4003 -21.

13、43cm此时金.375，-21.4310.652.012,EEi180 吨5918000.033 ；查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺莫图得 0,基地为压应力无需验算7.2对中粒式沥青混凝土进行层底拉应力验算换算成当量三层体系（此时采用150C时各材料的模量）hi4cm, E12000MPah26cm, E21800MPaH?, E12000MPah320cm, E31300 MPah?,E21800MPah420cm, E4180MPaEnE059MPai 1 Ei 1此时，-22.2210.65ihKK 1h30-9h2.086,h2E3Ei 1h40910.1110.656 10.11

14、cmE420200.9 180、130022.22 cm0.949,EE118002000E。0.9,E25918000.033查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺莫图E0 59MPa得 0,基地为压应力无需验算7.3对水泥稳定砂砾基层层底弯拉应力验算换算成当量三层体系（此时采用15 C时各材料的模）hi4 cm, E12000MPah26cm, E21800 MPah?,E12000MPah320cm, E31300 MPaH20cm, E2180 MPah420cm, E3180MPaEnE059MPaEo 59MPa7.3.2 求层底最大拉应力：m P m由匕30.962.907,E1800.09查诺谟图得0.2810.65E12000由匕30.962.907,E1800.09,旦5