柔性路面结构设计-long

1、柔性路面结构设计1设计标准设计路段为二级沥青路面，设计年限8年，交通量平均年增长率为8%，混合交通，预计设计初期的日交通量如下表2-1。表2-1设计初期的日交通量车型轮压MPa当量圆直径(cm)次/日解放CA-1000.519.5275黄河JN-1500.7后轴21.5前轴21.1151跃进NJ-1300.417.5142日野KB2110.623642工程概况路段为广东W区，粘性土，地下水位离地面1.4m，填土高0.4m。3设计内容根据交通部公路沥青路面设计规范JTJ014-97，进行下述内容的研究:用两种结构比较，确定路面结构层组合进行路面结构层厚度的设计和抗弯拉强度验算路面横断面设计路面结

2、构层的施工质量控制标准工程量计算设计过程1轴载分析路面设计以双轮组单轴载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ykPN=yCCn()4.3512ipi=1计算结果如表2-2所示表2-2轴载换算结果（弯沉）车型Pi/kNn（次/日）PCCn（）4.35/（次/日）12iP解放CA-100黄河JN-150跃进NJ-130日野KB211后轴前轴后轴后轴前轴后轴60.8549101.638.347.5510011111111111111275151151142里里31.76.8161.82.22.564269注：轴载小于2

3、5kN的轴载作用不计。累计当量轴次根据已知资料，沥青路面的设计年限为8年，双车道无分隔带的车道系数是060.7,耳取0.67。累计当量轴次P+Y365好+0.08365x269x0.67N二N耳二二699719（次）ey10.08（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验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式：N=C；Cln（今）8，计算i=1结果如表2-3所列。表2-3轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力）累计当量轴次参数取值同上，设计年限是8年，车道系数取0.67。累计当量轴次为:365x240.6x0.670.08二625846(次)2结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限

4、内一个行车道上的累计标准轴次约为70万次左右。现选取两种结构进行比较，根据规范推荐结构，第一种路面结构面层采用沥青混凝土（取6cm），基层采用石灰土碎石（取20cm），底基层采用石灰土（厚度特定）；第二种路面结构面层采用沥青混凝土（取6cm），基层采用水泥石灰沙砾土（取20cm）,底基层采用石灰土（厚度特定）。由于该路段为粘性土层且为多雨区，地下水位离地面1.4m，故选用第一种结构比较好。3.各层材料的抗压模量与劈裂强度查书本表14-9和表14-10，得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20C的模量，各值取规范给定范围的中值，因此得到20C的抗压模量为：第一种结构：中粒式密级配沥青混凝

5、土为1200MPa，石灰土碎石为900MPa,石灰土为550MPa。各层材料的劈裂度为：中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa,石灰土碎石为0.35MPa，石灰土为0.225MPa。列表如下：表2-4材料名称抗压模量E1/(MPa)(20C)劈裂强度o/（MPa）中粒式沥青混凝土12001.0石灰土碎石9000.35石灰土5500.2254土基回弹模量的确定该路段处于W区，为粘性土,稠度为1.10,查规范得土基回弹模量为40MPa。5设计指标的确定对于二级公路，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。（1）设计弯沉值。由规范可知设计弯沉值公式为；l二600N-o.AAAdec

6、sb式中：l路面设计弯沉值（0.01mm）；dNe设计年限内一个车道上累计当量轴次；A公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、c四级公路为1.2；A面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌沥青碎石、乳化沥s青碎石、沥青贯入式路面（含上拌下贯式路面）、沥青表面处治为1.1A路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青b路面为1.6。该公路为二级公路，公路等级系数取1.1，面层是沥青混凝土，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。则设计弯沉值为：l二600N-0.2AAA二600 x625846-02xl.lxl.Ox

7、1.0二45.74(0.01mm)decsb各层材料的容许层低压应力：G=spRKs式中：b路面结构层材料的容许拉应力(MP)；Rab沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度(MP)；spaK抗拉强度结构系数。.s第一种结构：中粒式密级配沥青混凝土K二0.09N0-22/A二0.09x1.0 x6258460.22/1.1二1.54MPaTOC o 1-5 h zsecb=b/K=1.0/1.54二0.6494MPaRsps石灰土碎石K二0.35N0.11/A二0.35x6258460.11/1.1二1.38MPa HYPERLINK l bookmark30 secb二b/K二0.35/1.38

8、二0.2536MPaRsps石灰土K二0.45N0.11/A二0.45x6258460.11/1.1二1.78MPa HYPERLINK l bookmark34 secb=b/K二0.225/1.78二0.1264MPaRsps6设计资料总结设计弯沉值为45.74(0.01mm)，相关设计资料汇总如表2-4所列。表2-4设计资料汇总表材料名称h/cm20C模量/MPa容许拉应力/MPa中粒式密级配沥青混凝土612000.6494石灰土碎石209000.2536石灰土(特定)5500.1264土基407确定石灰土层厚度按弯沉指标要求计算h:3设计时取l=l=45.74（0.01mm）,则sd(

9、F=1.63ls200050.38丿式中：L路面实测弯沉值（0.01mm）；sP，5标准车型的轮胎接地压强（MP）和当量圆半径;aF弯沉综合修正值系数；F=1.63Cls(20005丿=1.6345.740.38C400.3612000 x10.65丿=0.685能=563hl=6cnE1=1EOO比-规h3=?E3=550先求三层体系的中层厚度H。h=niElHEE900E40h2=0.75,f=0.0444,=E1200E900-2=l=型aF=2p5rE1akkFE121可得0.04574x1200a=akk122P5F2x0.7x10.65x0.68=5.41hE查诺谟图，由5=0.5

10、63,才=0.75,查得：a=6.81hE由一=0.563,n=0.033,查得：k=1.355E11则k=541=0.5896.8x1.35=4nMP-d查得：=3.85,即H=41.00cm，代入公式5H=h+疋h2.4E/E2kk2k=3得h=25.80cm,取h=26cm33验算沥青混凝土面层底面的弯拉应力先将四层体系换算成三层体系：h=hiEeHH二20+26xoj550二20+15.0二35cm汽900h=侥=0.563,5=329E900E402=0.75,f=0.044E1200E90012查诺谟图得，C_0是压应力，故不必验算。验算石灰土碎石层底和石灰土层底的弯拉应力先将四层

11、体系换算成三层体系，然后按连续体系计算El=ku=6rn匚=90CMPd.aH=haE3=hJMPaE：r1=Eo=43Mr-t二20+6x1.075二26.45cm26.4510.65=2.4&H=2=2.44510.65E2E1550900=0.61,40550=0.073石灰土碎石层底面的弯拉应力：查诺谟图有，=0.10,m=1.29,m=0.7912o=0.7x0.10 x1.29x0.79=0.0713MPaa=0.2536MPa满足要求。mR石灰土层底面的弯拉应力：查诺谟图有，o=0.30，n=1.12,n=0.5012o=0.7x0.30 x1.12x0.50=0.1176MPa

12、o=0.1264MPa满足要求。mR路面横断面设计图石灰土碎石层石灰土层路面结构层的施工质量控制标准沥青路面签层的材料要求、施工工艺应符合现行的路面设计规范和基层施工技术规范的规定。沥青面层施工前应对基层进行检查，当基层的质量检查符合要求后方可修筑沥青面层。沥青路面的基层应符合下列要求：（1）强度、刚度、干燥收缩和温度收缩变形、高程符合要求；（2）具有稳定性；（3）表面应平整、密实、荃层的拱度与面层的拱度应一致。新建的沥青路面的基层可按设计要求选用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土或粒料的半刚性基层及泥（灰）结碎石、级配碎石、级配砂砾基层，也可采用沥青贯入式、沥青碎石或碾压式水泥混凝土基层。

13、施工过程中工程质量检查的内容、频度、质量标准符合表25要求。当检查结果达不到规定的要求时，应追加检测数量，查出原因，作出处理。表25沥青面层施工质量控制标准沥青面层施工过程中工程质量的控制标准路面类型项目检查频度质量要求或允许偏差（单点检验）试验方法高速公路、一级公路城市快速路、主干道其他等级公路与城市道路热拌沥青混合料路面外观随时表面平整密实，不得有轮迹、裂缝、推挤、油丁、油包、离析、花白料现象目测接缝随时紧密平整、顺直、无跳车目测、用3m直尺测量施工温度出厂温度摊铺温度碾压温度不小于1次/车不小于1次/车随时符合表13-14的规定温度计矿料级配：与生产设计标准级配的差方孔筛圆孔筛0.075

14、mm0.075mmW2.36mmW2.5mm$4.75mm三5.0mm每台拌和机1次或2次/日2%6%7%2%7%8%拌和厂取样，用抽提后的矿料筛分，应至少检查0.075mm、2.36mm、4.75mm、最大集料粒径及中间粒径等5个筛孔，中间粒径宜为：细、中粒式为9.5mm（圆孔10）;粗粒式为13.2mm（圆孔15）热拌沥青混合料路面沥青用量（油石比）每台拌和机1次或2次/日0.3%0.5%拌和厂取样，离心法抽（用射线法沥青含量测定仪随时检查）马歇尔试验：稳定度流值密度、空隙率每台拌和机1次或2、次/日符合规范的规定拌和厂取样成型试验浸水马歇尔试验必要时符合规范的规定拌和厂取样成型试验压实度每2000m2检杳1次，1次不少于1个孔马歇尔试验密度的95%试验段钻孔密度的99%马歇尔试验密度