2023年《道路工程课程设计》任务书及指导书

2023年《道路工程课程设计》任务书及指导书——沥青路面设计设计资料河南某地〔Ⅱ〕拟修建高速大路，设计为双向四车道，路基宽度27.0m。其54052辆/6.05%A.2.6-1TTC0A.2.6-211.车辆类型分布系数车辆类型234567891011车型分布系数(%)38.231.324.00.00.06.50.00.00.00.022.非满载车与满载车所占比例(%)车辆类型234567891011非满载车比例90.075.085.065.050.065.060.040.055.060.0满载车比例10.025.015.035.050.035.040.060.045.040.01.8m0.8m土质为粘土质砂，其重度错误!未找到引用源。为18.0kN/m3。依据气象资料，连续十年路面最低气温平均值为-2℃。路基路基标准状态下回弹模量取90MPa,回η63MPa。设计内容交通分析；确定交通荷载等级。初拟沥青路面构造〔构造层组合、各构造层材料、层厚。确定各层材料参数〔各层材料模量、强度和土基的回弹横量。轴载换算，计算Ne。进展路面构造验算。计算路基顶面和路表验收弯沉值。设计所需参考资料大路沥青路面设计标准〔JTGD50-2023〔附电子版；路基路面工程〔第五版，黄晓明主编；道路工程教材。设计验算好路网——(APAD〔版程序〕“://goodpave/online_design.aspx)“(://goodpave/online_design.aspx)提交成果注：计算书后面附“课程设计总结”1沥青路面构造设计图A3一张，要求依据制图标准标准绘制。参考算例〔两个〕：1.手算+电算设计资料：

〕拟修建高速大路，按双向六车道设计，承受整体式路基，411.25m×2。20232023车型分类代表车型中型货车解放重型货车黄河重型货车齐齐哈尔中型货车东风重型货车交通重型货车太脱拉CA390JN162QQ560EQ140SH361138S辆/日1291126109116021510891.5m0.7m土质为粘土质砂，其重度错误!未找到引用源。=18.0kN/m3，路面局部的当量等效厚度错误!未找到引用源。=80cm，1.2m。局部旧路可以利用，原旧路沥青面层厚度15cm，由落锤式弯沉仪测试原旧79.5，82.5，91.0，测定时沥青结合料类材料层中点实测温度为27.5℃〔注：错误!未找到引用源。=1。设计内容交通分析；初拟沥青路面构造〔构造层组合、各构造层材料、层厚；确定各层材料参数〔各层材料模量、强度和土基的回弹横量；用设计弯沉值计算路面构造层厚度；验算沥青混凝土层和整体性材料构造层的弯拉应力；计算旧路面的计算弯沉值、确定补强层构造、计算补强层厚度。建沥青路面构造设计〔一〕交通分析15DDF=0.55，车道系数LDF=0.5。Q=382820237.055.35%。故设计道路的初始年平均日交通量错误!未找到引用源。=4098辆。设计车道的年平均日货车交通错误!未找到引用源。依据设计年限内设计车道累计交通量公式：错误!未找到引用源。9.64×106辆(二)轴载换算结合料层疲乏开裂。车辆类型车辆分布系车辆类型车辆分布系数设计车道日当量轴次设计车道当量轴载作用次数错误!未找到引用源。30.65916811539664640.341轴型轴载换算系数0.0143174单轴单0.077704轮0.4505080.5360980.223404单轴双0.223404轮1.7338472.02224单轴单0.205901轮0.63333双轴双1.520844轮3.102656车辆类型车辆分布系车辆类型车辆分布系数设计车道日当量轴次设计车道当量轴载作用次数错误!未找到引用源。30.65928162580511940.341轴型轴载换算系数3.44×10-8单轴单8.40×10-6轮0.00250.00450.00767单轴双0.00767轮5.98129.8619单轴单0.0002轮0.0077双轴双0.7358轮7.4669〔三〕初拟路面构造及材料参数构造层编号层位材料类型厚度〔mm〕模量〔MPa〕泊松比1上面层沥青混合料4090000.252中面层沥青混合料60100000.253下面层沥青混合料80100000.254基层无机结合料300100000.255底基层粒料1502500.356 土基 63 0.4由于土基湿度类型为中湿，枯燥局部厚度为1m，潮湿厚度为0.6m，查枯燥和潮湿类路基土湿度调整系数，进展厚度加权得 则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为65MPa，满足标准要求。〔四〕路面构造验算①无机结合料层疲乏开裂验算路面构造沥青面层由三层不同材料构造层组成，依据当量构造层换算公式得，。错误!未找到引用源。=450mm，错误!未找到引用源。=3219MPa。错误!未找到引用源。其中：错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。1.22。经计算得错误!未找到引用源。=1.43。依据无机结合料稳定层疲乏开裂寿命公式：错误!未找到引用源。——季节性冻土地区调整系数。查表为0.76；错误!未找到引用源。=1.1MPa；b——a=13.24，b=12.52；错误!未找到引用源。——现场综合修正系数。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。，，计算得错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。——目标牢靠指标。查表知错误!未找到引用源。=1.65错误!未找到引用源。——无机结合料稳定层的层底拉应力，依据弹性层状理论计算。错误!未找到引用源。=0.289MPa。故错误!未找到引用源。=42548679。因基于无机结合料稳定层层底拉应力换算得到疲乏开裂寿命大于基于无机要求。②沥青混合料层永久变形验算。结合沥青混合料层的等效温度计算公式：故错误!未找到引用源。22.9℃。7错误!料总的永久变形量公式：其中错误!未找到引用源。为综合修正系数，依照以下公式计算：错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。分层编号分层厚度〔mm〕竖向压力〔MPa〕修正系数〔错误!永久变形〔mm〕分层编号分层厚度〔mm〕竖向压力〔MPa〕修正系数〔错误!永久变形〔mm〕〕1100.73.80.32150.74.570.53150.697.110.74200.677.363.85200.626.222.86200.554.741.77800.481.941.6总计11.5沥青层永久变形计算结果查表知沥青层容许永久变形为15mm，拟定的路面构造满足要求。③路面低温开裂验算层沥青在-10℃条件下弯曲梁流变试验的劲度模量St

CI=1.95×10-3错误!lgb-0.075错误!lg错误!未找到引用源。+0.15，故CI=-0.7，查表知低温开裂指数不应大于3，故所选路面构造及材料满足低温开裂要求。④防冻厚度验算650mmB.6.1-1B.6.1-2B.6.1-3a=1.3，路基湿度系数b=0.95，路基断面形式系数c=1.02，代入公式错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=819mm。B.6.1-4确定最小防冻厚度为mm630mm，拟定的路面构造满足防冻厚度要求。⑤贯入强度验算大路所在地区月平均气温大于0℃的月份数为9个月，由此得到对应于贯入强度验算的设计车道累计设计轴载作用次数错误!未找到引用源。为13214229。0℃17℃表3.0.6-1，得到沥青混合料容许永久变形量为15mm。路面构造系数依据式〔5.5.8-2〕计算为0.86，沥青混合料层的综合贯入强度由式〔5.5.8-3〕确定0.54，所以拟定的路面构造和材料满足贯入强度要求。〔五〕路基顶面和路表验收弯沉值150mm50kN。路基标准状态下回弹模量取90MPa，回弹模量湿度调整系数错误!未找到引用源。=0.88，则平衡湿度状态下的回弹模量为79MPa，承受公式错误!未找到引235.8(0.01mm)。理论计算得到路表验收弯沉值错误!未找到引用源。=25.8〔0.01mm。(六)结果汇总验算内容计算值比照值是否满足沥青层车辙11.515.0是半刚性层疲乏开裂对应累积当量轴次4254867932596330是沥青层贯入强度0.70.54是低温开裂指数-0.73是防冻厚度630325是2.双辽至洮南段高速大路设计建路面设计〔Ⅰ-1〕工程概况与交通荷载参数该工程位于吉林省，属于高速大路，起点桩号为 K0+000，终点桩号为货车交通量为5003辆/日,交通量年增长率为6.4%,方向系数取60.0%,车道系数取85.0%。依据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计大路为TTC0类，依据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。1.车辆类型分布系数车辆类型234567891011车型分布系数(%)49.726.915.60.00.00.00.07.80.00.022.非满载车与满载车所占比例(%)车辆类型234567891011非满载车比例80.085.060.070.050.065.040.055.050.060.0满载车比例20.015.040.030.050.035.060.045.050.040.0结合料层疲乏开裂。依据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应3设计指标沥青混合料层永久变形无机结合料层疲乏开裂3.非满载车与满载车当量设计轴载换算系数设计指标沥青混合料层永久变形无机结合料层疲乏开裂车辆类型非满载车满载车非满载车满载车20.82.80.535.530.44.11.3314.240.74.20.3137.650.66.30.672.961.37.910.21505.771.46.07.8553.081.46.716.4713.591.55.10.7204.3102.47.037.8426.8111.512.12.5985.4依据公式〔A.4.2〕计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载31,831,093,726,754,20922,349,293，交通等级属于特重交通。初拟路面构造方案初拟路面构造如表4所示。4.初拟路面构造构造层编号层位材料类型厚度(mm)模量(MPa)泊松比1上面层沥青混合料40.0105000.252中面层沥青混合料60.0112500.253下面层沥青混合料80.090000.254基层无机结合料稳定材料360.0115000.255底基层无机结合料稳定材料180.085000.256土基610.40Ks0.83,干湿与冻融循环作用折减系数Kη0.80,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折61MPa。路面构造验算沥青混合料层永久变形验算14.9℃，由式〔G.2.1〕计算得到沥青17.8℃1.65。依据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为7个分层,各分层厚度5Pi〔B.3.2-3〔B.3.2-4d2=0.6d1d2〔B.3.2-2，可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式〔B.3.2-1〕计算各分层永久变形量(Rai)。各计5各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量 Ra=5.8(mm)，依据表沥青层容许永久变形为15.0(mm)，拟定的路面构造满足要求。5.沥青层永久变形计算结果分层编号分层厚度(mm)竖向压力(MPa)修正系数〔kRi〕永久变形(mm)110.00.703.800.3215.00.704.570.6315.00.697.110.9420.00.677.361.2520.00.616.220.9620.00.544.740.5780.00.471.941.3总计5.8无机结合料层疲乏开裂验算依据弹性层状体系理论，计算得到无机结合料层层底拉应力为0.128MPa。B.1.1，季节ka0.76〔B.2.1-20.97，依据初拟路面构造和路面构造层材料参数，按式〔G.1.3-1〕计算得到温度调整k0.88B.2.1-1，对于无机结合料稳定粒料，疲乏开裂模型参数T21.7MPa。依据以上参数，按式〔B.2.1-1〕计算得到无机结合料层底疲乏寿命为7,584,562,233。贯入强度验算大路所在地区月平均气温大于0℃的月份数为7个月，由此得到对应于贯入Ne518,568,138。所在地区月平15.0℃3.0.6-1，15.0mm。路面构造系数依据式〔5.5.8-2〕1.09，沥青混合料层的综合贯入强度由式〔5.5.8-3〕确定为0.91MPa，依据式〔5.5.8-1〕,得到沥青混合料层的贯入强度要求值为0.59，所以，拟定的路面构造和材料满足贯入强度要求。路面低温开裂指数验算T-28.0℃b=3，外表层沥青在-10℃条件下弯曲梁流变试验的劲度模量St为168MPa，由公式3.0，所选路面构造及材料满足低温抗裂的要求。防冻厚度验算依据调查资料，所大地多年最大冻深为1750mm，由表B.6.1-1、B.6.1-2、数c=1.05，将这些参数代入公式B.6.1，可得大路多年最大冻深为2205mm。依据大路多年最大冻深和路基干湿类型，由表B.6.1-4，确定沥青路面构造最小防720mm,拟定的路面构造满足防冻厚度要求。路基顶面和路表验收弯沉值150mm50kN。路基标准状态下回弹模量取92MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.83,则平衡湿度状态下的回弹模量为76MPa，承受公式〔B.7.1〕计算得到路基顶面验收244.6〔0.01mm。la18.7〔0.01m。结果汇总各项验算结果汇总如下表所示：6.分析结果汇总验算内容 计算值比照值是否满足沥