奉节县规划县道两河口大桥至明堂段升级改造工程路面设计计算书

奉节县规划县道两河口大桥至明堂段升级改造工程4/4附件1：奉节县规划县道两河口大桥至明堂段升级改造工程路面设计计算书一、现状交通量及荷载本项目交通组成主要是沿线居民、游客的出行及物资运输的车辆。该特点对本项目的影响主要在于：车流组成主要以2类车和3类车为主。根据预测交通量及交通组成确定路面设计所需要的车辆组成比例，计算设计年限内一个车道上累计当量轴次，确定交通等级，计算确定的路面结构层厚度，全线交通量预测结果见下表。车辆类型分布系数及平均日交通量车类别说明车型分布系数日均交通量（辆）2类2轴6轮及以上客车40.003003类2轴6轮整体式货车26.672004类3轴整体式货车（非双前轴）20.001506类双前轴整体式货车13.33100全线非满载车与满载车所占比例见下表。非满载车与满载车所占比例(%)车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类非满载车比例2020200.0400.00.00.00.00.0满载车比例8080800.0600.00.00.00.00.0根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2017）表A.3.1-3可得全线非满载车与满载车当量设计轴载换算系数，具体见下表。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劳开裂车辆类型非满载车满载车非满载车满载车2类0.82.80.535.53类0.44.11.3314.24类0.74.20.3137.65类0.66.30.672.96类1.37.910.21505.77类1.46.07.8553.08类1.46.716.4713.59类1.55.10.7204.310类2.47.037.8426.811类1.512.12.5985.4二、路况参数路面类型：沥青混凝土路面；设计基准期：8年；设计交通量：750;年增长率：6.5%；2轴6轮及以上车辆的双向年平均日交通量412辆/日。设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为1515357。交通等级：轻等交通等级。三、路面结构一材料计算参数、路面结构验算指标以及验收弯沉（1）各路面结构材料计算参数路面结构材料参数表结构层编号层位材料类型厚度(mm)模量(MPa)泊松比1面层沥青混合料40.095000.252面层沥青混合料50.0100000.253基层无机结合料稳定材料220110000.254土基400.40注：①水泥稳定碎石类的模量为1.4MPa弯拉强度下的弹性模量乘以结构层模量调整系数0.5；②沥青混合料的模量为20℃条件下动态压缩模量；③本项目路基标准状态下回弹模量取40MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.0,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00。（2）根据全线路基填土高度、地下水位和填筑材料情况，本工程路基属于中湿类型，为保证路基的强度和稳定性，要求土基顶面的回弹模量值E0≥40Mpa。（3）路面结构设计与验算路面结构的层数:3设计轴载:100kN路面设计层层位:3设计层起始厚度:220(mm)路面结构材料参数表层位结构层材料名称厚度模量泊松比无极结合料稳定类材料弯拉强度（MPa）沥青混合料车辙试验永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土4095000.251.52中粒式沥青混凝土50100000.252.53水泥稳定碎石220110000.251.44新建路基400.41)第3层无机结合料稳定层疲劳开裂验算设计层厚度H(3)=220mm季节性冻土地区调整系数KA=1温度调整系数KT2=1.14现场综合修正系数KC=-.849第3层层底拉应力σ=.44MPa第3层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2=2.316477E+08轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2=2.282877E+08轴次第3层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.2)沥青混合料层永久变形量验算沥青混合料层永久变形等效温度TPEF=25℃通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB3=3891830轴次沥青混合料层永久变形验算分层数N=5第1分层沥青混合料永久变形量RAI(1)=.29mm第2分层沥青混合料永久变形量RAI(2)=.86mm第3分层沥青混合料永久变形量RAI(3)=1.32mm第4分层沥青混合料永久变形量RAI(4)=1.08mm第5分层沥青混合料永久变形量RAI(5)=.76mm沥青混合料层永久变形量RA=4.31mm沥青混合料层容许永久变形量RAR=20mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第1层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139次/mm第2层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412次/mm3)计算设计路面结构的验收弯沉值:干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数KAT=.8路基顶面验收弯沉值LG=373.5(0.01mm)路表验收弯沉值LA=40.1(0.01mm)（4）、路面组合设计根据路面设计程序的计算结果，考虑沿线路面材料分布及路面施工技术与经验，确定加宽改造路段的路面结构组合如下：①上面层：4cm厚AC-13C细粒式改性SBS沥青混凝土②粘层③下面层：5cm厚AC-16C中粒式普通沥青混凝土④透层⑤基层：22cm厚5%（暂定）水泥稳定碎石(R7d≥3.5MPa)⑥5cm厚碎石调平层三、路面结构二材料计算参数、路面结构验算指标以及验收弯沉（1）各路面结构材料计算参数路面结构材料参数表结构层编号层位材料类型厚度(mm)模量(MPa)泊松比1面层沥青混合料40.095000.252面层沥青混合料50.0100000.253基层无机结合料稳定材料180110000.254底基层无机结合料稳定材料180100000.254土基400.40注：①水泥稳定碎石类的模量为1.4MPa弯拉强度下的弹性模量乘以结构层模量调整系数0.5；②沥青混合料的模量为20℃条件下动态压缩模量；③本项目路基标准状态下回弹模量取40MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.0,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00。（2）根据全线路基填土高度、地下水位和填筑材料情况，本工程路基属于中湿类型，为保证路基的强度和稳定性，要求土基顶面的回弹模量值E0≥40Mpa。（3）路面结构设计与验算路面结构的层数:4设计轴载:100kN路面设计层层位:4设计层起始厚度:220(mm)路面结构材料参数表结构层编号层位材料类型厚度(mm)模量(MPa)泊松比1面层沥青混合料40.095000.252面层沥青混合料50.0100000.253基层无机结合料稳定材料180110000.254底基层无机结合料稳定材料180100000.254土基400.40第3层无机结合料稳定层疲劳开裂验算设计层厚度H(3)=180mm季节性冻土地区调整系数KA=1温度调整系数KT2=1.097现场综合修正系数KC=.329第3层层底拉应力σ=.09MPa第3层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2=3.027124E+12轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2=2.282877E+08轴次第3层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.第4层无机结合料稳定层疲劳开裂验算设计层厚度H(3)=180mm季节性冻土地区调整系数KA=1温度调整系数KT2=1.075现场综合修正系数KC=-1.077第4层层底拉应力σ=.379MPa第4层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2=2.795285E+08轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2=2.282877E+08轴次第4层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.沥青混合料层永久变形量验算沥青混合料层永久变形等效温度TPEF=25℃通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB3=3891830轴次沥青混合料层永久变形验算分层数N=5第1分层沥青混合料永久变形量RAI(1)=.29mm第2分层沥青混合料永久变形量RAI(2)=.86mm第3分层沥青混合料永久变形量RAI(3)=1.32mm第4分层沥青混合料永久变形量RAI(4)=1.08mm第5分层沥青混合料永久变形量RAI(5)=.76mm沥青混合料层永久变形量RA=4.31mm沥青混合料层容许永久变形