新版规范(2017)沥青混凝土路面设计(详细应用)

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文档简介

注：本表为手算计算书文档对应的计算表，包含公式、计算过程在内，可供老师教学，可供学生学习。下载本表后请在作者个人中心中下载对应的WORD计算过程文档。（若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议，请私信作者！）团队成果，侵权必究！,,,,,,,,,,,,,,,

沥青路面设计,,,,基本参数填入格,,,,,,根据软件填入值,,,,,

1.设计资料,,,,,,,,,,根据任务书填入值,,,,,

,公路自然区划,IV,交通年增长率,6%,设计年限,15年,公路等级,一级公路,,,,,,,

,设计区域的路基土为,低液限黏土(CL),地下水位,1.1m,路基填土高度,0.5m,近期混合交通量为,6600辆/日,,,,,,,

交通组成和代表车型的技术参数如下,,,,,,,,,,,,,,,

混合交通组成,,,,,,,,,,,,,,,

车型分类,一类车,四类车,三类车,三类车,二类车,三类车,,,,,,,,,

代表车型,小汽车,黄河JN360,东风EQ140,北京BJ130,黄海DD680,解放CA50,,,,,,,,,

比重（%）,60.61,15.15,10.61,7.58,3.03,3.03,,,,,,,,,

代表车型的技术参数,,,,,,,,,2600,,,,,,

编号,,1,2,3,4,5,6,,0,,,,,,

车型分类,,一类车,四类车,三类车,三类车,二类车,三类车,,1000,,,,,,

代表车型,,小汽车,黄河JN360,东风EQ140,北京BJ130,黄海DD680,解放CA50,,700,,,,,,

车型分类,,小型客车,大型车,中型车,中型车,大型车,中型车,,500,,,,,,

折算系数,,1.0,2.5,1.5,1.5,2.5,1.5,,200,,,,,,

备注！,比重（%）,60.6,15.2,10.6,7.6,3.0,3.0,,200,,,,,,

给出具体车型交通量时填入,,4000,1000,700,500,200,200,,,,,,,,

数量（辆/d）,,4000,1000,700,500,200,200,,0,,,,,,

折算数量（辆/d）,,4000,2500,1050,750,500,300,,,,,,,,

第1年日交通量（辆/d）,,9100,,,,,,,,,,,,,

第15年日交通量（辆/d）,,20574,,,,,,,20574,,,,,,

断面大型客车、货车日交通量,,2600,,,,,,,,,,,,,

设计车道第1年大型客车、货车日交通量（辆/d）,,975,,,,,,,,,,,,,

15年设计车道累大型客车、货车交通量,,8283336,,,,,,,8283336,,,,,,

由第15年日交通量20574（辆/d）可知本次设计一级公路车道数为,,,双向四车道,,,,车道系数取值LDF=,0.75,,,,,,,

公路等级,能适应各种汽车折合成小客车的年平均日交通量（辆/日）,,,,,,方向系数DDF=,0.5,,,,,,,

,八车道,六车道,四车道,双车道,单车道,,,,,,,,,,

高速公路,60000～100000,45000～80000,25000～55000,-,-,,,,,,,,,,

一级公路,-,25000～55000,15000～30000,-,-,,,,,,,,,,

二级公路,-,-,-,5000～15000,-,,,,,,,,,,

三级公路,-,-,-,2000～6000,-,,,,,,,,,,

四级公路,-,-,-,2000,400,,,,,,,,,,

由15年设计车道累大型客车、货车交通量8283336可知本次设计交通荷载等级为,,,,重,,,,,,,,,,,

交通荷载等级,极重,特重,重,中等,轻,,,,,,,,,,

设计基准期内设计车道累大型客车、货车交通量Ne（106）,≥50,50--19,19--8,8--4,＜4,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

车辆类型分布系数确定,,,,,,,,,,,,,,,

根据下表确定本次设计公路的TTC分类,,TTC5,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,整体式货车数量,0,1000,700,500,0,200,0,,

,,,,,,半挂车货车数量,0,0,0,0,0,0,0,,

,,,,,,整体式货车比例,36.36%,将此值填入软件！,,,,,,,

,,,,,,本挂车货车比例,0,将此值填入软件！,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

由上表可知TTC分类为TTC5，再由下表确定确定车辆类型分布系数,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

车辆类型分布系数%,,,,,,,,,,,,,,,

车型,二类,三类,四类,五类,六类,七类,八类,九类,十类,十一类,,,,,

TTC5,9.9,42.3,14.8,0,22.7,2,2.3,3.2,2.5,0.2,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

车辆当量设计轴载换算,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

EALFml,非满载换算系数,,,,,,,,,,,,,,

EALFmh,满载换算系数,,,,,,,,,,,,,,

PERml,非满载比例,,,,,,,,,,,,,,

PERmh,满载比例,,,,,,,,,,,,,,

车型,,二类,三类,四类,五类,六类,七类,八类,九类,十类,十一类,,,,

EALFml,沥青混合料,0.80,0.40,0.70,0.60,1.30,1.40,1.40,1.50,2.40,1.50,,,,

,无机结合料,0.50,1.30,0.30,0.60,10.20,7.80,16.40,0.70,37.80,2.50,,,,

,路基顶面,0.60,0.40,0.90,0.70,1.60,1.90,1.80,2.80,3.70,1.60,,,,

EALFmh,沥青混合料,2.80,4.10,4.20,6.30,7.90,6.00,6.70,5.10,7.00,12.10,,,,

,无机结合料,35.50,314.20,137.60,72.90,1505.70,553.00,713.50,204.30,426.80,985.40,,,,

,路基顶面,2.90,5.60,8.80,12.40,17.10,11.70,12.50,12.50,13.30,20.80,,,,

PERml,,0.85,0.90,0.65,0.75,0.55,0.70,0.45,0.60,0.55,0.65,,,,

PERmh,,0.15,0.10,0.35,0.25,0.45,0.30,0.55,0.40,0.45,0.35,,,,

EALFm,沥青混合料,0.29,0.15,0.67,0.71,2.54,1.76,2.32,1.84,4.16,4.13,,,,

,无机结合料,2.26,36.76,9.39,8.20,3801.14,905.81,2896.10,34.32,3992.93,560.45,,,,

,路基顶面,0.22,0.20,1.80,1.63,6.77,4.67,5.57,8.40,12.18,7.57,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

当量设计轴载累作用次数,,,,,,,,,,,,,,,

计算好不同的设计指标下各类车辆的当量设计轴载换算系数之后，根据沥青规范中式（A.4.1）计算初始年设计车道日平均当量轴次：,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

其中2轴6轮及以上车辆的双向年平均日交通量AADTT=,,,2600（辆/d）,,,,,,,,,,,,

再根据初始年设计车道日平均当量轴次N1、设计使用年限等，按下式计算设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

计算结果如下表：,,,,,,,,,,,,,,,

当量设计轴载累作用次数算结果,,,,,,,,,,,,,,,

换算方法,沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形,无机结合料稳定层层底拉应力,路基顶面竖向拉应变,,,,,,,,,,,,

N1,1000.67,1040121.82,2652.91,,,,,,,,,,,,

Ne,14235670.00,614575600.00,20357220.00,,,,,,,,,,,,

填入软件计算值,14235670.00,614575600.00,20357220.00,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

土基回弹模量的确定,,,,,,,,,,,,,,,

根据路基土为低液限黏土(CL)和交通荷载等级保守确定标准状态下路基土回弹模量为,,,,68MPa,,填入软件时，不要填入此值！填入下式计算得到的平衡湿度状态下路基回弹模量设计值！！,,,,,,,,,

土组,取值范围(MPa),代表值(MPa),,,,,,,,,,,,,

砾(G),110～135,123,,,,,,,,,,,,,

含细粒土砾(GF),100～130,115,,,,,,,,,,,,,

粉土质砾(GM),100～125,113,,,,,,,,,,,,,

黏土质砾(GC),95～120,108,,,,,,,,,,,,,

砂(S),95～125,110,,,,,,,,,,,,,

含细粒土砂(SF),80～115,98,,,,,,,,,,,,,

粉土质砂(SM),65～95,80,,,,,,,,,,,,,

黏土质砂(SC),60～90,75,,,,,,,,,,,,,

低液限粉土(ML),50～90,70,,,,,,,,,,,,,

低液限黏土(CL),50～85,68,,,,,,,,,,,,,

高液限粉土(MH),30～70,50,,,,,,,,,,,,,

高液限黏土(CH),20～50,35,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,路基干湿度状态为,潮湿,,,,,,

根据公路自然区划为IV区，确定路基湿度状态为潮湿。根据下表得不同自然区划的TMI值范围，再根据右表确定潮湿类路基的回弹模量湿度调整系数，本次设计取Ks=,,,,,,,,,0.95,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,取干湿循环折减系数Kn=,,0.8,,,,,,,,,

,,,,确定湿度调整系数后，再根据下式得到平衡湿度状态下路基回弹模量设计值：,,,,,,,,,,,

,,,,,,51.3MPa,将此值作为路基回弹模量值填入软件！,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

路面结构组合设计,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,根据交通荷载等级为重，拟定合适的路面组合类型并选取相应的材料级配类型。同时按表中数据，根据结构层类型选取相应的厚度。,,,,,,,,,,

,,,,,无机结合料稳定类材料的结构力学参数选取按下表中取弹性模量及弯拉强度，且在进行结构验算时弹性模量应乘以结构层模量调整系数0.5。沥青混合料层的弹性模量应按表中数据选取，其中面层采用20ºC、10Hz条件下的动态压缩模量，沥青类基层采用20ºC、5Hz条件下的动态压缩模量。各结构层的泊松比按表中数据确定。各参数整理好后如下表所示：,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,路面结构组合设计参数,,,,,,,,,,

,,,,,,所选材料类型,,初拟厚度（mm）,结构参数,泊松比,,,,,

,,,,,面层,连续级配沥青混合料,,200,11000,0.25,,,,,

,,,,,基层,无机结合料稳定类,,350,14000,0.25,,,,,

,,,,,底基层,无机结合料稳定类,,180,14000,0.25,,,,,

,,,,,路基,低液限黏土(CL),,,,0.4,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,环境参数确定,,,,,,,,,,,

,,,,1、计算温度调整系数,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,沥青混合料层疲劳开裂：,,,无机结合料稳定层疲劳开裂：,,路基顶面竖向压应变：,,由上表可知，面层与基层仅为一种材料结构，故不用计算面层沥青与基层（含底基层）的当量厚度，当量模量。,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,530mm,

,,,,,,,,,,,,,,,10706MPa

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,0.79,,,0.38,,,,,,

,,,,则：,,,,,,,,,,,

,,,,,,0.74,,,0.97,,,0.89,,,

,,,,,,0.97,,,0.95,,,0.95,,,

,,,,,,-0.45,,,-0.06,,,-0.39,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,-0.04,,,-0.08,,,-0.07,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,0.87,,,1.264,,,0.99,,,

,,,,,,,,,1.264,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,本次设计沥青混合料层底拉应变，无机结合料稳定层底拉应力取值为,,,,1.45,,,,,,,

,,,,本次设计路基顶面竖向压应变为,,,,1.31,,,,,,,

,,,,本次设计基准等效温度为,,,,23.9,,,,,,,

,,,,将以上三个值填入软件中，计算后更正KT2，即J209中的数据,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

路面结构验算,,,,,,,,,,,,,,,

无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命应根据路面结构分析得到的各无机结合料稳定层层底拉应力，按下式计算：,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

首先根据右表确定所在地区的冻结指数为,,92℃∙d,,,,,,,,,,,,,

季节性冻土地区调整系数由下表取Ka=,,0.9,将此值填入软件！,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

疲劳试验回归参数按照下表取值,,a=13.24,b=12.52,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

C1=14,-0.0076,-0.0076,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

其余参数已知，最后将前面一系列算出来的参数一齐代入算式可以分别算得方案1和方案2的Nf2：,,,,,,,,,,,,,,,

方案1Nf2=,30911840000,根据软件计算值填入,,,,,,,,,,,,,

方案2Nf2=,,,,,,,,,,,,,,,

而前面算得无机结合料层层底拉应力的当量设计轴载累计作用次数Ne=,,,,614575600.00,,,,,,,,,,,

方案一满足要求。,,,,,,,,,,,,,,,

方案二不满足要求！,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

沥青混合料层永久变形量验算,,,,,,,,,,,,,,,

根据沥青规范中条文规定将其分层，并求解各分层顶面竖向压应力。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

本次设计方案一共分为,,7层,,,,,,,,,,,,,

每层厚度为,,28.6mm,,,,,,,,,,,,,

"根据得到的力学响应代入下式可求得沥青混合料层总的永久变形量，其中车辙实验试件的厚

度为50mm，沥青混合料在试验温度为60℃，压强为0.7MPa，加载次数为2520次。",,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,ha=,200.0mm,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根据前面的方案可知沥青混合料层的组成是一样的，厚度ha=200mm，将d1和d2代入上式可得各个分层的Kri。,,,,,,,,,,,,,,,

Tpef则是根据下列公式得到：,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根据上述描述，基准等效温度Tξ=23.9℃，因而由上式可得：,,,,,,,,,,,,,,,

,,27.1℃∙d,,,,,,,,,,,,,

第i分层顶面竖向压应力pi可由计算软件算出每一层对应计算点的压应力值。Ne3则在前面已算出。,,,,,,,,,,,,,,,

Ne3=,14235670.00,,,,,,,,,,,,,,

第1分层厚度h1均为15mm，其他分层为路表距分层中点的深度。,,,,,,,,,,,,,,,

同时根据沥青规范中下表关于气候分区的确定得到本项目地区为,,,"""2-4""",,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

由上表拟定动稳定度DS=,,6977,,,,,,,,,,,,,

永久变形量R0按下式计算,,,,,,,,,,,,,,,

,6977,,,,,,,,,,,,,,

通过上式可反算得第一分层沥青混合料在试验温度为60℃，压强为0.7Mpa，加载次数为2520次时，车辙试验永久变形量R0i=,,,,,,1.22mm,,,,,,,,,

同理，确定每一层沥青混合料在试验温度为60℃，压强为0.7Mpa，加载次数为2520次时，车辙试验永久变形量R0i如下：,,,,,,,,,,,,,,,

R01=,1.22mm,,,,,,,,,,,,,,

R02=,2.08mm,,,,,,,,,,,,,,

R03=,2.06mm,,,,,,,,,,,,,,

R04=,2.50mm,,,,,,,,,,,,,,

R05=,1.55mm,,,,,,,,,,,,,,

R06=,0.86mm,,,,,,,,,,,,,,

R07=,1.00mm,,,,,,,,,,,,,,

沥青混合料层永久变形量RA=,,11.27mm,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

同理方案二沥青混合料层永久变形量RA=,,1.24mm,,,,,,,,,,,,,

沥青规范中表所列容许永久变形量为,,,15mm,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

方案一满足要求。,,,,,,,,,,,,,,,

方案二满足要求。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

路基顶面和路表验收弯沉值验算,,,,,,,,,,,,,,,

根据沥青规范，路基顶面验收弯沉值lg，应按下式计算。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根据沥青规范宜采用落锤式弯沉仪进行路基验收，落锤式弯沉仪荷载为50kN，荷载盘半径应为150mm。,,,,,,,,,,,,,,,

故，,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

由前可知路基回弹湿度调整系数Ks=,,0.95,,,,,,,,,,,,,

标准状态下的回弹模量MR=,,68MPa,,,,,,,,,,,,,

故此处平衡湿度状态下路基顶面回弹模量由下列公式计算：,,,,,,,,,,,,,,,

,,64MPa,,,,,,,,,,,,,

所以路基顶面验收弯沉值计算如下：,,,,,,,,,,,,,,,

,,291.20mm,291.20,,,,,,,,,,,,

因此只要路基顶面实测代表弯沉值l0符合下式的要求即可。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根据沥青规范，路表验收弯沉值la，应根据设计路面结构，采用弹性层状体系理论按下式计算。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

因为方案中采用的是无机结合料稳定类基层沥青路面，故Kl=,,,0.5,,,,,,,,,,,,

,,E0=,64MPa,,,,,,,,,,,,

,,,32MPa,,,,,,,,,,,,

此处用计算软件算出路表验收弯沉值：,,,,,,,,,,,,,,,

方案1：,18.5(0.01mm),,,,,,,,,,,,,,

方案2：,,,,,,,,,,,,,,,

路面交(竣)工时应对路表弯沉值进行检测。只要落锤式弯沉仪中心点弯沉代表值l0满足下式要求，即满足路面验收条件。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

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