高速公路路面设计及排水设计(参考)(2021整理)

第三章排水设计计算讲明书气候与地质条件介绍工程工程区属亚热带湿润季风气候区，整体气温变化幅度小，年均温13-14℃，1月均温3.0-6.3℃，7月均温19.8-22.0℃。℃，最低气温为-12℃。多年平均落水量到达1350毫米/年。蒸发量最大的月份为2～5月份，无霜期230-300天。冬热夏凉，气候宜人。地形起伏较大，局部地区气候差异明显。全市总水量约142.18亿立方米，其中地表水体平均年流量64亿立方米。工程工程区地处长江水系和珠江水系的分水岭地区。长江水系以乌江上游三岔河为干流，展布于市境北部；珠江水系以北盘江为干流，由西向东横贯市境中部；南盘江支流分布于市境南部边缘。受岩溶地貌妨碍，地表河网与地下河网均有发育，互有衔接，且反复出现。境内10公里以上河流43条，多呈现河谷深切，河床狭，水流急，落差大，水利资源丰富。工程区年落水量具明显的季候性特征，5～10月为雨季，多暴雨，落水量占全年总量的三分之二，暴雨常造成洪水灾难，并诱使倒塌、滑坡等地质灾难发生。工程工程区所属境内岩溶地貌类型齐全，发育典型。山峦众多，延绵起伏；沟壑纵横，深履险峻。地势西北高，东南低。地面最高点为乌蒙山脉的韭菜坪，海拔在2900.3米，人称“贵州屋脊〞；最低点在六枝特区毛口乡北盘江河谷，海拔586米。境内平均海拔在1400-1900米之间。沿线地质情况为覆盖层以种植土、亚砂土和亚粘土为主，含少量的碎石质土，覆盖层厚2m左右，稻田中种植土厚0.6m左右。下伏基岩为硅化板岩。3.2边沟设计验算在K10+至K11+020之间的左侧挖方段为挖方最大汇水面积段，本次设计以沥青混凝土路面为例。硅化板岩路堑〔坡度为1：,坡面流长度为m〕，路基宽度21.5m,取单侧路面和路肩横向排水宽度为12m,路拱横坡为2%在纵断面方面，此处属于竖曲曲折折线上，采纳平均纵坡i=〔-〕/=%,边沟坡足和路肩边缘间设置矩形形边沟。计算简图如图4.2-1.计算汇水面积和径流系数：由图一计算汇水区域在路堑一侧〔由平台沟到边坡平台〕的面积A1=×=m2。由于坡面上采纳拱式护面墙防护，那么由?公路排水设计标准?得坡面径流系数取C1=0.78。汇水区域在边沟平台上的面积A2=1×=m2,取坡面径流系数(浆植草护面)C2=0.53，汇水区域在路面一侧(公路路中线到边沟〕的面积为A3=×12=m2,由表查得沥青路面径流系数为C3=0.95。由此，总的汇水面积为F=++=m2，汇水区的径流系数为C=。图STYLEREF2\sSEQ图\*ARABIC\s21边沟计算示意图计算汇流历时：由克毕公式计算坡面汇流历时，其中：L——坡面流长度；i——坡面流坡度；m——地表粗糙系数；由表查得拱式护面墙防护路堑边坡的粗度系数m=0.4，且路堑坡度为1：0.5,得路堑坡面汇流历时。由表查得边沟平台〔植草护面〕的粗度系数m=0.4,横向坡度为4%，那么查表得沥青混凝土路面粗糙系数为m=0.013，横坡4%，坡面流长度为12m，因此历时时刻为。因此取坡面汇流历时t=min(取最大值)。设边沟底宽为0.6m，高0.65m，以浆砌片石砌筑，沟壁粗糙系数n=0.025。设计水深为0.5m。求得过水断面段面积为A=，水力半径为R=m。按曼宁公式,得沟内平均流速为：，因此沟内汇流历时为。由上可得汇流历时为。计算落雨强度：据设计手册，高速公路路界内坡面排水设计落雨重现期为15年。求设计重现期和落雨历时内的落雨强度〔mm/min〕,由于公路在贵州六盘水境内，据?公路排水设计手册?，可取公式。计算设计径流量：可按落雨强度由推理公式确定：，式中Q---设计径流量；C---径流系数；F---汇水面积〔Km〕;因此。检验径流：设定边沟的截面形式为矩形，底宽0.6m,过水断面为底宽0.6m，水深0.5m，断面积为0.3m2,那么泄水能力Qc=0.3×2.3=m/s。因为设计径流量Q=0.0345m/s<泄水能力Qc=m/s，因此假定的边沟尺寸符合要求。冲淤检验：边沟的平均流速应使水流在设计流量条件下不产生冲刷和淤泥。为此，应保证设计流速在最大和最小答应流速范围内。关于浆砌片石边沟，最大答应速度为3.0m/s，由于水深不大于0.5m，那么修正系数为0.85,故修正最大答应流速为2.55m/s,而最小答应速度为0.4m/s。关于平均流速V=m/s在最大与最小范围内，故满足冲淤检验。综上所述，边沟尺寸符合要求。拦水带设计验算：本次设计以沥青路面设计为例，单侧路面和路肩横向排水的宽度为12m,出水口的间距初拟为50m，以K10+983.396～K11+020段为设计段，纵坡坡度为%,路拱横坡度为4%。计算图见图：图STYLEREF2\sSEQ图\*ARABIC\s21拦水带设计示意图设计径流量计算设计重现期按公路重要程度〔高速公路〕，对路面和路肩外表排水取设计重现期为5年。汇水面积和径流系数设出水口间距为50米，那么两个出水口之间的汇水面积为F=50×12×10-6=600×10-6km2,关于沥青混凝土路面取径流系数C=0.95。汇流历时由克毕公式计算坡面汇流历时t1，由表查得地表粗度系数m1=0.013,路面横坡为is=4%,坡面流长度LS=12m,可计算得到坡面汇流历时=1.287min由沟底〔即路线〕纵坡ig=%,那么由齐哈近似估算：==m/s,因此沟内汇流历时为：ts=50/(60×)=min由此，可得到汇流历时为t=t1+t2=min落雨强度贵州六盘水的落雨强度公式为：3.170mm/min,由此得到设计径流量为：=16.67×0.95××600×10-60m3/s确定路缘带内的水深与水面宽度硬路肩宽为33/s。折线型底边的过水断面图见图。查表得，光滑沥青外表的粗糙系数为n=0.013,关于浅三角形沟的水力计算采纳修正的曼宁公式来计算泄水能力，由QC=3/s，ih4003,来反算ha=m。那么离路缘带60cm处的水深hb=ha-Bwia=0.10448m。84的过水断面的泄水量按修正的曼宁公式来计算。211m3/s图STYLEREF2\sSEQ图\*ARABIC\s22路缘带内60cm宽度范围内的泄水量为:28m3/s。路缘带内60cm宽度范围外的泄水量为:=0.0028m3/s。总泄水量Qa+Qb08m33/s改水深ha6m,按上述方法知：hb=ha-Bwia6436mm3/s，Qa2816264m3/sm3/s总泄水量Qa+Qb26421285m33/s，因而，拦水带边沟水深为623=1.27m。确定拦水带尺寸水力计算要紧关怀边沟排泄设计流量时的水深和水面宽度，前者妨碍到路缘带或缘石的高度，后者用于检验沟内水面是否超过设计规定的限值〔硬路肩内侧边缘〕。依据拦水带边沟水深为6cm，以及水面宽度为1.27m(硬路肩宽度为3m),选择拦水带的形式为水泥混凝土拦水带，拦水带堤高12cm,正面边坡1：1,反面边坡竖立。具体尺寸见以下图。本节设计的公式均来自于公路排水设计手册。拦水带尺寸图〔单位：cm〕4水泥混凝土路面设计立德高速K10+000~K12+250段，在自然区划上属于区。拟建一条高速公路，双向四车道，交通量年平均增长率为8.5%，路基土为低液限粘土。表4-1计算设计年限通过的标准轴载作用次数车型车轴车轴车轮型EQEQ〔KN〕小客车前轴1-12700后轴1-1232700中客车SH130前轴1-1800后轴1-223800大客车CA50前轴1-1500后轴1-2500小货车BJ130前轴1-113.551700后轴1-227.21700中货车CA50前轴1-1600后轴1-2600中货车EQ140前轴1-1850后轴1-2850大货车JN150前轴1-149850后轴1-2850特大车日野KB222前轴1-1600后轴1-2600拖挂车五十铃前轴1-16075后轴3-21007575合计2轴4轮略往不计；方向分配系数，车道分配系数为。故有：=ADTT×〔×〕=2352×0.5×0.8=941〔次〕1、累计标准轴次设计使用年限为30年，车轮轮迹横向分布系数为。〔?公路水泥混凝土路面设计标准?〕使用年限内的累计标准轴次：=〔-1〕×365×==8532682≦2000×〔次〕使用年限内标准轴载作用次数〔100,2000〕，属于重交通等级。方案一：面层:水泥混凝土板，厚0.28m基层：5%水泥稳定碎石，厚8m底基层：6%级配碎石初拟路面结构由表，相应于平安等级一级的变异水平等级为低等。依据高速公路、重交通等级和低等级变异水平等级，查表4-1和表4-3，初拟一般混凝土面层厚度为=0.28m。基层选用水泥稳定碎石〔水泥用量5%〕，厚8m，底基层为6m的级配碎石〔颗粒含量6%〕。单向路幅宽度为24m〔行车道〕+2×〔硬路肩〕,一般混凝土板的平面尺寸为，长。纵缝为设拉杆平缝，横缝设计为传力杆的假缝。材料参数确实定混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表，取一般混凝土面层的弯拉强度标准值=5.0MPa,相应弯拉弹性模量标准值为=31GPa泊松比0.15。土基的回弹模量=70MPa，查表E.0.1-2,取地下水位1.0m时湿度调节系数0.80。由此，路床顶综合回弹模量取为70=220MPa。泊松比为0.35，砾石粗集料混凝土的线膨胀系数=11/℃。按式1〕~式〔〕计算板底地基综合回弹模量如下：===220MPa===0.26ln(6×==板底地基综合回弹模量取为90MPa混凝土面层板的弯曲曲折折刚度、半刚性基层板的弯曲曲折折刚度、路面结构总相对刚度半径为：====〔3〕荷载应力按式〔〕,标准荷载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力为：=====按式〔〕，计算面层荷载疲惫应力。按式〔〕计算面层最大荷载应力。==其中：应力折减系数〔〕；综合系数〔〕；疲惫应力系数==。温度应力由表3.0.10，最大温度梯度取88℃。===3390MPa/m===_=_t===1-=1-按式〔〕计算面层最大温度应力：==温度疲惫应力系数，按式〔〕计算：==按式〔〕计算温度疲惫应力：=1.10=0.265MPa结构极限状态校核查表3.0.4，一级平安等级，低变异水平条件下，可靠度系数取1.24。按式〔〕和式〔〕校核路面结构极限状态是否满足要求：≦×≦拟定的由计算厚度0.28m的一般混凝土面层和厚度0.18m的水泥稳定粒料基层组成的路面结构满足要求，能够承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲惫作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次作用。取混凝土面层设计厚度为0.28m。方案二：面层:水泥混凝土板，厚0.27m基层：5%水泥稳定碎石，厚5m底基层：4%水泥稳定碎石〔一〕初拟路面结构由表，相应于平安等级一级的变异水平等级为低等。依据高速公路、重交通等级和低等级变异水平等级，查表4-1和表4-3，初拟一般混凝土面层厚度为=0.27m。基层选用水泥稳定碎石〔水泥用量5%〕，厚5m，底基层为6m的水泥稳定碎石〔水泥用量4%〕。单向路幅宽度为2〔行车道〕+2×〔硬路肩〕,一般混凝土板的平面尺寸为，长。纵缝为设拉杆平缝，横缝设计为传力杆的假缝。〔二〕材料参数确实定1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表，取一般混凝土面层的弯拉强度标准值=5.0MPa,相应弯拉弹性模量标准值为=31GPa泊松比0.15。2、土基的回弹模量=70MPa，查表E.0.1-2,取地下水位1.0m时湿度调节系数0.80。由此，路床顶综合回弹模量取为70=1300MPa。泊松比0.35，水泥稳定碎石底基层回弹模量=1300MPa。泊松比为0.35，砾石粗集料混凝土的线膨胀系数=11/℃。按式1〕~式〔〕计算板底地基综合回弹模量如下：===1300MPa===0.26ln(6×==板底地基综合回弹模量取为185MPa混凝土面层板的弯曲曲折折刚度、半刚性基层板的弯曲曲折折刚度、路面结构总相对刚度半径为：====〔3〕荷载应力按式〔〕,标准荷载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力为：=====按式〔〕，计算面层荷载疲惫应力。按式〔〕计算面层最大荷载应力。==其中：应力折减系数〔〕；综合系数〔〕；疲惫应力系数==。〔4〕温度应力由表3.0.10，最大温度梯度取88℃。===4029MPa/m===_=_t===1-=1-按式〔〕计算面层最大温度应力：==温度疲惫应力系数，按式〔〕计算：==按式〔〕计算温度疲惫应力：=〔5〕结构极限状态校核查表3.0.4，一级平安等级，低变异水平条件下，可靠度系数取1.24。按式〔〕和式〔〕校核路面结构极限状态是否满足要求：≈5MPa≦×≦拟定的由计算厚度0.27m的一般混凝土面层和厚度0.15m的水泥稳定粒料基层组成的路面结构满足要求，能够承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲惫作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次作用。取混凝土面层设计厚度为0.27m。方案三：面层:水泥混凝土板，厚0.28m基层：5%水泥稳定碎石，厚6m底基层：天然砂砾〔一〕初拟路面结构由表，相应于平安等级一级的变异水平等级为低等。依据高速公路、重交通等级和低等级变异水平等级，查表4-1和表4-3，初拟一般混凝土面层厚度为=0.28m。基层选用水泥稳定碎石〔水泥用量5%〕，厚6m，底基层为=0.22m的天然砾石。单向路幅宽度为2〔行车道〕+2×〔硬路肩〕,一般混凝土板的平面尺寸为，长。纵缝为设拉杆平缝，横缝设计为传力杆的假缝。〔二〕材料参数确实定1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表，取一般混凝土面层的弯拉强度标准值=5.0MPa,相应弯拉弹性模量标准值为=31GPa泊松比0.15。2、土基的回弹模量=70MPa，查表E.0.1-2,取地下水位1.0m时湿度调节系数0.80。由此，路床顶综合回弹模量取为70=1300MPa。泊松比0.35，天然砾石底基层回弹模量=150MPa。泊松比为0.35，砾石粗集料混凝土的线膨胀系数=11/℃。按式1〕~式〔〕计算板底地基综合回弹模量如下：===150MPa===0.26ln(6×==板底地基综合回弹模量取为85MPa混凝土面层板的弯曲曲折折刚度、半刚性基层板的弯曲曲折折刚度、路面结构总相对刚度半径为：====〔3〕荷载应力按式〔〕,标准荷载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力为：=====按式〔〕，计算面层荷载疲惫应力。按式〔〕计算面层最大荷载应力。==其中：应力折减系数〔〕；综合系数〔〕；疲惫应力系数==。〔4〕温度应力由表3.0.10，最大温度梯度取88℃。===3785MPa/m===_=_t===1-=1-按式〔〕计算面层最大温度应力：==温度疲惫应力系数，按式〔〕计算：==按式〔〕计算温度疲惫应力：=〔5〕结构极限状态校核查表3.0.4，一级平安等级，低变异水平条件下，可靠度系数取1.24。按式〔〕和式〔〕校核路面结构极限状态是否满足要求：≦×≦拟定的由计算厚度0.28m的一般混凝土面层和厚度0.16m的水泥稳定粒料基层组成的路面结构满足要求，能够承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲惫作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次作用。取混凝土面层设计厚度为0.28m。5沥青路面结构层厚度计算立德高速K10+000~K12+250段，在自然区划上属于区。拟建一条高速公路，双向四车道，车道系数为η=0.5,拟采纳沥青路面结构，设计年限为15年，交通量年平均增长率为8.5%，沿线土质为低液限粘土,沿线地质情况为覆盖层以种植土、亚砂土和亚粘土为主，含少量的碎石质土，覆盖层厚2m左右，稻田中种植土厚0.6m左右。下伏基岩为硅化板岩。公路沿线有较丰富的砂砾材料、砂，当地沿线无矿石料场，矿石材料需外购，当地有水泥厂和电厂，粉煤灰较丰富，有少量石灰生产，但产量不高。分析表5-1交通组成及交通量表〔双向〕车型后轴型号交通量〔辆/昼夜〕小客车1-12700中客车SH1301-2800大客车CA501-2500小货车BJ1301-21700中货车CA501-2600中货车EQ1401-2850大货车JN1501-2850特大车日野KB2221-2600拖挂车五十铃3-275交通量年平均增长率〔%〕我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。按照?公路沥青路面设计标准?〔JTGD50-2006〕,标准轴载的计算参数按表5-2确定。表5-2标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P〔KN〕100单轮当量圆直径d〔mm〕轮胎接地压强P〔Mpa〕两轮中心距〔cm〕1．5d﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中：—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；—被换算车型的各级轴载换算次数〔次/d〕；—标准轴载〔〕；—各种被换算车型的轴载〔〕；C1—被换算车型的轴数系数；C2—被换算车型的轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38；—被换算车型的轴载级不。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：式中：m—轴数。表5-3轴载换算结果车型〔〕〔次/日〕小客车前轴12700后轴2312700中客车SH130前轴1800后轴2311800大客车CA50前轴1500后轴11500小货车BJ130前轴11700后轴111700中货车CA50前轴1600后轴11600中货车EQ140前轴1850后轴11850大货车JN150前轴491850后轴11850特大车日野KB222前轴1600后轴11600拖挂车五十铃前轴60175后轴3×1003175225∑那么按公式〔〕其设计年限内一个车道上的累计量轴次：式中—设计年限内一个车道的累计当量轴次数〔次/车道〕；t—设计年限(年)，查表3.1.3知，t=15年；—营运第一年双向日平均当量轴次〔次/d〕；—设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，；—车道系数,查表知。那么以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时：次。〔2〕当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各级轴载的作用次数，均按下式换算成标准轴载的当量作用次数：式中----以半刚性材料层的拉应力为设计指标时标准轴载的当量轴次〔次/日〕;----被换算车型的轴数系数，以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数系数按式=1+2〔m-1〕计算；----被换算车型的轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为，四轮组为表5-4轴载换算结果车型〔〕〔次/日〕小客车前轴12700后轴2312700中客车SH130前轴1800后轴2311800大客车CA50前轴1500后轴11500小货车BJ130前轴11700后轴111700中货车CA50前轴1600后轴11600中货车EQ140前轴1850后轴11850大货车JN150前轴491850后轴11850特大车日野KB222前轴1600后轴11600拖挂车五十铃前轴60175后轴3×1005175375∑那么其设计年限内一个车道上的累计量轴次为：次。5.3.1路面材料选择交通量情况：经计算得设计车道交通量累计标准为次〔按设计弯沉计〕，为重交通，讲明交通量非常大。2.地质与土基情况：立德高速公路沿线地处贵州省西南部，该路段在自然区划上属于区，沿线土质为低液限粘土，填方路基高1.8m，地下水位距路床0.9m，属中湿状态，路线大致呈西南走向，六盘水境内岩溶地貌类型齐全，发育典型。山峦众多，延绵起伏；沟壑纵横，深履险峻。地势西北高，东南低；其中本设计段K10+000~K12+500段路中线相对高差较大，公路沿线要紧为荒山坡，地形地质条件极为复杂，地质病害较多，有溶洞、滑坡、倒塌、采空区、软土、断层等。该设计路段路基处于中湿状态，路基土为低液限黏质土，土基的回弹模量为35MPa。3.沿线气象情况：由于该路段属亚热带湿润季风气候地区。整体气温变化幅度小，年均温13-14℃，1月均温3.0-6.3℃，7月均温19.8-22.0℃。无霜期230-300天。落雨量1200-1500毫米。冬热夏凉，气候宜人。多年最大道路冻深为平均冻结指数为32℃，最大冻结指数为57℃，查表5.2.2可知该路段地区属于非冰冻地区，因此不需要进行防冻厚度验算。路段所属地区地形起伏较大，局部地区气候差异明显。六盘水市总水量约亿立方米，其中地表水体平均年流量64亿立方米。4.公路沿线要紧筑路材料情况：公路沿线有较丰富的砂砾材料、砂，当地沿线无矿石料场，矿石材料需外购，当地有水泥厂和电厂，粉煤灰较丰富，有少量石灰生产，但产量不高。本路段水源较为丰富，施工用电可考虑利用沿线农用电网，加装变压器，改善及加展电路解决。依据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，拟定了两个结构组合方案。按计算法确定方案一、方案二的路面厚度。依据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，基于以上考虑因素，本段路关于中湿状态提出两种半刚性基层组合方式，初步确定路面结构组合和各层厚度如下：方案一:半刚性基层：4㎝沥青混凝土〔AC-13〕+6㎝沥青混凝土〔AC-20〕+9㎝沥青混凝土〔AC-25〕+18㎝水泥稳定碎石〔6%〕+？㎝石灰粉煤灰砂砾土，以石灰粉煤灰砂砾土为设计层。方案二:半刚性基层：4㎝沥青混凝土〔AC-13〕+8㎝沥青混凝土〔AC-20〕+10㎝沥青混凝土〔AC-25〕+18㎝水泥稳定碎石〔6%〕+30㎝水泥砂砾，方案二按验算法验算结构层厚度。5.3.3.1各层材料的抗压模量和劈裂强度土基回弹模量确实定可依据附录E查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已参照标准给出的推举值确定。见表5-5和表5-6。表5-5结构组合参数〔方案一〕层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂〔Mpa〕拉应力计算用弯沉计算用①细粒式沥青混凝土420001400②中粒式沥青混凝土618001200③粗粒式沥青混凝土912001000④水泥稳定碎石1836001500⑤石灰粉煤灰砂砾土待定36001300⑥土基—7070—表5-6结构组合参数〔方案二〕层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂〔Mpa〕拉应力计算用弯沉计算用①细粒式沥青混凝土420001400②中粒式沥青混凝土818001200③粗粒式沥青混凝土1012001000④水泥稳定碎石1836001500⑤水泥砂砾3036001300⑥土基—7070—高速公路，沥青混凝土面层=1.0〔半刚性基层沥青路面〕==22.19㎜=2.219㎝(半刚性基层沥青路面)沥青路面层、半刚性材料基层和底基层以拉应力为设计或验算指标时，材料的容许拉应力按式〔〕计算〔〕式中：—路面结构层材料的容许拉应力〔Mpa〕；—沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度〔Mpa〕；—抗拉强度结构系数。对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15°C时的极限劈裂强度；对水泥稳定类材料系指龄期为90d的极限劈裂强度；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度；对水泥粉煤灰稳定类系指龄期为120d的极限劈裂强度。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数，按下式计算：对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数，按下式计算：对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数，按下式计算：表5-7结构层容许弯拉应力材料名称〔Mpa〕〔Mpa〕细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土水泥稳定碎石石灰粉煤灰砂砾土1〕计算综合修正系数=2〕计算理论弯沉系数=﹙2﹚确定设计层厚度采纳三层体系外表弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。h/δE2/E1；由三层体系外表弯沉系数诺莫图查得：=5.8。h/δ；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=0.88。又因为K2=/(K1×〕=0.662，，，由上查表得：H/δ×。由可知：=34.1+×因为H=47.9cm，可知=13.4cm，故取=14cm。如如下面图：____________________________________________h1=4cmE1=1400MPah=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200MPah3=9cmE3=1000MPaH=？cmE2=1200MPah4=18cmE4=1500MPah5=14cmE5=1300MPaE0=70MPaE0=70MPa5.3.3.5沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算﹙1﹚细粒式沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=80.9cmE2=1800MPah4=18cmE4=3600MPah5=14cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa==4cm；==0.38，=0.9。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙2﹚中粒式沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=10.1cmE1=1800Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=117.5cmE2=1200MPah4=18cmE4=3600MPah5=14cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa==10.1cm；==0.95，=0.7。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知=0,故满足要求。﹙3﹚粗粒式沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=20.2cmE1=1200Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=34cmE2=3600MPah4=18cmE4=3600MPah5=14cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa==20.2cm；==32cm=1.90，=3。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙4﹚水泥稳定碎石层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=33.3cmE1=3600Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=14cmE2=3600MPah4=18cmE4=3600MPah5=14cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa=cm，=14cm由h/=/10.65=,=3600/3600=1.0,查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图得h/=,E2/E1=3600/3600=,/三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图得=H/=,h/=3.13,/=70/3600=0.02,E2/E1=3600/3600=三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图得=由公式m=P得×××1.6=0.08Mpa<满足要求。﹙5﹚石灰粉煤灰砂砾土层层底拉应力验算_____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=33.3cmE1=3600Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=14cmE2=3600MPah4=18cmE4=3600MPah5=14cmE5=3600MPaE0=35MPaE0=35MPa=由=1.31，=0.75；由=1.31，=1.0，查三层连续体系中层底面拉应力系数诺莫图可知由=1.31，==1.0，==3.13，查三层连续体系中层底面拉应力系数诺莫图可知=0.8。由公式==0.50MPa>=0.26MPa，故不满足要求，需增加石灰粉煤灰砂砾土层厚度到22cm。﹙﹚细粒式沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=98.1cmE2=1800MPah4=18cmE4=3600MPah5=22cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa==4cm；==0.38，=0.9。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙﹚中粒式沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=10.1cmE1=1800Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=144.6cmE2=1200MPah4=18cmE4=3600MPah5=22cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa==10.1cm；==0.95，=0.7。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知=0,故满足要求。﹙﹚粗粒式沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=20.2cmE1=1200Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=40cmE2=3600MPah4=18cmE4=3600MPah5=22cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa==20.2cm；==40cm=1.90，=3。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙﹚水泥稳定碎石层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=33.3cmE1=3600Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=22cmE2=3600MPah4=18cmE4=3600MPah5=22cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa=cm，=22cm由h/=/10.65=,=3600/3600=1.0,查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图得h/=,=3600/3600=,/三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图得=H/=,h/=3.13,/=70/1300=0.02,E2/E1=3600/3600=三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图得=由公式m=P得×××1.5=0.07Mpa<满足要求。﹙﹚石灰粉煤灰砂砾土层层底拉应力验算_____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=33.3cmE1=3600Mpah2=6cmE2=1800MPah3=9cmE3=1200MPaH=22cmE2=3600MPah4=18cmE4=3600MPah5=22cmE5=3600MPaE0=70MPaE0=70MPa=由=2.07，=0.45；由=2.07，=1.0，查三层连续体系中层底面拉应力系数诺莫图可知由=2.07，=1.0，==3.13，查三层连续体系中层底面拉应力系数诺莫图可知=0.55。由公式==0.21MPa<=0.26MPa，故满足要求方案二沥青路面层、半刚性材料基层和底基层以拉应力为设计或验算指标时，材料的容许拉应力按式〔〕计算〔〕式中：—路面结构层材料的容许拉应力〔Mpa〕；—沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度〔Mpa〕；—抗拉强度结构系数。对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15°C时的极限劈裂强度；对水泥稳定类材料系指龄期为90d的极限劈裂强度；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度；对水泥粉煤灰稳定类系指龄期为120d的极限劈裂强度。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数，按下式计算：对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数，按下式计算：对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数，按下式计算：=2.71表5-8结构层容许弯拉应力材料名称〔Mpa〕〔Mpa〕细粒沥青混凝土中粒沥青混凝土粗粒沥青混凝土水泥稳定碎石水泥砂砾路表设计弯沉值高速公路，沥青混凝土面层=1.0〔半刚性基层沥青路面〕设计弯沉值：==22.19㎜=2.219㎝(半刚性基层沥青路面)____________________________________________h1=4cmE1=1400MPah=4cmE1=1400Mpah2=8cmE2=1200MPah3=10cmE3=1000MPaH=68.0cmE2=1200MPah4=18cmE4=1500MPah5=30cmE5=1300MPaE0=70MPaE0=70MPaH===0.376，,查三层体系外表弯沉系数诺莫图可得=0.376，=0.058，查三层体系外表弯沉系数诺莫图可得=0.376，=6.38，=0.058，查三层体系外表弯沉系数诺莫图可