《某主干道路线的路面结构设计案例3800字》

某主干道路线的路面结构设计案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u15661某主干道路线的路面结构设计案例综述 1189421.1交通荷载确定 114671.1.1交通资料 1289651.1.2设计指标与标准 2172671.1.3车辆当量设计轴载换算 2321491.2初拟路面结构 4122821.3材料参数 5231951.3.1方案一 5104311.4.2方案二 6230251.4.4路基顶面回弹模量 688121.5路面结构验算 7266121.5.1等效温度及温度调整系数 7248071.5.2无机结合料稳定层层底拉应力验算 8261401.5.3沥青混合料层永久变形量验算 8246431.5.4路面低温开裂指数验算 1017061.5.5HPDS软件验算 10323381.6方案比选 111.1交通荷载确定1.1.1交通资料本设计交通量参考数据如表7-1所示表7-1交通量参数序号车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数交通量(辆/日)1黄河JN163（大货）58.611414362三菱T653B（大货）29.34814103湘江HQP40（大货）23.173.224284少林（大客）28.768.213205凯特（小客）11.32314566江淮HF150（大货）45.1101.511607福田风景G9（小客）1325.614601.1.2设计指标与标准（1）根据公路沥青路面设计规范A2.4[9]，DDF=0.5，根据规范A.2.5[9]，车道系数LDF为0.55；（2）设计路段为改造主干道参照二级公路设计，采用水平三设计，根据规范表A.2.6-2表确定公路TTC分类；（3）经过计算，该设计交通量分类属于TTC4，按照规范规定的车辆类型分布系数取值。1.1.3车辆当量设计轴载换算EAL根据规范A.1.2[9]，此主干道车型分类结果见7-1，其中1类车不需要考虑轴载换算：表7-1车型分类及交通量1类车2类车3类车4类车车型凯特福田风景G9少林江淮HF150黄河JN163三菱T653B湘江HQP40交通量（辆/日）9163201601274应用以上公式，进行轴载换算，结果见表7-2；表7-2车辆当量设计轴载换算车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类VCDF(%)28.943.95.509.42.04.63.42.30.1非满载车比例PERml0.850.900.650.750.550.70.450.60.550.65满载车比例PERmh0.150.100.350.350.450.30.550.40.450.35沥青混合料非满载系数EALFml0.80.40.70.61.31.41.41.52.41.5满载系数EALFmh2.84.14.26.31.96.06.75.11.012.1EALF1.10.771.932.664.272.784.322.944.475.21VCDF×EALF0.320.340.1100.400.060.200.10.100.00N1783.9无机结合料非满载系数EALFml0.51.30.30.610.21.816.40.731.82.5满载系数EALFmh35.5314.2131.672.91505.7553713.5204.3426.8985.4EALF5.7532.5948.3625.97683.18171.4399.882.14212.9346.5VCDF×EALF1.6614.32.66064.223.4318.392.84.90.35N154360.74路基顶面非满载系数EALFml0.60.40.90.71.61.91.82.83.71.6满载系数EALFmh2.95.68.812.411.111.712.512.513.320.8EALF0.950.923.674.878.584.841.696.688.028.32VCDF×EALF0.270.40.200.810.10.350.230.180N11232.32N此主干路参照二级公路设计，则t=12；经查阅资料及调查，该地的γ=5%根据规范[9]，以沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变量作为设计指标，则：N根据规范3.0.4[14]，属于中等交通等级（8.0×10根据规范[14]，以无机结合料稳定层层底拉应力作为设计指标，则：N根据规范3.0.4[9]，属于极重交通等级（>50×10根据规范[9]，以路基顶面竖向压应变作为设计指标，则：N根据规范3.0.4[9]，属于中等交通等级（8.0×10综上所述，属于中等交通等级。1.3初拟路面结构根据淮滨县的气候分区为2-4-2夏热冬温湿润型及地质条件等工程条件，拟定两种方案，见表7-3、7-4所示。表7-3方案一结构层材料厚度（cm）表面层AC-13(SBS改性沥青)4中面层AC-20(SBS改性沥青)6下面层AC-25(70号道路石油沥青)8基层水泥稳定级配砾石30底基层水泥稳定未筛分碎石17表7-4方案二结构层材料厚度（cm）表面层AC-13(70号道路石油沥青)4中面层AC-20(70号道路石油沥青)6下面层AC-25(70号道路石油沥青)8基层粒料材料25底基层粒料材料201.4材料参数在对于平安大道东段路面的改造设计中，所需用到的例如各类沥青的模量，各类粒料材料的模量等参数，需要相关文献与规范的结合查阅出结果，其中在刘广[12]同过相关实验测得了部分沥青的DS，因此在对平安大道东段的路面改造设计中各层沥青混合料永久变形量的数据都是来自上篇文献相关公式的换算，其中DS=9365R0−1.48表7-6动稳定度表材料类型动稳定度DSAC-13(SBS改性沥青)2800AC-20(SBS改性沥青)5367AC-13(70号道路石油沥青)2227AC-20(70号道路石油沥青)1699AC-25(70号道路石油沥青)7431.4.1方案一表7-7材料参数表材料类型模量（MPa）弯拉强度AC-13(SBS改性沥青)10000AC-20(SBS改性沥青)11000AC-25(70号道路石油沥青)12000水泥稳定级配砾石125001.7水泥稳定未筛分碎石105001.7根据上述公式及参数，换算得到方案一的车辙实验总变形深度，结果见表7-8。表7-8沥青混合料R0取值（mm）材料类型车辙实验总变形深度R0AC-13(SBS改性沥青)2.26AC-20(SBS改性沥青)1.46AC-25(70号道路石油沥青)5.541.4.2方案二表7-9材料参数表材料类型模量（MPa）弯拉强度AC-13(70号道路石油沥青)9000AC-20(70号道路石油沥青)11000AC-25(70号道路石油沥青)12000级配砾石360级配砾石360同理方案二的沥青混合料车辙实验总变形深度，见表7-10。表7-10沥青混合料R0取值（mm）材料类型车辙实验总变形深度R0AC-13(70号道路石油沥青)2.64AC-20(70号道路石油沥青)3.17AC-25(70号道路石油沥青)5.541.4.4路基顶面回弹模量表7-13路基参数泊松比回弹模量Eu(MPa)0.4901.5路面结构验算1.5.1等效温度及温度调整系数（1）等效温度计算根据规范G.2.1[9]，经查规范表G.1.2[9],Tε=21.2℃，则T（2）温度调整系数计算根据规范G.1.3[9]，式中：K当量沥青面层：上面层和中面层：ℎ上中换算面层和下面层：ℎE当量基层：EλB1.5.2无机结合料稳定层层底拉应力验算根据规范B.2.1，疲劳开裂验算公式如下所示[9]：N经查规范表B.2.1-1得：a=13.24,b=12.52经查规范表3.0.1得，β=1.04经查规范表B.2.1-2得：c1=14,c2=-0.0076,c3=-1.47k冻结指数F估计在800-50之间，属轻冻区，经查规范表B.1.1[9]得：ka=0.9由以上计算结果得KT2=0.92,RS=1.7经查阅相关文章及计算得，δ1=0.11MPa，则：由上得：满足条件。1.5.3沥青混合料层永久变形量验算根据规范，按照下式计算：总永久变形量：各分层变形量：Rkddhp计算过程如下所示：根据规范B.3.1[9]的分层方法，将沥青混合料层分为6层，具体如下：上面层：分为两层，20mm一层；中面层：分为三层，20mm一层；下面层：分一层即可，80mm;ℎa=180mm；ℎ0z1=15mm；z2z4=70mm；z5经计算得：p1=0.7,p2=0.7，p3=0.69，p4=0.69，p5=0.68，p6=0.67综上，各自取值见表7-14；表7-14汇总分层编号车辙变形量R0i（mm）分层厚度hi（mm）竖向压力pi(MPa)修正系数kRi第i层永久变形量Rai（mm）永久变形量Ra（mm）12.26200.73.821.4615.1222.26200.76.912.6531.46200.691.381.7841.46200.696.231.5151.46200.684.751.1265.54800.671.96.60由规范得沥青层容许永久变形为20mm，由上表得15.12mm<20mm，满足规范要求。1.5.4路面低温开裂指数验算平安大道东段的低温设计温度为-21℃，路基类型参数b=3，蠕变劲度St=120MPa；沥青混合料层厚ha=180mm，CI=1.95×1.5.5HPDS软件验算（1）方案一：经过软件验算，在各项指标均满足的情况下，优化结果如表7-15所示。表7-15方案一（优化）结构层材料厚度（cm）上面层AC-13(SBS改性沥青)4中面层AC-20(SBS改性沥青)6下面层AC-25(70号道路石油沥青)6基层水泥稳定级配砾石30底基层水泥稳定未筛分碎石17经软件验算的结果见表7-16。表7-16方案一验算结果验算类型容许值设计值第4层无机结合料稳定层疲劳开裂（次）1.084605E+112.309886E+08第5层无机结合料稳定层疲劳开裂（次）5.492539E+092.309886E+08沥青面层低温开裂指数（条）52.5沥青混合料层永久变形量（mm）203.31(2)方案二：经验算，将结构层优化调整为表7-17所示。表7-17方案二（优化）结构层材料厚度（cm）表面层AC-13(70号道路石油沥青)4中面层AC-20(70号道路石油沥青)6下面层AC-25(70号道路石油沥青)8基层级配砾石32底基层级配砾石20验算结果见表7-18。表7-18方案二验算结果验算类型容许值设计值沥青混合料层疲劳开裂（次）48620912.347019E+07路基顶面竖向压应变（MPa）357×147×沥青面层低温开裂指数（条）52.3沥青混合料层永久变形量（mm）152.931.6方案比选方案一与方案二的区别在于方案一的上中面层采用SBS改性沥青，半刚性基层；方案二上中面层采用70号道路石油沥青，柔性基层；通过手算及软件验算可以看出两种方案均满足使用及规范要求。SBS改性沥青的动稳定度大于70号道路石油沥青，说明前者的抗高温能力较强[14]，河南省属于2-4-2夏热冬温湿润型气候；年平均气温在27℃左右，因此高温条件不做重点；再者，平安大道是滨水主干道，周围绿化面积较大，因此可以起到吸声的效果，弥补了后者吸声较弱的短板；最后，通过上面计算可得该主干道属于中等交通等级，交通量较小，因此用70号道路石油沥青可以满足使用条件，同时成本较低。从路面的破损、弯沉、车辙的长期效果来