沥青路面设计计算实例.doc

沥青混凝土路面计算书一、轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次3） 轴载换算：轴载换算的计算公式：N=计算结果列于下表：车型（kN）（次/日）（次/日）东风EQ140前轴23.7016.4后轴69.2011553111.48解放CA10B前轴19.4016.4后轴60.85113041.5350.45黄河JN150前轴49.0016.4后轴101.6011395423.24N=885.38注：轴载小于25kN的轴载作用不计。2） 累计当量轴次：根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双车道的车道系数取0.6累计当量轴次： =4312242（次）3） 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次（1）轴载换算，结果列于下表：车型（kN）（次/日）（次/日）东风EQ140后轴69.2011553解放CA10B后轴60.85113041.557.17黄河JN150后轴101.6011395448.48N=505.65注：轴载小于50kN的轴载作用不计验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式：N=（2）累计当量轴次：=2462767.6（次）二、结构组合与材料选取根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途筑路材料较丰富，路面结构采用沥青混凝土（15cm），基层采用二灰碎石（20cm），基底层采用石灰土（厚度待定）。二级公路面层采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 （厚度3cm），中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚度5cm），下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 （厚度7cm）。三、各层材料的抗压模量与劈裂强度抗压模量取20的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为 1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为 1000MPa，二灰碎石为 1500MPa，石灰土为 550MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为 1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为 1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为 0.8MPa，二灰碎石为 0.5MPa，石灰土为 0.225MPa。四、土基回弹模量的确定该路段处于区，土基回弹模量为30MPa。五、设计指标的确定对于二级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。1.设计弯沉值。路面设计弯沉值计算：该公路为二级公路，公路等级系数取1.1，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm，基层类型系数取1.0.设计弯沉值为：=31.09（mm）2.各层材料容许层底拉应力：1）细粒式密级配沥青混凝土：=2.36=1.4/2.36=0.593MPa2）中粒式密级配沥青混凝土：=2.36=1.0/2.36=0.432MPa3）粗粒式密级配沥青混凝土：=2.59=0.8/2.59=0.309 MPa4）二灰碎石：=1.7=0.5/1.7=0.292 MPa5）石灰土：=2.20=0.225/2.20=0.102 MPa六、设计资料总结设计弯沉值为31.09（0.01mm），相关资料汇总如下表材料名称H（cm） 抗压模量E1(MPa) 容许拉应力（MPa）20 15 细粒式密级配沥青混凝土3140020000.593中粒式密级配沥青混凝土5120018000.432粗粒式密级配沥青混凝土7100014000.309二灰碎石2015000.292石灰土5500.102土基30七、确定石灰土层厚度 AprA细粒式沥青混凝土E1=1400MPaE2=1200MPa中粒式沥青混凝土E3=1000MPa粗粒式沥青混凝土 E4=1500MPa二灰碎石E5=550MPa二灰土E0=30MPa路表弯沉值计算图式 Aph13cmE1=1400MPaE11400MPahh13cmH？E21200MPaE030MPaE2=1200MPah25cmE3=1000MPah37cm34cm E4=1500MPah420cmE5=550MPah5？cm多层体系换算图式E0=30MPa计算弯沉综合系数：F=1.63（）=0.514查三层体系表面弯沉系数诺谟图得由=得=0.511 查三层体系表面弯沉系数诺谟图得5.22H=55.59cm =55.59 得cm取cm八、层底拉应力验算（采用15沥青的抗压模量）细粒式密级配沥青混凝土为2000MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1800MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1400MPa1.对于细粒式沥青混凝土层：+=36.00=3.381=0.282查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）=00 查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）E12000MPahh13cmH？E21800MPaE030MPa=1.234=0.31=0.341 =0.70.3411.2340.31=0.0910.5932.对于中粒式沥青混凝土层：= =40.993.85E11800MPah?H？E21400MPaE030MPa0.769查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）=00查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）=1.166=0.25=0.26=0.0530.4323.对于粗粒式沥青混凝土层=31.48E11400MPah?H？E21500MPaE030MPa2.961.57查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）=00查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）=1.23=0.46=0.46=0.1820.3094.对二灰碎石=353.293.42 查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）E11500MPah?H？E2550MPaE030MPa=00查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）=1.31=0.53=0.25=0.1740.292综上所述，各层均满足要求九、进行防冻层厚度验算该路段路面结构总厚度为H3+5+7+20+3570cm。道路多年最大冻深为：，由规范查得路面最小防冻厚度为5565cm，所以该路段路面结构厚度满足最小防冻要求。十、路面结构方案比较，确定采用的路面结构方案结构类型材料厚度（cm）面层上面层细粒式沥青混凝土3中面层中粒式沥青混凝土5下面层粗粒式沥青混凝土7基层二灰碎石20底基层石灰土35十一、绘制路面结构图