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阿图什市哈拉峻乡至吐古买提乡至铁列克乡公路工程

路面结构计算书

1．概述
本项目位于克孜勒苏柯尔克孜自治州北部，项目起点于哈拉峻乡西北侧接规划国道219线，运用现有哈拉峻乡至吐古买提乡老路进行布线，在K34+000处从巴什苏洪木村东侧避饶，随后继续运用现状道路，于K54+700处从吐古买提乡北侧绕行，继续向西布线至阿图什、乌恰交界处，路线全长74.985公里。
本工程沥青混凝土路面结构计算采用双圆垂直均布荷载下层状弹性体系理论，采用单轴双轮组BZZ-100作为标准轴载，设计年限为2023。
2．计算软件、版本
本工程路面结构计算采用公路路面设计程序系统（HPDS2023）进行计算。
3．计算依据
（1）《公路沥青路面设计规范》(JTG D50--2023)
（2）《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2023)
（3）其他相关规范
4. 计算内容
根据本项目预测的交通量，采用现行路面设计规范中的设计理论及技术标准，计算本工程沥青路面结构厚度及设计弯沉。
5．参数选取
（1）交通量
本项目车种组成预测结 单位：pcu/d 表1
年份
小客
大客
小货
中货
大货
汽车列车
客车
货车
2023
68.9%
4.8%
11.6%
5.9%
4.9%
3.9%
73.7%
26.3%
2025
70.1%
4.6%
11.2%
5.7%
4.4%
4.0%
74.7%
25.3%
2030
71.4%
4.3%
10.8%
5.5%
3.7%
4.3%
75.7%
24.3%
2035
72.0%
4.1%
10.5%
5.3%
3.5%
4.6%
76.1%
23.9%
代表车型表 表2
货车类型
代表车型
前轴轴重（kN）
后轴轴重（kN）
后轴轴数
后轴轮组数
小客
江淮AL6600
17.0
26.5
1
双轮组
大客
会客JT692A
28.4
67.7
2
双轮组
小货
北京BJ130
13.55
27.2
1
双轮组
中货
东风DD347
24.0
68.1
1
双轮组
大货
太脱拉111S
38.5
78.2
2
双轮组
拖挂车
五十铃EXR181
60.0
100.0
3
双轮组
（2）路面参数选取
沥青混合材料设计参数 表3
材料名称
抗压模量
抗压模量
劈裂强度
(20℃)Mpa
(15℃)Mpa
(15℃)Mpa
中粒式沥青混凝土
1200
1800
1.0
基层、底基层、土基材料设计参数 表4
材料名称
抗压模量
劈裂强度
7d无侧限抗压强度（强度代表值Mpa）
(弯沉计算用)
（拉应力计算用）
(15°C)Mpa
水泥稳定砂砾（水泥含量4-5%）
1300
3200
0.5
≥3.5(静压法)
≥7.0(振动法)
天然砂砾
180
180
/
/
干燥土基（Mpa）
60
6．计算结果
（1）设计弯沉值和允许拉应力计算
一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 83 ,属轻交通等级
当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :
路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 101
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 432436
属轻交通等级
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :
路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 62
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 265456
属轻交通等级
路面设计交通等级为轻交通等级
公路等级 二级公路
公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1
路面设计弯沉值 : 49.2 (0.01mm)
层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 允许拉应力(MPa)
1 中粒式沥青混凝土 1.0 0.7
2 水泥稳定砂砾 0.8 0.64
3 天然砂砾

（2）新建路面结构厚度计算
新建路面的层数 : 3
标 准 轴 载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 49.2 (0.01mm)
路面设计层层位 : 2
设计层最小厚度 : 200 (mm)
层位 结构层材料名称 厚度 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 标准差 允许应力
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)
1 中粒式沥青混凝土 50 1200 0 1800 0 0.7
2 水泥稳定砂砾 ? 1300 0 3600 0 0.64
3 天然砂砾 200 180 0 180 0
4 新建路基 60
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 49.2 (0.01mm)
H( 2 )= 200 mm LS= 43.7 (0.01mm)
由于设计层厚度 H( 2 )=Hmin时 LS<=LD,
故弯沉计算已满足规定 .
H( 2 )= 200 mm(仅考虑弯沉)
按允许拉应力计算设计层厚度 :
H( 2 )= 200 mm(第 1 层底面拉应力计算满足规定)
H( 2 )= 200 mm(第 2 层底面拉应力计算满足规定)
路面设计层厚度 :
H( 2 )= 200 mm(仅考虑弯沉)
H( 2 )= 200 mm(同时考虑弯沉和拉应力)
验算路面防冻厚度 :
路面最小防冻厚度 400 mm
验算结果表白 ,路面总厚度满足防冻规定 .
（3）交工验收弯沉值和层底拉应力计算
层位 结构层材料名称 厚度 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 标准差 综合影响系数
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)
1 中粒式沥青混凝土 50 1200 0 1800 0 1
2 水泥稳定砂砾 200 1300 0 3600 0 1
3 天然砂砾 200 180 0 180 0 1
4 新建路基 60 1
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 :
第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 43.7 (0.01mm)
第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 53.8 (0.01mm)
第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 157.2 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值 LS= 155.3 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)
LS= 200 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数)
第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-0.243 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )= 0.615 (MPa)
7.结论
设计使用期限内各种车型交通量由未来特性年车种构成和未来特性年交通量预测结果计算得出。由此计算得到主线每一车道设计年限内全线平均累计当量轴载作用次数为4.32×10^5（弯沉计算轴次），半刚性基层路面设计弯沉值49.2（1/100mm），属轻交通等级。
根据自治区内二级公路建设经验，结合本工程计算结果，本项目主线路面结构为：5cmAC-16+20cm水泥稳定砂砾+20cm天然砂砾。