沥青路面设计范例.doc

路基路面课程设计（沥青路面设计）范例
1.1 道路等级确定
根据调查资料，基年交通量组成如下：
表3.1 基年交通量组成
车型
数量
折算系数
三菱FR415
150
1.5
五十铃NPR595G
80
1.5
江淮HF140A
100
1.5
江淮HF150
150
2.0
东风KM340
120
1.5
东风SP9135B
120
3.0
五十铃EXR181L
110
3.0
由于路线为县级公路，因此道路等级为一级公路以下，则由预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测，则由公式：
Nd =N0(1+8%)n-1 (式1-1)
其中：Nd—规划年交通量（辆/日）
N0—基年平均日交通量（辆/日）
—年平均增长率（%）
n—预测年限（年）
即：规划年交通量为:
Nd=[(150+80+100+120）×1.5+150×2.0+（120+110）×3.0]×(1+8%)15-1
=[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1
=4890辆/日
由《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）（以下简称《标准》），双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆，综合考虑选定道路等级为三级。

1.2 结构设计
6.2.1轴载分析
路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。
6.2.1.2.1轴载换算(基本参数见表6.1)
轴载换算公式如下：
N= （式6-1）
式中：N—标准轴载的当量轴次，（次/日）；
Ni—被换算车辆的各级轴载，（KN）；
P—标准轴载，（KN）；
Pi—被换算车辆的各级轴载，（KN）；
K—被换算车型的轴载级别；
C1—轴载系数，C1=1+1.2×(m-1)，m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴载计算，当轴轴间距小于3m时，应考虑轴数系数；C2—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。
标准轴载
BZZ—100
标准轴载
BZZ—100
轴载P(KN)
100
单轮传压面当量圆直径d(cm)
21.3
轮胎接地压强P(Mpa)
0.7
两轮中心距(cm)
1.5d
表6-1 标准轴载计算参数

表6-2 预测交通量组成
车型
前轴重(KN)
后轴重(KN)
后轴数
后轴轮
组数
后轴距
（m）
交通
（次/日）
江淮HF140A
18.9
41.8
1
双轮组

100
五十铃NPR595
23.5
44
1
双轮组

80
三菱FR415
30
51
1
双轮组

150
东风KM340
24.6
67.8
1
双轮组

120
江淮HF150
45.1
101.5
1
双轮组

150
五十铃EXR181
60
100
3
双轮组

110
东风SP9135B
20.1
72.6
2
双轮组
>3
120

6.2.1.2.2累计当量轴次
根据设计“规范”三级沥青混凝土设计年限取8年，双车道系数为0.6—0.7，本设计取0.7。
Ne= （6-2）
式中：Ne—设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次（次）；
t—设计年限（年）；
N1—路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）；
r—设计年限内交通量平均增长率(%)；
—与车道有关的车辆横向分布系数，简称车道系数。
通过计算得出：Ne =1902361次。
6.2.2.3验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次
验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：N′=
表6-4 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）
车型
Pi(KN)
C1
C2
ni(次/日)
N=
江淮HF140A
前轴
18.9

后轴
41.8
1
1
100

五十铃NPR595
前轴
23.5

后轴
44
1
1
80

三菱FR415
前轴
30
1
1
150

后轴
51
1
1
150
0.69
东风KM340
前轴
24.6

后轴
67.8
1
1
120
5.36
江淮HF150
前轴
45.1
1
1

后轴
101.5
1
1
150
168.97
五十铃EXR181
前轴
60
1

后轴
100
1
5
110
550.00
东风SP9135B
前轴
20.1

后轴
72.6
1
3
120
27.78
N=()8
752.80
注:轴载小于50KN的轴载作用不计。
6.2.2.3.2累计当量轴次
参数取值同上，设计年限是8年，车道系数0.7。
Ne′= （6-3）
通过计算得出：Ne′=1530042次。
6.2.2结构组合与材料选取
由上面的计算得到设计年限内一个车道上的累计标准轴次约100万—200万左右，参照《公路沥青路面设计规范》中表4.1.31和4.1.5的推荐结构，结合实际，拟定路面结构层次为：面层采用沥青混凝土，其中中粒式沥青混凝土（5cm），粗粒式沥青混凝土（6cm），基层稳定碎石土（18cm），底基层采用石灰土（27）。
6.2.2.1各层材料的抗压模量和劈裂强度
抗压模量取20oC的模量（根据具体规范），各值均取规范给定的中值计算参数如下表6-5：
抗压模量计算参数表 表6-5

配合比或规格要求
抗压模量（20℃）（Mpa）
劈裂强度
中粒沥青混凝土密级配
——
1100
0.9
粗粒沥青混凝土密级配
——
1000
0.8
石灰稳定碎石土
——
900
0.35
石灰土
30:70
300
0.25
6.2.2.2土基回弹模量的确定
该路段处于Ⅲ4区为粉质土，稠度为0.95，查“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（Mpa）”查得土基回弹模量39.5Mpa（内插法求得）。
6.2.2.3设计指标的确定
对于三级公路，“规范”以设计弯沉值作为设计指标并进行结构底基层拉应力验算。
⑴设计弯沉值
Ld—600×(Ne)-0.2 Ac×As×Ab
Ld—路面设计弯沉值（0.01mm）.
Ne—设计年限内一个车道上累计当量轴次；
Ac—公路等级系数，高速公路、一级公路1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为12；
As—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青表面处治1.1；
Ab—基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大
本设计为三级公路，公路等级系数Ac—1.2，面层为沥青混凝土取As—1.0，半刚性基层总厚度大于20cm，基层类型系数Ab =1.0.
则 Ld =600×(Ne)-0.2 Ac×As×Ab
=600×1902361-0.2×1.2×1.0×1.0
=39.9(0.01mm)
6.2.2.4设计资料总结
设计弯沉值为39.9（0.01mm），相关设计资料如表6.6：
表6.6 方案计算表
材料名称
厚度h(cm)
20°C模量(Mpa)
容许拉应力（Mpa)
中粒式沥青混凝土
5
1100
0.50
粗粒式沥青混凝土
6
1000
0.40
石灰稳定碎石土
18
900
0.19
石灰土
？
300
0.14
土基
—
39.5
—
6.2.3新建路面结构厚度验算
公 路 等 级: 三级公路
新建路面的层数: 4
标 准 轴 载: BZZ-100
路面设计弯沉值: 39.9(0.01mm)
路面设计层层位: 4
设计层最小厚度: 15 (cm)
表6.7 路面结构层设计表
层位
结构层材料名称
厚度(cm)
抗压模量(MPa)
1
中粒式沥青混凝土
5
1100
2
粗粒式沥青混凝土
6
1000
3
石灰稳定碎石土
18
900
4
石灰土
？
300
5
土基

39.5

按设计弯沉值计算设计层
LD= 39.9 (0.01mm)
H( 4 )= 25cm LS= 41 (0.01mm)
H( 4 )= 30cm LS= 37.8(0.01mm)
路面设计层厚度
H( 4 )=26.7 cm(仅考虑弯沉)
验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度50 cm。

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