杨帅课程设计

杨帅课程 山东建筑大学 课 程 设 计 说 明 书 题 目:某公路沥青路面结构设计 课 程:路基路面工程课程设计 院 (部):交通工程学院 专 业:交通工程 班 级: 学生姓名: 学 号: 设计期限: 指导教师: 1 目录 一、设计任务明细 ........................................................................................................................... 3 计论证 ........................................................................................................................... 3 二、设 三、结构层材料设计参数 ............................................................................................................... 3 四、设计步骤及计算结果 ............................................................................................................... 4 1、进行轴载换算和累积轴载计算 ......................................................................................... 4 2、路面的设计弯沉值的计算 ................................................................................................. 7 3、初拟路面结构 ..................................................................................................................... 8 4、路面结构厚度的确定 ......................................................................................................... 8 4.1方案一的结构厚度计算 ............................................................................................. 8 4.2方案二的结构厚度计算 ........................................................................................... 11 4.3、方案三的结构厚度计算 ........................................................................................ 14 五、参考资料 ................................................................................................................................. 17 2 一、设计任务明细 按照设计任务书给定的资料进行沥青路面结构设计。包括以下: 1、进行轴载换算和累积轴载计算(，手算，并以HPDS 2006复核); 2、确定公路等级; 3、设计半刚性基层、柔性基层与半刚性基层复合、柔性基层3种路面结构; 4、对每种路面结构，进行路面结构计算，确定路面结构层厚度; 5、路面结构层厚度需满足最小防冻厚度要求。 二、设计方案论证 根据给定资料，对该公路沥青路面结构设计了三种结构类型，分别为:半刚性基层路面结构、柔性基层与半刚性基层复合路面结构、柔性路面结构。设计内容包括:进行轴载换算和累积轴载计算(要求，手算，并以HPDS 2006复核);确定公路等级;设计半刚性基层、柔性基层与半刚性基层复合、柔性基层3种路面结构;对每种路面结构，进行路面结构计算，确定路面结构层厚度;路面结构层厚度需满足最小防冻厚度要求。 三、结构层材料设计参数 2、交通资料:根据工程可行性研究报告知路段所在区域近期交通量组成如表1所示: 表1 代表车型的技术参数 前轴后轴后轴 后轴车型代后轴名称 重 重 轮组距 交通量(辆/日) 码 数 (KN) (KN) 数 (m) - 桑塔纳2000 - - - - - 2300 22.1 56.6 1 0 解放CA340 双轮1148 0120 组 38.5 78.2 2 0 太脱拉111S 双轮620 0214 组 43 62 1 0 宇通双轮972 0319 ZK6890HG 组 48.5 71.2 2 >3 北京BK6150A 双轮364 0404 组 25 78.2 2 >3 东风YCY-900 双轮420 0511 组 23.7 69.2 1 0 872 平板车 双轮P 组 预测交通增长率前5年为7.5%，中间5年为6%，最后5年为5%，沥青路面累积标准轴次按15年计。 表1沥青材料抗压回弹模量测试结果 材料名称 20?抗压回弹模量(MPa) 15?抗压回弹模量(MPa) 3 E 方差 E 方差 pp 细粒式沥青混凝土 1800 240 2760 400 中粒式沥青混凝土 1386 135 2268 168 粗粒式沥青混凝土 1024 86 1450 86 沥青碎石 1100 106 1694 135 表2半刚性材料抗压回弹模量测试结果 抗压回弹模量(MPa) 材料名称 E 方差 p 水泥稳定碎石 3300 642 水泥石灰砂砾土 1686 315 水泥稳定砂砾 2842 346 级配碎石 400 级配砂砾 250 按方法测定各种路面材料的劈裂强度结果如表4所示: 表3路面材料劈裂强度 材料名称 劈裂强度(MPa) 细粒式沥青混凝土 1.2 中粒式沥青混凝土 1.0 粗粒式沥青混凝土 0.8 沥青碎石 0.6 水泥稳定碎石 0.6 水泥石灰砂砾土 0.4 水泥稳定砂砾 0.5 四、设计步骤及计算结果 1.进行轴载换算和累积轴载计算 (1)以设计弯沉和沥青层层底拉应力为指标时，各级轴载均应按以下公式换算成标准轴载P的当量轴次N ? 轴载换算 各级轴载换算采用如下计算公式: kp4.35i,()Nccn ,112ip,1i 4 式中:N—标准轴载的当量轴次，次/日; 1 n—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日; i —标准轴载，kN; P P—被换算车辆的各级轴载，kN; i k—被换算车辆类型; =1+1.2(m-1)，m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴C—轴数系数，C11 载计算，当轴间距小于3m时，应考虑轴系数; C—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。 2 计算结果如下表所示。 轴载换算结果表(弯沉) 车型 C C n P i2iN=C1*C2*ni*(Pi/P)^4.35 P(kN) 解放CA341 22.1 前 1148 轴 1 6.4 100 10.33 56.6 后 1148 轴 1 1 100 96.54 38.5 前 620 轴 1 6.4 100 62.42 78.2 后 太脱拉111S 620 轴 2.2 1 100 468.02 43 前 972 轴 1 6.4 100 158.28 62 后 宇通ZK6890HG 972 轴 1 1 100 121.50 48.5 前 364 轴 1 6.4 100 100.06 71.2 后 北京BK6150A 364 轴 2 1 100 166.12 25 前 420 轴 1 6.4 100 6.46 78.2 后 东风YCY-900 420 轴 2 1 100 288.22 23.7 872 前 轴 1 6.4 100 10.64 69.2 872 后 平板车 轴 1 1 100 175.78 5 kp4.35i ,() Nccn,112ip,1i1664.38 ? 累计当量轴次为: Ne=365[(1+γ)^t-1]N1η/γ 式中: N—累计当量轴次; e η—车道系数，规范规定高速公路η值为0.40~0.50，取0.50; t—路面使用年限， —年预测平均增长率 , N—标准轴载的当量轴次，次/日。 1 Ne=365[(1+γ)^t-1]N1η/γ γ1 0.075 γ2 0.06 γ3 0.05 Ne= 7447016.04 t 5 η 0.5 1664.38 1764295.00 N1 Ne1 2389.43 2458172.62 N2 Ne2 3197.6 3224548.42 N3 Ne3 (3)当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时，各级轴载均应按以下公式换算成标准轴载P的当量轴次N’。 8''' N=?C*C*n(p/p) 112ii 8P,kN, C' C' n P i12iC'*C'*n(p/p) 12ii车型 22.1 解放CA341 前 1148 轴 1 18.5 100 0.12 56.6 后 1148 轴 1 1 100 12.09 38.5 前 620 轴 1 18.5 100 5.54 78.2 后 620 轴 太脱拉111S 3 1 100 260.12 43 前 972 轴 1 18.5 100 21.02 62 宇通后 972 ZK6890HG 轴 1 1 100 21.22 6 48.5 前 364 1 18.5 100 20.62 轴 71.2 后 364 北京BK6150A 轴 3 1 100 72.12 25 前 420 轴 1 18.5 100 0.12 78.2 后 420 东风YCY-900 轴 3 1 100 176.21 23.7 872 前 轴 1 18.5 100 0.16 69.2 872 后 平板车 轴 1 1 100 45.85 N1’ 635.18 Ne=365[(1+γ)^t-1]N1η/γ γ1 0.075 γ2 0.06 γ3 0.05 Ne=2842009 t 5 η 0.5 635.18 N1 Ne1 673310.72 911.88 N2 Ne2 938114.30 1220.3 N3 Ne3 1230584.33 公路等级为高速公路 2.设计指标的确定 ? 设计弯沉值 ld ,0.2 lNAAA,600decsb 式中:—路面设计弯沉值(0.01mm); ld A—公路等级系数，高速公路1.0; c A—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0; s A—基层类型系数，对半刚性基层1.0 b 柔性基层1.6. ,0.2所以:lNAAA,,,,600 decsb 式中:——路面设计弯沉值(0.01mm); ld 7 ——公路等级系数。高速公路、一级公路为1.00;二级公路为1.10;三、四级Ac 公路为1.20; ——面层类型系数。沥青混凝土为1.0;热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青As 贯入式、沥青上拌下贯式为1.10;沥青表面处治为1.10;低级路面为1.3; ——基层类型系数。对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时，;AA,1bb若面层与半刚性基层间设置等于或小于15cm级配碎石、沥青贯入碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时，可取1.0;柔性基层、底基层;当柔性基层厚度大于15cm，底基AA,1.6bb 层为半刚性下卧层时，可取1.6.; Ab 半刚性基层: ld=600N^-0.2Ac*As*Ab=600* 7447016.04 ^-0.2*1.0*1.0*1.0=25.33(0.01mm) 柔性基层与半刚性基层复合: ld=600N^-0.2Ac*As*Ab=600* 7447016.04 ^-0.2*1.0*1.0*1.0=25.33(0.01mm) 柔性基层: ld=600N^-0.2Ac*As*Ab=600* 7447016.04 ^-0.2*1.0*1.0**1.6=40.54(0.01mm) 3、初拟路面结构 方案一:半刚性基层 3.5cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+7.5cm粗粒式沥青混凝土+,水泥稳定碎石基层+20cm水泥稳定沙砾，以水泥稳定碎石为设计层。 方案二:柔性基层与半刚性基层复合基层 4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+15cm密级配沥青碎石+,水泥稳定沙砾+18cm级配沙砾垫层，以水泥稳定沙砾为设计层。 方案三:柔性基层 4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+,密集配沥青碎石+28cm级配碎石。 4、路面结构厚度的确定 4.1方案一的结构厚度计算 该结构为为半刚性基层，沥青路面的基层类型系数为1.0。 利用程序计算结果如下 ****************************** *公路新建路面设计成果文件汇总* ****************************** 一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 8 序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 解放CA340 22.1 56.6 1 双轮组 1148 2 太脱拉111S 38.5 78.2 2 双轮组 <3 620 3 宇通ZK6890HG 43 62 1 双轮组 972 4 北京BK6150A 48.5 71.2 2 双轮组 >3 364 5 东风YCY-900 25 78.2 2 双轮组 >3 420 6 平板车 23.7 69.2 1 双轮组 872 设计年限 15 车道系数 0.4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 7.5 , 2 5 6 , 3 5 5 , 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= 1758 ,属重交通等级 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 : 1664 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 5868844 属中等交通等级 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 : 552 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1946876 属轻交通等级 路面设计交通等级为重交通等级 公路等级 高速公路 公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 26.6 (0.01mm) 层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.2 0.43 2 中粒式沥青混凝土 1 0.36 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.29 4 水泥稳定砂砾 0.5 0.29 5 水泥稳定碎石 0.6 0.35 二、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 9 路面设计弯沉值 : 26.6 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (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 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 30 1800 25.5 2760 20 0.43 2 中粒式沥青混凝土 50 1386 11.6 2268 13 0.36 3 粗粒式沥青混凝土 80 1024 9.3 1450 9.3 0.29 4 水泥稳定砂砾 ? 2842 18.6 2842 18.6 0.29 5 水泥稳定碎石 150 3300 25.3 3300 25.3 0.35 6 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 26.6 (0.01mm) H( 4 )= 150 mm LS= 24.9 (0.01mm) 由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS<=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 150 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 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度比路面最小防冻厚度小 40 mm , 程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足 . 通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面 最下层以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构 设计结果如下: ---------------------------------------- 细粒式沥青混凝土 30 mm ---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 50 mm ---------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 80 mm ---------------------------------------- 水泥稳定砂砾 150 mm ---------------------------------------- 水泥稳定碎石 190 mm 10 ---------------------------------------- 新建路基 三、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 细粒式沥青混凝土 30 1800 25.5 2760 20 1 2 中粒式沥青混凝土 50 1386 11.6 2268 13 1 3 粗粒式沥青混凝土 80 1024 9.3 1450 9.3 1 4 水泥稳定砂砾 150 2842 18.6 2842 18.6 1 5 水泥稳定碎石 190 3300 25.3 3300 25.3 1 6 新建路基 36 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= 22 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 23.8 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 26.8 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 31.3 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 69.8 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 258.8 (0.01mm) 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 )=-0.258 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.073 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-0.077 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= 0.034 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= 0.281 (MPa) 4.2方案二的结构厚度计算 该结构为柔性基层与半刚性基层组合。利用HPDS设计程序计算结果如下: ****************************** *公路新建路面设计成果文件汇总* ****************************** 一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 解放CA340 22.1 56.6 1 双轮组 1148 2 太脱拉111S 38.5 78.2 2 双轮组 <3 620 3 宇通ZK6890HG 43 62 1 双轮组 972 4 北京BK6150A 48.5 71.2 2 双轮组 >3 364 5 东风YCY-900 25 78.2 2 双轮组 >3 420 6 平板车 23.7 69.2 1 双轮组 872 设计年限 15 车道系数 0.4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 7.5 , 2 5 6 , 3 5 5 , 11 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= 1758 ,属重交通等级 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 : 1664 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 5868844 属中等交通等级 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 : 552 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1946876 属轻交通等级 路面设计交通等级为重交通等级 公路等级 高速公路 公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 26.6 (0.01mm) 层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.2 0.43 2 中粒式沥青混凝土 1 0.36 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.29 4 密级配沥青碎石 0.6 0.22 5 水泥稳定砂砾 0.5 0.29 6 级配碎石 二、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 6 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 26.6 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 80 (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 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 30 1800 15.5 2760 20 0.43 2 中粒式沥青混凝土 50 1386 11 2268 13 0.36 3 粗粒式沥青混凝土 70 1024 9 1450 9 0.29 4 密级配沥青碎石 ? 1100 10 1694 11.6 0.22 5 水泥稳定砂砾 200 2842 18.6 2842 18.6 0.29 6 级配碎石 350 400 0 400 0 7 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : 12 LD= 26.6 (0.01mm) H( 4 )= 80 mm LS= 20.4 (0.01mm) 由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS<=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 4 )= 80 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 80 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 80 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 80 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 80 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 80 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 80 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 80 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 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: ---------------------------------------- 细粒式沥青混凝土 30 mm ---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 50 mm ---------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 70 mm ---------------------------------------- 密级配沥青碎石 80 mm ---------------------------------------- 水泥稳定砂砾 200 mm ---------------------------------------- 级配碎石 350 mm ---------------------------------------- 新建路基 三、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 细粒式沥青混凝土 30 1800 15.5 2760 20 1 2 中粒式沥青混凝土 50 1386 11 2268 13 1 3 粗粒式沥青混凝土 70 1024 9 1450 9 1 4 密级配沥青碎石 80 1100 10 1694 11.6 13 1 5 水泥稳定砂砾 200 2842 18.6 2842 18.6 1 6 级配碎石 350 400 0 400 0 1 7 新建路基 36 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= 20.4 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 22 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 24.4 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 27.7 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 32.5 (0.01mm) 第 6 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 88.3 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 258.8 (0.01mm) 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 )=-0.257 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.055 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-0.047 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )=-0.032 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= 0.2 (MPa) 4.3、方案三的结构厚度计算 该结构为柔性基层。利用HPDS设计程序计算结果如下: ****************************** *公路新建路面设计成果文件汇总* ****************************** 一、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 解放CA340 22.1 56.6 1 双轮组 1148 2 太脱拉111S 38.5 78.2 2 双轮组 <3 620 3 宇通ZK6890HG 43 62 1 双轮组 972 4 北京BK6150A 48.5 71.2 2 双轮组 >3 364 5 东风YCY-900 25 78.2 2 双轮组 >3 420 6 平板车 23.7 69.2 1 双轮组 872 设计年限 15 车道系数 .4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 7.5 , 2 5 6 , 3 5 5 , 14 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= 1758 ,属重交通等级 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 : 1664 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 5868844 属中等交通等级 路面设计交通等级为重交通等级 公路等级 高速公路 公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1.6 路面设计弯沉值 : 42.5 (0.01mm) 层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.2 0.43 2 中粒式沥青混凝土 1 0.36 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.29 4 密级配沥青碎石 0.6 0.22 5 级配碎石 二、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 42.5 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 80 (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 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 30 1800 25.5 2760 20 0.43 2 中粒式沥青混凝土 50 1386 11.62 2268 13 0.36 3 粗粒式沥青混凝土 70 1024 9.3 1450 9.3 0.29 4 密级配沥青碎石 ? 1100 10.3 1694 11.6 0.22 5 级配碎石 350 400 0 400 0 6 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 42.5 (0.01mm) H( 4 )= 80 mm LS= 35.9 (0.01mm) 由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS<=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 4 )= 80 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 80 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 80 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 80 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 100 mm σ( 4 )= 0.227 MPa H( 4 )= 120 mm σ( 4 )= 0.212 MPa 15 H( 4 )= 110 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 80 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 110 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 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: ---------------------------------------- 细粒式沥青混凝土 30 mm ---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 50 mm ---------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 70 mm ---------------------------------------- 密级配沥青碎石 110 mm ---------------------------------------- 级配碎石 350 mm ---------------------------------------- 新建路基 三、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 细粒式沥青混凝土 30 1800 25.5 2760 20 1 2 中粒式沥青混凝土 50 1386 11.62 2268 13 1 3 粗粒式沥青混凝土 70 1024 9.3 1450 9.3 1 4 密级配沥青碎石 110 1100 10.3 1694 11.6 1 5 级配碎石 350 400 0 400 0 1 6 新建路基 36 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= 33.1 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 36.9 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 43.9 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 55.1 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 88.3 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 258.8 (0.01mm) 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 )=-0.367 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.063 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )= 0.006 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= 0.219 (MPa) 16 五、参考资料 1、《路基路面工程》，邓学钧，人民交通出版社。 2、《道路路基和路面工程》，姚祖康，同济大学出版社。 3、《公路沥青路面设计规范》，JTG D50-2006。 4、《公路路基设计规范》，JTGD30-20045、《公路沥青路面施工技术规范》，JTG F40-2004 17