路基路面计算书

路面1沥青路面设计标准（1）路面结构设计应依据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，亲密结合当地实践经验，将路基路面作为一个整体考虑，进行综合设计；（2）在满足交通量和使用要求前提下，应遵照“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节省投资”标准进行路面技术经济比较，选择技术优异，经济合理，安全可靠方案；（3）应结合当地实践基础，主动推广成熟科研结果，主动、慎重地利用行之有效新材料、新工艺、新技术；（4）路面设计方案应充足考虑沿线环境保护、自然生态平衡，有利于施工、养护工作人员健康和安全；（5）为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂化设计方案；（6）对于地处不良地基路段，为了适应路基沉降、稳定周期较长特点，路面结构能够遵照“一次设计，分期修建”方案，即在路基沉降、稳定时内（3-5年），依据交通量增加规律，分几次修建，最终实现设计目标，这么既适应交通量不停增加需要，又提升了投资效益，最终确保了路面结构质量达成要求要求。2沥青路面结构层设计2.1设计原始资料：拟修建一条一级公路，，依据调查研究估计通车后，公路沿线年交通量平均增加率γ=6%。土质为粘性土，土基回弹模量。试按设计弯沉控制，设计路面结果。计算设计年限内一个车道累计当量轴次，确定设计弯沉，路面拟采取沥青混凝土面层，设计年限为15年。交通量车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量太湖XQ64133671双--560东风AS141DL2568.31双—300黄河JN15049.00101.601双—540交通SH36160.00110.002双<3120长征XD16042.685.22双<3150黄海DD690561042双>33252.2轴载分析轴载计算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累计当量轴次①轴载换算：轴载换算采取以下计算公式：四车道车道系数是0.4～0.5，取0.45：其中：N—标准轴载当量轴次，次/日；—被换算车辆各级轴载作用次数，次/日；P—标准轴载，kN；—被换算车辆各级轴载，kN；K—被换算车辆类型数；C2—轴载系数，，m是轴数。当轴间距离大于3m时，按单独一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，应考虑轴数系数；C1—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。轴载换算计算表车型轴载Ｃ1C2niNi太湖XQ641CA10B前33115604.50后671198.0东风AS141DL前25113000.7后68.311106.6黄河JN150前49.001154024.2后69.2011108.8交通SH361前49.00111205.38后101.6012.2282.87长征XD160前59.501115015.6后115.0012.2606.1黄海DD690前50.001132515.9后55.101248.6N=1316.55注：轴载小于25KN轴载作用不计②累计标准当量轴次车型轴载piＣ1C2niC1c2n(pi/p)8太湖XQ641CA10B前33115600后671122.7东风AS141DL前25113000后68.31114.2黄河JN150前49.00115400后69.201128.39交通SH361前49.00111200后101.6013408.7长征XD160前59.50111502.356后115.00131376黄海DD690前50.00113250后55.10138.16N=1988.3轴载小于50kn轴载作用不计。累计当量轴次=5033273.（2）确定路面等级由《沥青路面设计规范》表A1可查得四车道车道系数为0.4-0.5，取0.45，累计当量轴次912万次>万次由以上数据可知路面等级应为高级，面层类型为沥青路面。（3）初拟结构组合和材料选择由表A1可查得一级公路沥青层推荐厚度为10～15㎝，取15㎝，初拟结构层以下所表示：面层细粒式沥青混凝土4㎝中粒式沥青混凝土5㎝粗粒式沥青混凝土6㎝基层水泥稳定碎石20㎝底基层水泥石灰稳定砂砾25㎝土基（4）各层材料抗压模量和劈裂强度查规范得各层材料抗压模量和劈裂强度，抗压模量取20℃模量，各值均取规范范围中值，所以得20℃抗压模量，统计结果以下表：路面材料指标材料种类抗压模量劈裂强度细粒式沥青混凝土14001.2中粒式沥青混凝土12001.0粗粒式沥青混凝土9000.8水泥稳定碎石15000.6水泥石灰稳定砂砾5500.42.3设计指标确实定该路段处于Ⅱ4区，为粘性土由规范查得，当路基处于干燥状态时，粘质土平均稠度为1.0，查表得土基回弹模量为35.5MPa。对于一级公路，《沥青路面设计规范》要求以设计弯沉值为设计指标，并进行层底拉应力验算（1）设计弯沉值该公路为一级公路,公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20㎝，所以基层类型系数取1.0。由沥青规范公式——设计弯沉值（0.01mm）N——设计年限内累计当量轴载通行次数；A——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，但、四级公路为1.2。A——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、沥青表面处治为1.1。A——路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。（2）各层材料许可层底拉应力——路面结构材料极限抗拉强度（MPa）；——路面结构材料许可拉应力，即该材料能承受设计年限N次加载疲惫弯拉应力（MPa）；——抗拉强度系数。细粒式沥青混凝土：QUOTE中粒式沥青混凝土：粗粒式沥青混凝土：水泥稳定碎石：水泥石灰稳定砂砾：设计指标汇总表材料名称厚度h(cm)20℃模量（MPa）15℃模量（MPa）许可拉应力细粒式密级配沥青混凝土414000.447中粒式密级配沥青混凝土5120016000.372粗粒式密级配沥青混凝土690012000.298水泥稳定碎石20150015000.314水泥石灰稳定砂砾255505500.1624.2.4路面结构验算路面结构设计采取双圆均布垂直荷载作用下弹性层状连续体系理论进行计算，路面荷载及计算点图所表示。路面荷载及计算点图示路面结构设计以路面许可回弹弯沉值和结构层底拉应力作为设计指标进行验算。结构厚度设计应满足结构整体承载力和抵御疲惫开裂要求。确定设计层厚度及层底弯拉应力验算（1）确定设计层厚度路表设计弯沉值按以下公式计算：（7-5）（7-6）式中：——路面实测弯沉值（0.01mm）；——弯沉综合修正系数；——标准轴载轮胎压强。；——标准轴载单轮轮迹当量圆半径；——理论弯沉系数。求得=27.4mm，查资料可得=0.7Mpa，=10.65cm令实际弯沉值，则弯沉综合修正系数故理论弯沉系数中国沥青路面设计规范中以路表弯沉值为设计或验算指标时，设计采取抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度为20，将多层体系照弯沉等效标准换算为按三层体系，图7-2所表示：图7-2三层体系转换图一则中层厚度H换算公式为：由，查三层体系表面弯沉系数诺谟图可得，。由计算理论弯沉公式可得：故查诺谟图可得，故由此可解得：取25cm。（2）验算各材料层层底弯拉应力因为设计公路为高速公路，故对沥青混凝土面层、半刚性基层、底基层全部应进行拉应力验算。a）验算沥青混凝土面层底面弯拉应力中国沥青路面设计规范中以结构层层底弯拉应力为设计或验算指标时，设计参数采取抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度为15，将多层路面根据拉应力相等标准换算为弹性三层体系，图7-3所表示：图7-3三层体系转换图二由三9面弯拉应力系数计算诺谟图可得：查诺谟图可得：故沥青混凝土面层底面最大拉应力=，满足要求。b）验算半刚性基层底面弯拉应力将多层路面根据拉应力相等标准换算为弹性三层体系，图7-4所表示：图7-4三层体系转换图三由三层体系中层底面弯拉应力系数计算诺谟图可得：查诺谟图可得：故半刚性基层底面最大拉应力=，满足要求。c）验算底基层底面弯拉应力将多层路面根据拉应力相等标准换算为弹性三层体系，图7-5所表示：图7-5三层体系转换图四由三层体系中层底面弯拉应力系数计算诺谟图可得：查诺谟图可得：故半刚性基层底面最大拉应力=，满足要求。1．路表弯沉值验算轮隙中心处（A点）路表计算弯沉值小于或等于设计弯沉值，即：经过Hpds软件计算结果得到路表弯沉值为25.2（0.01mm）。满足设计要求=25.2<=27.2．层底拉应力验算轮隙中心（C点）或单圆荷载中心处（B点）层底拉应力应小于或等于许可拉应力，即：依据Bisar计算结果确定层底拉应力是否满足。验算结果以下表。路面厚度设计结果结构层材料抗压模量(MPa)厚度(cm)层底拉应力(MPa)许可拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土14004-0.2280.445中粒式沥青混凝土12005-0.0530.375粗粒式沥青混凝土9006-0.0410.300水泥稳定碎石150020.1260.298水泥石灰稳定砂砾550250.0780.154土基40——————按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=27.4(0.01mm)H(4)=200mmLS=28.4(0.01mm)H(4)=250mmLS=25.2(0.01mm)H(4)=220mm(仅考虑弯沉)按许可拉应力计算设计层厚度:H(4)=220mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=220mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=220mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=220mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=220mm(第5层底面拉应力计算满足要求)最终得到路面结构设计结果以下:---------------------------------------细粒式沥青混凝土4cm---------------------------------------中粒式沥青混凝土5cm---------------------------------------粗粒式沥青混凝土6cm---------------------------------------石灰土稳定碎石25cm---------------------------------------水泥石灰稳定砂砾25cm---------------------------------------土基——路基设计路基防护和加固工程一、路基组成路基由三部分建筑物组成路基础体、路基防护和加固建筑物、路基排水设备。1.路基础体是指多种断面形式中填挖部分，即直接铺设轨道结构并承受列车荷载部分。比如：路堤、路堑等承重主体建筑物2.路基排水设施排除地面水排水沟、侧沟、天沟；排除地下水排水槽、渗水暗沟、渗水隧洞等3.路基防护和加固建筑物挡土墙、护坡等二、路基设计通常要求综合设计,包含选择适宜路基横断面形式和各项隶属设施。设计要符合环境保护、地质、水文等要求；地质条件、地址参数明确；避免高路堤和深路堑；提倡采取成熟新技术、新材料和新结构；符合经济性要求经典横断面:路堤：指用岩土填筑而成结构物。路堑：指全部在原地面开挖而成结构物。半填半挖横断面：指原地面横坡度较大，且路基较宽，往往需要一侧挖，一侧填筑而成结构物。较多适适用于山区、丘陵区。三、通常路基设计包含以下内容：1、选择路基横断面形式，确定路基宽度和高度；2、选择路基填料和压实标准；3、确定边坡形状和坡度；4、路基排水系统部署和排水结构设计；5、坡面防护和加固设计；6、隶属设施设计路基横断面设置路基设计宽度依据设计通行能力和交通量大小而定，通常每个车道宽度为3.50～3.75m，。城镇近郊和技术等级高公路，路肩尽可能宽，通常1～3m，并铺筑硬路肩，以确保路面行车不受干扰。公路等级为一级，车道数为四车道，车速为100km/h四车道路基宽度通常值为26m,最小值为24m，取设计车道宽度为3.75m，得总车道宽度为3.75×4＝15m，取左右硬路肩宽度各为3m，土路肩0.75m，中央分隔带宽度为3.5m，总计26m。路堤基底应在填前应进行压实，其压实度（重型）应≥93；当路堤高度小于路床厚度（80cm）时，基底压实度不宜小于96。当路床填料CBR值达不到设计要求时，可采取石灰等固化材料改善或换填处理。半填半挖及路线纵向填挖结合处，先在填方一侧地面线开挖台阶，台阶宽度1.0～2.0m，向内倾斜2%～4%横坡，一直开挖台阶至挖方断面，并扎实。填方路基地面横坡陡于1:5时，亦作一样处理。纵向填挖衔接处应设置过渡段，过渡段内宜采取很好砂砾土、砂类土、碎石填筑。四、路基排水设计部署1.在路面平面图上绘出必需路堑坡顶线和路堤坡脚线，标明路侧弃土堆和取土坑位置等。2．在路基上侧山坡上设置截水沟拦截地表径流。为提升截留效果，降低工程造价，截水沟宜大致沿等高线部署。路堑上侧有弃土堆时，弃土堆应该连续而不中止，并在其上方设置截水沟。下坡一侧弃土堆，应每隔50~100设大于1m宽缺口，以利于排水。3．在路基两侧按需要设置边沟或利用取土堆聚集并排除道路表面水，已使路基常常保持干燥。4．讲截水沟引排到制订低地河沟或桥涵等处 排水沟应力要求短捷 离路基尽可能远些。并和其它排水通道相连。5．选定桥涵位置，使这些沟渠同桥涵连成排水网络。对穿过路基河沟，应设置桥涵，不要轻易改沟并涵。6．若有地下水危害路基，应设地下排水设施，并和地面排水系统协调配合。路面排水设计路面采取分散排水，路面水由路拱横坡直接流出。填方段路面水顺边坡流至坡脚外边沟，挖方路段路面水流至边沟，由边沟引至自然沟渠及周围桥梁、涵洞；中间带设置纵向盲沟路基排水设计通常填方路基地段，在边坡外1米处设置80cmX80cm梯形边沟（见排水设计），挖方路堑段设置现浇C20矩形混凝土边沟，在根本和其它道路交叉口处依据实际地形及排水需要设置60X60矩形盖板边沟，两种沟型衔接处应顺直圆滑，沟底纵坡视实地情况而定，必需利于排水；在高挖方路段大坡顶不小2.防护工程设计填方路段局部设置挡土墙防护，填方边坡采取拱形护坡防护，穿塘路段边坡采取浸水护坡。依据实地情况及挖方边坡高度，对路堑边坡进行植草皮、种草及撒草籽防护等防护方法1.植物防护植物防护是利用植被覆盖坡面，其根系能够固结地表土，以防水土流失。关键是用于植物轻易生长土质，植物防护用于种草、铺草皮、植树等方法。铺草皮用于坡度缓于坡度1；1边坡，植树适适用于坡度缓于1：1.5边坡。路基填土高度H<3m说，采取草坪网布防护，为预防雨水，对土路肩边缘及护坡道冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，在护坡道上铺到边沟内侧为止。2．工程防护路基填土高度H>3m，时，采取浆砌片石衬砌拱防护，当3≤H≤4m时，设置单层衬砌拱，当4＜H≤6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布为确保路面水或坡面水不冲刷护坡道，对应于衬砌拱拱柱部分护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块规格分为两种，拱柱及护脚采取5cm×30cm×50cm长方体预制块，拱圈部分采取5cm×30cm×65cm弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。3．坡面防护桥梁两端各10cm及挖方路段采取浆砌片石满铺防护，路基两侧边沟全部浆砌片石满铺防护，厚25cm。4冲刷防护路线经过鸣河河岸地段时，采取浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm,底宽80cm，部分小河塘全部填土。