路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算

1、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算表交通量組成表車(chē)型總重(KN)(KN)前軸重(KN)后軸重(KN)后軸數(shù)后輪 輪組數(shù)前輪 輪組數(shù)軸距(cm)交通量黃河JN15049l雙單760解放CA10B401雙單1710東風(fēng)EQ1401雙單760太脫拉1382X 802雙單132190標(biāo)準(zhǔn)軸載01001380軸載分析路面設(shè)計(jì)以雙軸組單軸載100KN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載a.以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次。(1)軸載換算4.35 P軸載換算米用如下的計(jì)算公式：N C1C2Ni()P式中：N 一標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次，次/日ni一被換算車(chē)輛的各級(jí)軸載作用次數(shù)，次/日P一標(biāo)準(zhǔn)軸載，KNpi 一被換算車(chē)輛的各級(jí)軸載，

2、KNK一被換算車(chē)輛的類(lèi)型數(shù)G一軸載系數(shù)，G 1 1.2(m。，m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距離大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，應(yīng)考慮軸數(shù)系數(shù)。C2:輪組系數(shù)，單輪組為，雙輪組為1,四輪組為。軸載換算結(jié)果如表所示：表軸載換算結(jié)果表車(chē)型PiC1C2niz pi 4.35C1C2Ai()黃河JN150前軸491760后軸11760解放CA10B后軸111710197.東風(fēng)EQ140后軸11760太脫拉138前軸1190后軸801190標(biāo)準(zhǔn)軸載380/ Pi、4.35 c1c2ni()注：軸載小于25KN的軸載作用不計(jì)。(2)累計(jì)當(dāng)量軸數(shù)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限為 15年

3、，四車(chē)道的車(chē)道系數(shù)” 取，丫二,累計(jì)當(dāng)量軸次：N (1)t 1365 N1N e(1 0.042)15 1 365 1848.327 MO 5484490 次0.042驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次b.軸載換算驗(yàn)算半剛性基底層底拉應(yīng)力公式為,k8N G C2 n (芻)i 1P式中：c1為軸數(shù)系數(shù),c11 2(m 1)c2為輪組系數(shù)，單輪組為，雙輪組為 1,四輪組為。計(jì)算結(jié)果如下表所示:表車(chē)型Pi'c1'c2niGGA 哈)8黃河JN150后軸11760解放CA10B后軸111710東風(fēng)EQ140后軸11760太脫拉138前軸1190后軸801190標(biāo)準(zhǔn)軸載380

4、9;'/Pi、8G C2 ni ()Net '(1)1 365 N1注：軸載小于50KN的軸載作用不計(jì)_15_（1 0.042%）1 365 1347.313 0.40 339784s 次0.042%結(jié)構(gòu)組合與材料選取由上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限一個(gè)行車(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為700萬(wàn)次左右，根據(jù)規(guī)推薦結(jié)構(gòu)，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（ 15cm、基層采用石灰粉煤 灰碎石（厚度待定）、底基層采用石灰土（ 30cm）。規(guī)規(guī)定高速公路一級(jí)公路的面層由二至三層組成， 查規(guī)，采用三層瀝青面層， 表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚 4cm）,中間層采用中粒式密級(jí)配瀝青 混凝土（厚5cmj）,下

5、面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚 6cmj）。各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度查有關(guān)資料的表格得各層材料抗壓模量（20 C）與劈裂強(qiáng)度表路面材料技術(shù)指標(biāo)材料名稱(chēng)20 C抗壓模里(MPaEP15 c彎拉模量（Mpa15 c彎拉強(qiáng)度（Mpa細(xì)粒瀝青混凝土14002000中粒瀝青混凝土12001600粗粒瀝青混凝土9001200細(xì)粒式瀝目 瑪蹄脂碎石15001800中粒式瀝青 瑪蹄脂碎石130017001粗粒式瀝青 瑪蹄脂碎石10001300水泥穩(wěn)定碎石16001600石灰粉煤灰碎石15001500一灰土600600石灰土550550表瀝青混合料的壓實(shí)最小厚度和適宜厚度瀝青混合料類(lèi)型最大粒徑(mm)公

6、稱(chēng)最大粒(mm)符號(hào)壓實(shí)最小厚(mm)適宜厚度(mm)密集配瀝 青混合料細(xì)粒AC-102025 - 40r中枕1916AC-163540 -60r粗EAC-257070 - 120瀝青瑪蹄 脂碎石混 合料細(xì)ESMA-102525 - 50中枕1916SMA-164040 - 70粗ESMA-258080 - 120土基回彈模量的確定該路段處于田4區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為，查相關(guān)表的土基回彈模量為設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定對(duì)于一級(jí)公路，規(guī)要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)， 并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng) 力的驗(yàn)算。a.設(shè)計(jì)彎沉值(一級(jí)公路)：該公路為一級(jí)公路，路面等級(jí)系數(shù)Ac=,面層是瀝青混凝土路面 As取，半剛 性基層，底

7、基層總厚度大于20cm,基層類(lèi)型系數(shù)Abm設(shè)計(jì)彎沉值為：Ld 960Ne"2AcAsAb960 5484490 0.2 1.0 1.0 1.0 26.5(0.01mm)b.各層材料的容許層底拉應(yīng)力spKs(1)細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土Ks0.09AaNeAT-0.220.09 1.0 54844900.221.02.734SPK71.4_-0.5MPa2.734(2)中粒式密級(jí)配瀝青混凝土Ks0.09AN；22 A0.09 1.0 54844900.221.02.734SPKs10.36MPa 2.734(3)粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土Ks0.09AN；.22SPKs0.83.010.26

8、MPa3.01一一 一 0 220.09 1.1 5484490.1.0(4)細(xì)粒式瀝青瑪蹄脂碎石KsO09AaNeA2.734一一 一 0 220.09 1.0 5484490 .1.0SPKs1.42.7340.5MPa(5)中粒式瀝青瑪蹄脂碎石0.09AN；22Ks(6)(9)一一 一 0 220.09 1.0 5484490 .2 7341.0SPR又710.36MPa 2.734粗粒式瀝青瑪蹄脂碎石水泥碎石KsKs0.09AN；22AC0.09 1.1 54844900.223.01sp 0.8Ks 3.010.35Ne0.11AcSP0.51.93石灰粉煤灰碎石Ks0.45N；11

9、 AT-SP1.00.62.480.26MPa0.35 54844900.110.27MPa0.45 54844900.110.32MPa1.932.48(10)石灰土Ks0.45N：11 AT-_ _0110.45 54844902.48SP0.252.480.1MPa(11)二灰土Ks0.45N；11Ac_ _0110.45 54844902.48SP0.32.480.12MPa設(shè)計(jì)資料總結(jié)相關(guān)資料匯總?cè)缦卤恚汗返燃?jí)一級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù)1 面層類(lèi)型系數(shù)1路面設(shè)計(jì)彎沉值:(0.01mm)基層類(lèi)型系數(shù)1材料名稱(chēng)H (CM劈裂強(qiáng)度 (MPA)容許拉應(yīng)力 (MPA細(xì)粒式瀝青混凝土4中粒式瀝青混凝

10、土5粗粒式瀝青混凝土6石灰粉煤灰碎石石灰土30土基一一按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：表方案ALD= (0.01mm)H( 4 )= 15 cmH( 4 )= 20 cmH( 4 )= 19.1 cm(LS=LS=(0.01mm)(0.01mm) 僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度H( 4 )= 19.1H( 4 )= 19.1H( 4 )= 19.1H( 4 )= 19.1H( 4 )= 19.1cm( cm( cm( cm( cm(第1第2第3第4第5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求) ) )

11、)路面設(shè)計(jì)層厚度：H( 4 )= 19.1 cm(H( 4 )= 19.1 cm(驗(yàn)算路面防凍厚度：路面最小防凍厚度僅考慮彎沉)同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)60 cm驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿(mǎn)足防凍要求.通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下：細(xì)粒式瀝青混凝土4 cm中粒式瀝青混凝土5 cm粗粒式瀝青混凝土6 cm石灰粉煤灰碎石20 cm石灰土30 cm土基表竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算材料名稱(chēng)20 c抗壓模 量(MPa15c彎拉模量(Mp315c彎拉強(qiáng)度(Mp3計(jì)算信息細(xì)粒瀝青混凝土14002000計(jì)算應(yīng)力中粒瀝青混凝土12001600計(jì)算應(yīng)力粗粒瀝

12、青混凝土9001200計(jì)算應(yīng)力石灰粉煤灰碎石15001500計(jì)算應(yīng)力石灰土550550計(jì)算應(yīng)力土基36計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= (0.01mm)LS= (0.01mm)LS= (0.01mm)LS= (0.01mm)LS= (0.01mm)第1層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第2層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第3層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第4層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第5層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= (0.01mm)LS= (0.01mm)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力(T ( 1 )= (MPa)(T ( 2 )= (MPa)(T ( 3 )=-0

13、. (MPa)o( 4 )= (MPa)(T ( 5 )= (MPa)第1層底面最大拉應(yīng)力 第2層底面最大拉應(yīng)力 第3層底面最大拉應(yīng)力 第4層底面最大拉應(yīng)力 第5層底面最大拉應(yīng)力萬(wàn)案B:表材料名稱(chēng)H (CM劈裂強(qiáng)度（MPA）容許拉應(yīng)力（MPA細(xì)粒式瀝青瑪蹄脂碎石3中粒式瀝青瑪蹄脂碎石4粗粒式瀝青瑪蹄脂碎石6水泥穩(wěn)定碎石一灰土30土基一一按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度LD= (0.01mm)H( 4 )= 15 cm LS= (0.01mm)H( 4 )= 20 cm LS= (0.01mm)H( 4 )= 19 cm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度：H( 4 )= 19 cm(H( 4 )

14、= 19 cm(H( 4 )= 19 cm(H( 4 )= 19 cm(H( 4 )= 19 cm(路面設(shè)計(jì)層厚度：H( 4 )= 19 cm(H( 4 )= 19 cm(驗(yàn)算路面防凍厚度第1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求） 第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求） 第3層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求） 第4層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求） 第5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求）僅考慮彎沉）同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力）路面最小防凍厚度60 cm 驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿(mǎn)足防凍要求.通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下細(xì)粒式瀝青瑪蹄脂碎石3 cm中粒式瀝青瑪蹄脂碎石4 cm粗粒式瀝青瑪蹄脂

15、碎石6 cm水泥穩(wěn)定碎石20 cm石灰粉煤灰土30 cm 土基竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值表材料名稱(chēng)20 c抗壓模 量(MPa15c彎拉模量(Mp315c彎拉強(qiáng)度(Mp3計(jì)算信息細(xì)粒式瀝目 瑪蹄脂碎石15001800計(jì)算應(yīng)力中粒式瀝青 瑪蹄脂碎石130017001計(jì)算應(yīng)力粗粒式瀝青 瑪蹄脂碎石10001300計(jì)算應(yīng)力水泥穩(wěn)定碎石16001600計(jì)算應(yīng)力一灰土600600LS= (0.01mm)LS= (0.01mm)LS= 31 (0.01mm)LS= (0.01mm)LS= (0.01mm)第1層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第2層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第3層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第4層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 第5層路面頂面竣工