路基路面課程設(shè)計模板

1、1 基本資料 1個人資料 1自然地理條件土基回彈模量的確定交通量驗(yàn)算軸載計算代表軸載 軸載換算2.1.1 以彎沉值和瀝青層的層底拉力為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)2.1.2 以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)2.1.3 累計交通軸次綜合表初擬路面結(jié)構(gòu)路面材料配合比設(shè)計和設(shè)計參數(shù)的確定材料的確定路面材料抗壓回彈模量的確定4.2.1 瀝青材料抗壓回彈模量的確定4.2.2 半剛性極其他材料抗壓回彈模量的確定材料劈裂強(qiáng)度的測定5 驗(yàn)算擬定方案計算各方案彎沉值設(shè)計方案驗(yàn)算驗(yàn)算方案一 .5.2.2 驗(yàn)算方案二 . 85.2.3 驗(yàn)算方案三 . 96 方案對比 101. 基本信息和初試條件 個人信息 姓名：王飛 班級：0

2、7交通一班 地區(qū)：河北省涿州市 自然地理條件新建高速公路處于II4區(qū)，為雙向四車道（車道系數(shù)），擬定采用瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施 工圖設(shè)計，沿線為中液黏性土，稠度，屬于中濕狀態(tài)，年降雨量750mm最高溫度40 C最低溫度-25 C ,多年最大凍深160cm土基回彈模量的確定設(shè)計路段路基處于中濕狀態(tài)，為中液黏性土，運(yùn)用查表法確定土基回彈模量，設(shè)計值為 39Mpa 交通量驗(yàn)算預(yù)計交通量增長率前五年為9%之后五年7%最后五年6%瀝青路面累計標(biāo)準(zhǔn)軸次 按15年計。表1-1車型分類代表車型數(shù)量（輛/d ）小客車三湘CK6560300中客車亞洲ZQ6600200大客車黃海 DD6111CS430輕型貨車金杯SY

3、132250中型貨車切貝爾D420680重型貨車黃河JN162A850鉸接掛車東風(fēng)SP9250330對交通量進(jìn)行折算驗(yàn)算：將設(shè)計路段擬定交通量折算為小客車與高速公路分級要求比 較，根據(jù)道路勘測設(shè)計公路分級要求，四車道高速公路折合成小客車平均日交通量 為2500055000輛，具體折算驗(yàn)算見表1-2表1-2車型分類折算前數(shù)量（輛/d ）折算后數(shù)量（輛/d ）小客車21002100中客車200300大客車430645輕型貨車250375中型貨車6801360重型貨車8502550鉸接掛車330990根據(jù)下公式計算設(shè)計交通量式中：AADT 設(shè)計交通量（pcu/d ）ADT 起始年日交通量（pcu/d

4、 ） 年平均增長率（%n預(yù)測年限（年）通過計算后交通量為31957輛/天，符合高速公路分級標(biāo)準(zhǔn)，所擬定的交通量達(dá)到高速公路使用標(biāo)準(zhǔn)2軸載計算代表軸載見2-1表表2-1汽車車型前軸重（kN）后軸重（kN）后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m交通量（輛 /d ）亞洲ZQ6600120200黃海 DD6111CS120430金杯SY132120250切貝爾D420120680黃河JN162A120850東風(fēng)SP9250324330軸載換算軸載換算以彎沉值和瀝青層的層底拉力和半剛性材料的層底拉力為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以彎沉值和瀝青層的層底拉力為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 式中：n 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）n 各種被換算車輛的作用次（次/

5、日）p 標(biāo)準(zhǔn)軸載（kN）pi 各種被換算車型的軸載（kN）C1 軸數(shù)系數(shù)C2 論組系數(shù)，雙輪組為1,單輪組為，四輪組為 當(dāng)軸間距大于3m時，按單獨(dú)的一個軸計算，此時軸系數(shù)為 1,當(dāng)軸間距小于3m時, 雙軸或多軸按G +（ m-1）計算，m為軸數(shù)。帶入數(shù)據(jù)計算累計交通軸次為x 107次以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)式中：C1 軸數(shù)系數(shù)C2 輪組系數(shù)，雙輪組為，單輪組，四輪組對于軸間距小于3m的雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按 C11 （m 1）計算，m為軸數(shù)帶入數(shù)據(jù)計算累計交通軸次為x 107次綜合表見表2-2換算方法彎沉值和瀝青層的層底拉力半剛性材料的層底拉力累計交通軸次x 107x 107有

6、表2-2可知，為重交通等級。3初擬路面結(jié)構(gòu)結(jié)合已有工程經(jīng)驗(yàn)與經(jīng)典構(gòu)造，擬定了三個結(jié)構(gòu)方案，根據(jù)結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工機(jī)具的功能因素，初步確定路面結(jié)構(gòu)組合與各厚度如下：方案一：3cm細(xì)粒式瀝青混凝土 +4cm中粒式瀝青混凝土 +6cm粗粒式瀝青混凝土 +37cm 水泥穩(wěn)定碎石基層+？ cm水泥石灰沙礫土層，以水泥石灰沙礫土為設(shè)計層。方案二：3cm細(xì)粒式瀝青混凝土 +4cm中粒式瀝青混凝土 +6cm中粒式瀝青碎石+20粗 粒式瀝青碎石+？ cm級配碎石，以級配碎石為設(shè)計層。方案三4cm中粒式瀝青混凝土 +6cm粗粒式瀝青混凝土 +6cm粗粒式瀝青碎石+20cm水 泥粉煤灰

7、碎石+？ cm水泥穩(wěn)定碎石。4路面材料配合比設(shè)計和設(shè)計參數(shù)的確定材料的確定剛性材料、柔性材料取自沿線料場集合料瀝青選自A級90號，技術(shù)指標(biāo)符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）相關(guān)規(guī)定。路面材料抗壓回彈模量的確定瀝青材料抗壓回彈模量的確定根據(jù)路基路面表14-15等擬定20T和15C的抗壓回彈模量，見表4-1瀝青材料抗壓回彈模量測定與參數(shù)取值表4-1材料名稱20r抗壓回彈模量（Mpa15C抗壓回彈模量（Mpa方差方差細(xì)粒式瀝青混凝土19871991578266533919883362中粒式瀝青混凝土14201021207217118617842541粗粒式瀝青混凝土972548

8、6113155911871429密集配瀝青碎石12451151013171215514002010半剛性極其他材料抗壓回彈模量的確定根據(jù)路基路面表14-16和相關(guān)計算擬定材料抗壓回彈模量，見表4-2半剛性材料及其他材料抗壓回彈模量測定與參數(shù)取值表4-2材料名稱抗壓模量（Mpa方差水泥穩(wěn)定碎石318078016204750水泥石灰沙礫土159025010902090水泥穩(wěn)定沙礫261523321453085:級配碎石400級配沙礫250材料劈裂強(qiáng)度的測定根據(jù)路基路面表14-15和表14-16確定材料劈裂強(qiáng)度，見表4-3路面材料劈裂強(qiáng)度表4-3材料名稱細(xì)粒式瀝 青混凝土細(xì)粒式瀝 青混凝土細(xì)粒式瀝

9、青混凝土水泥穩(wěn)定 碎石水泥穩(wěn)定 沙礫水泥石灰 沙礫土劈裂強(qiáng)度5驗(yàn)算擬定方案計算各方案的彎沉值路面的彎沉值|d由下式求出 式中：l d 設(shè)計彎沉值（mmNe設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載通過次數(shù)AC 公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路取，二級公路為，三四級公路 為As 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為，熱拌瀝青碎石、冷拌瀝青碎石、 上拌下貫或灌入式路面、理清處治為AB 路面結(jié)構(gòu)系數(shù)，剛性基層、半剛性基層瀝青路面為，柔性基層瀝青路面為，若基層由柔性材料和半剛性材料組合而成， 則位于兩者之 間，通過線性內(nèi)插決定。計算各方案彎沉值：方案一：為半剛性基層，路面系數(shù)取，通過計算得方案二：為柔性基層，路面系

10、數(shù)取，通過計算得到 方案三：為半剛性和柔性材料組合基層，路面系數(shù)取，通過計算歸總見表5-1各方案彎沉值表5-1萬案萬案一萬案二萬案三設(shè)計方案驗(yàn)算驗(yàn)算方案一結(jié)構(gòu)厚度計算結(jié)果序號結(jié)構(gòu)層材料名稱20 C抗壓模量(Mpa15C抗壓模量(Mpa劈裂強(qiáng)度(Mpa厚度(cm)容許拉 應(yīng)力(Mpa均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差1細(xì)粒式瀝 青混凝土1987199266533932中粒式瀝 青混凝土1420102217118643粗粒式瀝 青混凝土9725413155964水泥穩(wěn)定 碎石31807803180780375水泥石灰 沙礫土15902501590250156土基390-按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度LD=H( 5

11、)= 15 cm LS=H( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計層厚度：H( 5 )= 15 cm(第1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= 15 cm(第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= 15 cm(第3層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= 15 cm(第4層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= 15 cm( 第5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計層厚度：H( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉)H( 5 )= 15 cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗(yàn)算路面防凍厚度：路面最小防凍厚度50 cm 驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求 通過對設(shè)計層厚度取整，最

12、后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土4 cm粗粒式瀝青混凝土6 cm水泥穩(wěn)定碎石37 cm水泥石灰砂礫土15 cm十基522驗(yàn)算方案二結(jié)構(gòu)厚度計算結(jié)果序號結(jié)構(gòu)層材料名稱20 r抗壓模量(Mpa15C抗壓模量(Mpa劈裂強(qiáng)度(Mpa厚度(cm容許拉 應(yīng)力(Mpa均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差1細(xì)粒式瀝 青混凝土1987199266533932中粒式瀝 青混凝土1420102217118643中粒式瀝 青碎石900-1200-6-4粗粒式瀝 青碎石1400-1500-20-5級配碎石400-400-19-6土基390-按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度LD=H( 5 )= 15 cm

13、LS=H( 5 )= 20 cm LS=H( 5 )= cm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計層厚度：H( 5 )= cm( 第1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= cm(第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計層厚度：H( 5 )= cm(僅考慮彎沉)H( 5 )= cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗(yàn)算路面防凍厚度：路面最小防凍厚度50 cm 驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求 通過對設(shè)計層厚度取整，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土4 cm中粒式瀝青碎石6 cm粗粒式瀝青碎石20 cm級配碎石19 cm十基驗(yàn)算方案三結(jié)構(gòu)厚度計算結(jié)果序號結(jié)構(gòu)層材料名稱2

14、0 r抗壓模量(Mpa15C抗壓模量(Mpa劈裂強(qiáng)度(Mpa厚度(cm)容許拉 應(yīng)力(Mpa均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差1中粒式瀝 青混凝土1420102217118632粗粒式瀝 青混凝土9725413155943級配碎石4000-6-4水泥粉煤 灰碎石15001201500120205水泥穩(wěn)定 碎石31807803180780256十基390-按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度LD=H( 5 )= 15 cm LS=由于設(shè)計層厚度 H( 5 )=Hmin 時LS<=LD,故彎沉計算已滿足要求H( 5 )= 15 cm( 僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計層厚度：H( 5 )= 15 cm( 第1層底面

15、拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= 15 cm(第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= 15 cm( 第4層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 5 )= 20 cm(T ( 5 )= .289 MPaH( 5 )= 25 cmc ( 5 )= .243 MPaH( 5 )= cm( 第5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計層厚度：H( 5 )= 15 cm( 僅考慮彎沉)H( 5 )= cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗(yàn)算路面防凍厚度：路面最小防凍厚度50 cm 驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求. 通過對設(shè)計層厚度取整，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下中粒式瀝青混凝土3 cm粗粒式瀝青混凝土4 c

16、m級配碎石6 cm水泥粉煤灰碎石20 cm水泥穩(wěn)定碎石 24 cm土基6 方案比對從經(jīng)濟(jì)方面考慮，可選取厚度最小的方案二，但是方案二彎沉值（）最大，剛 度較小，影響使用壽命，而且瀝青層厚，經(jīng)濟(jì)投入更大；通過比較方案一和方案三，兩 方案瀝青層厚度相同，雖然方案一比方案三厚度大，但是彎沉值小，從長遠(yuǎn)應(yīng)用方面考 慮，方案一最合適。致謝首先，感謝徐平老師的教學(xué)工作，在大三土木認(rèn)識實(shí)習(xí)時，徐老師曾經(jīng)帶過我路面 實(shí)習(xí)，在這個學(xué)期，我又跟從徐平老師學(xué)習(xí)了路基路面工程 ，徐老師工作勤懇踏實(shí)， 他講課認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，不放過任何一個錯誤，對待同學(xué)耐心仔細(xì)，從徐老師的授課中，我學(xué) 到了很多專業(yè)課知識，比如在路基路面工程的

17、學(xué)習(xí)中，我學(xué)習(xí)到了公路的路基設(shè)計 要求，擋土墻的設(shè)計，公路面層類型的組成和材料要求等等，通過學(xué)習(xí)這些知識使我可 以完成這次課程設(shè)計，對畢業(yè)后工作的幫助也將是巨大的。另外，在跟徐老師的學(xué)習(xí)中， 除了專業(yè)課外，我還學(xué)到了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鍪聭B(tài)度，這些都是可以一生受用的財富。在這次課程設(shè)計當(dāng)中 , 徐平老師對我的幫助和指導(dǎo)是極大的，在他的演示下我解決 了一些難題，了解了設(shè)計的過程和軟件的應(yīng)用，雖然我的設(shè)計當(dāng)中還存在著一些弊端 , 但 我相信, 在徐老師的幫助和自己的努力下我會不斷的進(jìn)步。最后再次感謝徐老師的教導(dǎo)和幫助，同時也感謝在這次課程設(shè)計中互相探討，互相 幫助的同學(xué)們。主要參考資料1 鄧學(xué)鈞，路基路面工程 ，人民交通出版社， 2005 ；2 嚴(yán)家汲，道路建筑材料 ，人民交通出版社， 2003 ；