路基路面計(jì)算書

1、路面設(shè)計(jì)1瀝青路面設(shè)計(jì)原則(1)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將路基路面作為一個(gè)整體考慮，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)；(2)在滿足交通量和使用要求的前提下，應(yīng)遵循“因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資”的原則進(jìn)行路面設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠的方案；(3)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐基礎(chǔ)，積極推廣成熟的科研成果，積極、慎重地運(yùn)用行之有效的新材料、新工藝、新技術(shù)；(4)路面設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮沿線環(huán)境的保護(hù)、自然生態(tài)的平衡，有利于施工、養(yǎng)護(hù)工作人員健康與安全；(5)為確保工程質(zhì)量，應(yīng)盡可能選擇有利于機(jī)械化、工廠化的設(shè)計(jì)萬(wàn)案；(6)對(duì)于地

2、處不良地基的路段，為了適應(yīng)路基沉降、穩(wěn)定周期較長(zhǎng)的特點(diǎn)，路面結(jié)構(gòu)可以遵循“一次設(shè)計(jì)，分期修建”的方案，即在路基沉降、穩(wěn)定期內(nèi)(3-5年)，根據(jù)交通量增長(zhǎng)規(guī)律，分幾次修建，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，這樣既適應(yīng)交通量不斷增長(zhǎng)的需要，又提高了投資效益，最終保證了路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。2瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原始資料：擬修建一條一級(jí)公路，根據(jù)調(diào)查研究預(yù)計(jì)通車后，公路沿線年交通量平長(zhǎng)增長(zhǎng)率丫=6%土質(zhì)為粘性土，土基回彈模量Eo35.5Mpa0試按設(shè)計(jì)彎沉控制，設(shè)計(jì)路面結(jié)果。計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次，確定設(shè)計(jì)彎沉，路面擬采用瀝青混凝土面層，設(shè)計(jì)年限為15年。交通量表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組

3、數(shù)后軸距(m)父通里太湖XQ64133671雙-560東風(fēng)AS141DL251雙一300黃河JN1501雙一540交通SH3612雙<3120長(zhǎng)征XD1602雙<3150黃海DD690561042雙>3325軸載分析軸載計(jì)算路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載(1)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)量軸次是，取:軸載換算：軸載換算采用如下的計(jì)算公式：四車道的車道系數(shù),435kPiNC1c2nii1p其中：N一標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次，次/日；ni一被換算車輛的各級(jí)軸載作用次數(shù)，次/日;F標(biāo)準(zhǔn)軸載，kN;pi一被換算車輛的各級(jí)軸載，kN;K一被換算車輛的類型數(shù)；C

4、2一軸載系數(shù),c1 1 1.2(m1), 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)軸問(wèn)距離小于3m時(shí)，應(yīng)考慮軸數(shù)系數(shù)；Ci一輪組系數(shù)，單輪組為，雙輪組為1,四輪組為。軸載換算計(jì)算表車型軸載C1C2niNi太湖XQ641CA10B、之，刖3311560后6711東風(fēng)AS141DL、之，刖2511300后11黃河JN150、之，刖11540后11交通SH361、之，刖11120后1長(zhǎng)征XD160、之，刖11150后1黃海DD690、之，刖11325后12N=注：軸載小于25KN的軸載作用不計(jì)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次車型軸裁piC1C2niC1c2n(pi/p)8太湖XQ641CA10B、之

5、，刖33115600后6711東風(fēng)AS141DL、之，刖25113000后11黃河JN150、之，刖115400后11交通SH361、之，刖111200后13長(zhǎng)征XD160、之，刖11150后131376黃海DD690、之，刖113250后13N=軸載小于50kn的軸載作用不計(jì)累計(jì)當(dāng)量軸次t1536511N136510.0611316.550.4507065033273.(2)確定路面等級(jí)由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范表A1可查得四車道的車道系數(shù)為，取，累計(jì)當(dāng)量軸次15Ne“l(fā)10.0611988.3八“3650.450.059121711912萬(wàn)次>400萬(wàn)次由以上數(shù)據(jù)可知路面等級(jí)應(yīng)為高級(jí)，面層類

6、型為瀝青路面。(3)初擬結(jié)構(gòu)組合和材料選取由表A1可查得一級(jí)公路的瀝青層推薦厚度為1015cm,取15cm,初擬結(jié)構(gòu)層如下所示：面層細(xì)粒式瀝青混凝土4cm基層中米立式M混凝十5 cm粗粒式瀝青混凝土6 cm水泥穩(wěn)定碎石20 cm底基層水泥石灰穩(wěn)定砂礫25cm土基(4)各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度查規(guī)范得各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度，抗壓模量取20c的模量，各值均取規(guī)范范圍的中值，因此得20c的抗壓模量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表:路面材料指標(biāo)材料種類抗壓模量E1MPa劈裂強(qiáng)度MPa細(xì)粒式瀝青混凝土1400中粒式瀝青混凝土1200粗粒式瀝青混凝土900水泥穩(wěn)定碎石1500水泥石灰穩(wěn)定砂礫550設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定

7、該路段處于R4區(qū)，為粘性土由規(guī)范查得，當(dāng)路基處于干燥狀態(tài)時(shí)，粘質(zhì)土的平均稠度為，查表得土基回彈模量為。對(duì)于一級(jí)公路，瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算(1)設(shè)計(jì)彎沉值該公路為一級(jí)公路，公路等級(jí)系數(shù)Ac取，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)As取，半剛性基層，底基層的總厚度大于20cm,所以基層類型系數(shù)Ab取。由瀝青規(guī)范公式id600NeO.2AAA0.260050332731.01.01.027.40id設(shè)計(jì)彎沉值()Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量軸載通行次數(shù)；Ac公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為，二級(jí)公路為，但、四級(jí)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

8、、冷拌瀝青碎石、瀝青表面處治為。Ab路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，剛性基層、半剛性基層瀝青路面為，柔性基層瀝青路面為。（2）各層材料的容許層底拉應(yīng)力spsp路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（MPa）;R路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限Ne次加載的疲勞彎拉應(yīng)力（MPa）;Ks抗拉強(qiáng)度系數(shù)。細(xì)粒式瀝青混凝土：1.2_0.447MPa2.683中粒式瀝青混凝土:sp1.00.372MPa2.683粗粒式瀝青混凝土:sp0.8KS2.6830.298MPa水泥穩(wěn)定碎石:“0.35Ne0.110.3550332730/1(Ks1.911Ac1.0水泥石灰穩(wěn)定砂礫:R0.61.9110.314MPa，/0.

9、45Ne0.110.4550332730.11Ks2.457A1.0R0.42.4570.162MPa設(shè)計(jì)指標(biāo)匯總表材料名稱厚度h(cm)20c(MPa)15C<B(MPa)容許拉應(yīng)力細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土414002000中粒式密級(jí)配瀝青混凝土512001600粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土69001200水泥穩(wěn)定碎石2015001500水泥石灰穩(wěn)定砂礫25550550路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用雙圓均布垂直荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系理論進(jìn)行計(jì)算，路面荷載及計(jì)算點(diǎn)如圖所示。荷載及計(jì)算點(diǎn)圖示路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以路面容許回彈彎沉值和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)整體承載力與

10、抵抗疲勞開(kāi)裂的要求。確定設(shè)計(jì)層厚度及層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算(1)確定設(shè)計(jì)層厚度路表設(shè)計(jì)彎沉值按以下公式計(jì)算:1s 10000 cFEi(7-5)F1.63( )0.38(且)0.362000 p(7-6)式中：Is -路面實(shí)測(cè)彎沉值()；F一彎沉綜合修正系數(shù)；p標(biāo)準(zhǔn)軸載的輪胎壓強(qiáng)。；標(biāo)準(zhǔn)軸載單輪輪跡當(dāng)量圓半徑;理論彎沉系數(shù)求得的1d二,查資料可得p=,=令實(shí)際彎沉值lsld ,則彎沉綜合修正系數(shù)故理論彎沉系數(shù)F 1.63(ls2000)0.38(27.41.63 (2000 10.65E0 )0.36P、0.38 , 40、0.36)()0.5580.7IsEi27.4 1400c 2000p F

11、2000 0.7 10.65 0.54.61我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中以路表彎沉值為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量，對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為20oC,將多層體系照彎沉等效的原則換算為按三層體系，如圖7-2所示：E 廣翼 DOMphi-ScmE=14<K) Mpa h1=4rmE 3=1000 MpaE 4=15IX) Mpa h 4 =25cm2MMpaE 5 TM0 Mpah5Eo=4O MpaE C=4Q Mpa圖7-2三層體系轉(zhuǎn)換圖一則中層厚度H的換算公式為:Hh2hk 2J&h2k 3, E2550 ,二1200 (56*0.9268+ h41.0974+18.0

12、6) cm562.4而h42.4而,1200-1200由h410.650.376E0E24012000.033E2E1120014000.857查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖可得K11.375,6.5由計(jì)算理論彎沉的公式可得：cK1K2故K24.61K16.5 1.3750.5158查諾謨圖可得H/5.2,故H5.210.6555.38cmH 28.62 1.097h4 55.38cm由此可解得：h5 24.39cm 取25cm。(2)驗(yàn)算各材料層層底彎拉應(yīng)力由于設(shè)計(jì)公路為高速公路，故對(duì)瀝青混凝土面層、半剛性基層、底基層都應(yīng)進(jìn)行拉應(yīng)力的驗(yàn)算。a)驗(yàn)算瀝青混凝土面層底面的彎拉應(yīng)力我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)

13、范中以結(jié)構(gòu)層層底彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量，對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為15oC,將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如圖7-3所示：E :-1800 Mp h.: -5cmE!=2000Mpih1=4cmE 尸0 MpaE=1200MpahEMpaE4=15O0Mpah45cmElIOOOMpa27cmEc=40X4pa圖7-3三層體系轉(zhuǎn)換圖由三9面彎拉應(yīng)力5h4hkk 415001500550150033.19 cm250 1600 12005464 120012004 2000120025015.602cm系數(shù)計(jì)算諾謨圖可得：pm1m2h1610.65

14、I.隆150012001.25|E0E24015000.03H42.210.65316查諾謨圖可得：0故瀝青混凝土面層底面的最大拉應(yīng)力pm1m20MPaR=0.298MPa,滿足要求。b）驗(yàn)算半剛性基層底面的彎拉應(yīng)力將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如圖7-4所示:E i=2000 MpatLi=4cmE ; =1800 Mph、=5cm *E,=1200 Mpah3=6cmE4-1500Mpah + -25cmE?=lOOOMpah 廣二 7cmEo=401jaE .-lOOOMpa HE c-4圖7-4三層體系轉(zhuǎn)換圖三h,1500254，40.569cm,1500,1200

15、0,'160011200454,6f,1500,1500.1500由三層體系中層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)計(jì)算諾謨圖可得：pn1n2h40.210.653.809E2E1100015000.367E0E24010000.072H2710.652.347查諾謨圖可得：0.28n11.11n20.54故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力pn1n20.70.281.110.540.1174MPaR=0.314MPa,滿足要求。c）驗(yàn)算底基層底面的彎拉應(yīng)力將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如圖7-5所示：E=1500MpaihE-=l200Mpah,=6anE=1500Mpah4=25cniE2

16、=lOT0MpaEEi=l000Mpah5=2/cmEo=40MpaE)=40Mpa圖7-5三層體系轉(zhuǎn)換圖四1hk4e4三e432000l1600c120054641500.150015004hk44口5hEkhE5方Hhk0.9h50.925cmk5E5E5由三層體系中層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)計(jì)算諾謨圖可得：pnin2h40.210.653.809EK,100015000.367E0E24010OO0.072H2710.65Z347查諾謨圖可得：0.28n11.11n20.54故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力pn1n20.70.281.110.540.1174MPaR=0.162MPa,滿足要求。1

17、.路表彎沉值驗(yàn)算輪隙中心處（A點(diǎn)）路表計(jì)算彎沉值Is小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值L,即：IsId通過(guò)Hpds軟件計(jì)算結(jié)果得到路表彎沉值為（）o滿足設(shè)計(jì)要求Is=<ld=27.2 .層底拉應(yīng)力驗(yàn)算輪隙中心（C點(diǎn)）或單圓荷載中心處（B點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力m應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力r,即：根據(jù)口Bisar計(jì)算結(jié)果確定層底拉mR應(yīng)力是否滿足。驗(yàn)算結(jié)果如下表。路面厚度設(shè)計(jì)結(jié)果結(jié)構(gòu)層材料抗壓粳里（MPa）厚度(cm)層底拉應(yīng)力（MPa）容許拉應(yīng)力（MPa）細(xì)粒式瀝青混凝土14004中粒式瀝青混凝土12005粗粒式瀝青混凝土9006水泥穩(wěn)定碎石15002水泥石灰穩(wěn)定砂礫55025土基40按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度L

18、D=H(4尸200mmLS=H(4尸250mmLS=H(4尸220mm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度H( 4 尸 220 mm(第 1H( 4 尸 220 mm(第 2H( 4 尸 220 mm(第 3H( 4 尸 220 mm(第 4H( 4 尸 220 mm(第 5層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求 ) 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求 ) 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求 ) 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求 ) 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求 )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4cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土6cm石灰土穩(wěn)定碎石25cm水泥石灰穩(wěn)定砂礫25cm土基路基設(shè)計(jì)路基防護(hù)與加固工程一

19、、路基組成路基由三部分建筑物構(gòu)成路基本體、路基防護(hù)和加固建筑物、路基排水設(shè)備。1弊基本體是指各種斷面形式中的填挖部分，即直接鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)并承受列車荷載的部分。例如：路堤、路塹等承重的主體建筑物2 .M基排水設(shè)施排除地面水的排水溝、側(cè)溝、大溝；排除地下水的排水槽、滲水暗溝、滲水隧洞等3 .M基防護(hù)和加固建筑物擋土墻、護(hù)坡等二、路基設(shè)計(jì)的一般要求綜合設(shè)計(jì)，包括選擇合適的路基橫斷面形式和各項(xiàng)附屬設(shè)施。設(shè)計(jì)要符合環(huán)保、地質(zhì)、水文等要求；地質(zhì)條件、地址參數(shù)明確；避免高路堤與深路塹；提倡采用成熟的新技術(shù)、新材料和新結(jié)構(gòu)；符合經(jīng)濟(jì)性的要求典型橫斷面：路堤：指用巖土填筑而成的結(jié)構(gòu)物。路塹：指全部在原地面開(kāi)挖而

20、成的結(jié)構(gòu)物。半填半挖橫斷面：指原地面橫坡度較大，且路基較寬，往往需要一側(cè)挖，一側(cè)填筑而成的結(jié)構(gòu)物。較多適用于山區(qū)、丘陵區(qū)。三、一般路基設(shè)計(jì)包括如下內(nèi)容：1、選擇路基橫斷面形式，確定路基寬度與高度；2、選擇路基填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；3、確定邊坡形狀與坡度；4、路基排水系統(tǒng)布置與排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5、坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)；6、附屬設(shè)施設(shè)計(jì)路基橫斷面設(shè)置路基設(shè)計(jì)寬度根據(jù)設(shè)計(jì)通行能力和交通量大小而定，一般每個(gè)車道寬度為，。城鎮(zhèn)近郊和技術(shù)等級(jí)高的公路，路肩盡可能寬，一般13m,并鋪筑硬路肩，以保證路面行車不受干擾。公路等級(jí)為一級(jí)，車道數(shù)為四車道，車速為100km/h四車道的路基寬度一般值為26m,最小值為24m,取

21、設(shè)計(jì)車道寬度為，得總車道寬度為X4=15m,取左右硬路肩寬度各為3m,土路肩，中央分隔帶寬度為，總計(jì)26mo路堤基底應(yīng)在填前應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)，其壓實(shí)度（重型）應(yīng)93;當(dāng)路堤高度小于路床厚度（80cm）時(shí)，基底壓實(shí)度不宜小于96。當(dāng)路床填料CBR值達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用石灰等固化材料改善或換填處理。半填半挖及路線縱向填挖結(jié)合處，先在填方一側(cè)地面線開(kāi)挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度，向內(nèi)傾斜2%4%橫坡，一直開(kāi)挖臺(tái)階至挖方斷面，并夯實(shí)。填方路基地面橫坡陡于1:5時(shí)，亦作同樣處理。縱向填挖銜接處應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段，過(guò)渡段內(nèi)宜采用較好的砂礫土、砂類土、碎石填筑。四、路基的排水設(shè)計(jì)的布置1 .在路面平面圖上繪出必要的路塹坡頂線和

22、路堤坡腳線，標(biāo)明路側(cè)棄土堆和取土坑的位置等。2 .在路基的上側(cè)山坡上設(shè)置截水溝攔截地表徑流。為提高截留效果，減少工程造價(jià)，截水溝宜大體沿等高線布置。路塹上側(cè)有棄土堆時(shí)，棄土堆應(yīng)該連續(xù)而不中斷，并在其上方設(shè)置截水溝。下坡一側(cè)的棄土堆，應(yīng)每隔50100設(shè)不小于1m寬的缺口，以利于排水。3 .在路基兩側(cè)按需要設(shè)置邊溝或利用取土堆匯集并排除道路表面的水，已使路基經(jīng)常保持干燥。4 .講截水溝引排到制定的低地河溝或橋涵等處排水溝應(yīng)力要求短捷離路基盡可能遠(yuǎn)些。并與其他排水通道相連。5 .選定橋涵的位置，使這些溝渠同橋涵連成排水網(wǎng)絡(luò)。對(duì)穿過(guò)路基的河溝，應(yīng)設(shè)置橋涵，不要輕易改溝并涵。6 .若有地下水危害路基，應(yīng)設(shè)地下排水設(shè)施，并與地面排水系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。路面排水設(shè)計(jì)路面采用分散排水方式，路面水由路拱橫坡直接流出。填方段路面水順邊坡流至坡腳外邊溝，挖方路段路面水流至邊溝，由邊溝引至自然溝渠及附近橋梁、涵洞；中間帶設(shè)置縱向盲溝路基排水設(shè)計(jì)一般填方路基地段，在邊坡外1米處設(shè)置80cmX80cm的梯形邊溝（見(jiàn)排水設(shè)計(jì)），挖方路塹段