版瀝青路面結(jié)構(gòu)計(jì)算書之歐陽(yáng)育創(chuàng)編

歐陽(yáng)育創(chuàng)編歐陽(yáng)育創(chuàng)編2021.02.04 歐陽(yáng)育創(chuàng)編2021.02.04歐陽(yáng)育創(chuàng)編歐陽(yáng)育創(chuàng)編2021.02.04 歐陽(yáng)育創(chuàng)編2021.02.04新建路面設(shè)計(jì)時(shí)間：2021.02.04創(chuàng)作：歐陽(yáng)育項(xiàng)目概況與交通荷載參數(shù)該項(xiàng)目位于西南地區(qū)，屬于二級(jí)公路，設(shè)計(jì)時(shí)速為40Km/h,12米雙車道公路，設(shè)計(jì)使用年限為12.0年，根據(jù)交通量OD調(diào)查分析，斷面大型客車和貨車交通量為1849輛/日，交通量年增長(zhǎng)率為8.2%,方向系數(shù)取55.0%,車道系數(shù)取70.0%o根據(jù)交通歷史數(shù)據(jù)，按表A.2.6-1確定該設(shè)計(jì)公路為TTC4類，根據(jù)表A.2.6-2得到車輛類型分布系數(shù)如表1所示。表1.車輛類型分布系數(shù)車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類□類車型分布系數(shù)(％)28.943.95.50.09.42.04.63.42.30.1根據(jù)路網(wǎng)相鄰公路的車輛滿載情況及歷史數(shù)據(jù)的調(diào)查分析,得到各類車型非滿載與滿載比例，如表2所示。表2.非滿載車與滿載車所占比例(%)車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類X類非滿載車比例85.090.065.075.055.070.045.060.055.065.0滿載車比例15.010.035.025.045.030.055.040.045.035.0根據(jù)表6.2.1,該設(shè)計(jì)路面對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)為瀝青混合料層永久變形與無(wú)機(jī)結(jié)合料層疲勞開裂。根據(jù)附表A.3.1-3,可得到在不同設(shè)計(jì)指標(biāo)下，各車型對(duì)應(yīng)的非滿載車和滿載車當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)，如表3所示。表3.非滿載車與滿載車當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)

設(shè)汁指標(biāo)瀝青混合料層永久變形無(wú)機(jī)結(jié)合料層疲勞開裂車輛類型非滿載車滿載車非滿載車滿載車2類0.82.80.535.53類0.44.11.3314.24類0.74.20.3137.65類0.66.30.672.96類1.37.910.21505.77類1.46.07.8553.08類1.46.716.4713.59類1.55.10.7204.310類2.47.037.8426.8M類1.512.12.5985.4根據(jù)公式(A.4.2)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)于瀝青混合料層永久變形的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)為8,109,551,對(duì)應(yīng)于無(wú)機(jī)結(jié)合料層疲勞開裂的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)為562,339,245。本公路設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道累計(jì)大型客車和貨車交通量為4,989,710,交通等級(jí)屬于中等交通。初擬路面結(jié)構(gòu)方案初擬路面結(jié)構(gòu)如表4所示。表4.初擬路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)層編號(hào)層位材料類型厚度(mm)模fi(MPa)泊松比1上而層瀝青混合料40.0120000.252下而層瀝青混合料50.0135000.253基層無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)左材料300.0180000.254底基層粒料材料200.04000.3551?幕500.40路基標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回彈模量取50MPa,回彈模量濕度調(diào)整系數(shù)Ks取1.00,干濕與凍融循環(huán)作用折減系數(shù)Kn取1.00,則經(jīng)過濕度調(diào)整和干濕與凍融循環(huán)作用折減的路基頂面回彈模量為50MPao路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算3.1瀝青混合料層永久變形驗(yàn)算根據(jù)表G.1.2,基準(zhǔn)等效溫度只為20.1C0,由式(G.2.1)計(jì)算得到瀝青混合料層永久變形等效溫度為21.5C°O可靠度系數(shù)為1.04。根據(jù)B.3.1條規(guī)定的分層方法，將瀝青混合料層分為6個(gè)分層,各分層厚度(hi)如表5所示。利用彈性層狀體系理論，分別計(jì)算設(shè)計(jì)荷載作用下各分層頂部的豎向壓應(yīng)力(Pi)。根據(jù)式(B.3.2-3)和式(B.3.2-4),計(jì)算得到dl二?8.23,d2二0.77。把dl和d2的計(jì)算結(jié)果帶入式(B.3.2-2),可得到各分層的永久變形修正系數(shù)(kRi),并進(jìn)而利用式(B.3.2-1)計(jì)算各分層永久變形量(Rai)。各計(jì)算結(jié)果匯總于表5中。各層永久變形累加得到瀝青混合料層總永久變形量Ra=19.2(mm),根據(jù)表3.0.6-1,瀝青層容許永久變形為20.0(mm),擬定的路面結(jié)構(gòu)滿足要求。表5.瀝青層永久變形計(jì)算結(jié)果分層編號(hào)分層厚度(mm)豎向壓力(MPa)修正系數(shù)(kRi)永久變形(mm)110.00.702.230.9215.00.703.282.0315.00.706.954.2410.00.687.773.0520.00.667.425.4620.00.606.043.7總計(jì)19.23.2無(wú)機(jī)結(jié)合料層疲勞開裂驗(yàn)算根據(jù)彈性層狀體系理論，計(jì)算得到無(wú)機(jī)結(jié)合料層層底拉應(yīng)力為0.480MPa。根據(jù)氣象資料，工程所在地區(qū)凍結(jié)指數(shù)F為50.0C。?曰，按照表B.1.1,季節(jié)性凍土地區(qū)調(diào)整系數(shù)ka取1.00。根據(jù)式(B.2.1-2),現(xiàn)場(chǎng)綜合修正系數(shù)為-0.747根據(jù)工程所在地區(qū)，查表G.1.2得到基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)溫度調(diào)整系數(shù)為1.31,根據(jù)初擬路面結(jié)構(gòu)和路面結(jié)構(gòu)層材料參數(shù)，按式(G.1.3-1)計(jì)算得到溫度調(diào)整系數(shù)kT2為1.15o由表B.2.1-1,對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料，疲勞開裂模型參數(shù)a二13.24,b=12.52o彎拉強(qiáng)度為2.0MPao根據(jù)以上參數(shù)，按式(B.2.1-1)計(jì)算得到無(wú)機(jī)結(jié)合料層底疲勞壽命為678,769,556。3.3貫入強(qiáng)度驗(yàn)算公路所在地區(qū)月平均氣溫大于0C0的月份數(shù)為11個(gè)月，由此得到對(duì)應(yīng)于貫入強(qiáng)度驗(yàn)算的設(shè)計(jì)車道累計(jì)設(shè)計(jì)軸載作用次數(shù)Ne5為7,433,755。所在地區(qū)月平均氣溫大于0C。的各月份氣溫平均值為20.0C。。根據(jù)公路等級(jí)，參照表3.0.6-1,得到瀝青混合料層容許永久變形量為20.0mmo路面結(jié)構(gòu)系數(shù)根據(jù)式(5.5.8?2)計(jì)算為0.91,瀝青混合料層的綜合貫入強(qiáng)度由式(5.5.8-3)確定為0.55MPa,根據(jù)式(5.5.8-1)，得到瀝青混合料層的貫入強(qiáng)度要求值為0.49,所以，擬定的路面結(jié)構(gòu)和材料滿足貫入強(qiáng)度要求。路基頂面和路表驗(yàn)收彎沉值根據(jù)附錄B.7節(jié)，確定路基頂面和路表驗(yàn)收彎沉值時(shí)，采用落錘式彎沉儀，荷載盤半徑為150mm,荷載為50kNo路基標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回彈模量取50MPa,回彈模量濕度調(diào)整系數(shù)Ks取1.00,則平衡濕度狀態(tài)下的回彈模量為50MPa,采用公式(B.7.1)計(jì)算得到路基頂面驗(yàn)收彎沉值為373.5(0.01mm)。采用擬定的路面結(jié)構(gòu)以及各層結(jié)構(gòu)模量值，路基頂面回彈模量采用平衡濕度狀態(tài)下的回彈模型乘以模量調(diào)整系數(shù)kl(kl二0.5),為25MPa，根據(jù)彈性層狀體系理論計(jì)算得到路表驗(yàn)收彎沉值la為35.2(0.01mm)。結(jié)果匯總各項(xiàng)驗(yàn)算結(jié)果匯總?cè)缦卤硭荆罕?