高速公路瀝青路面設計計算書

1、 高速公路瀝青路面設計計算書一、 設計資料：本公路等級為高速公路，經調查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均增長率為9.5%，設計年限為15年，該路段處于2區(qū)。二、交通分析：1、軸載分析路面設計以BZZ-100為標準軸載。以設計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次（1）標準軸載當量軸次車型(KN)C1C2(次/日)小客車前軸16.516.431007.82703后軸23.01131005.18654中客車SH130前軸25.5516.4200033.8345后軸45.1011200062.6178大客車CA50前軸28.7016.4125035.0652后軸68.2011125

2、0236.522小貨車BJ130前軸13.4016.442504.33985后軸27.4011425015.2266中貨車CA50前軸28.7016.4150042.0782后軸68.20111500283.827中貨車EQ140前軸23.7016.4212525.9235后軸69.20112125428.371大貨車JN150前軸49.0016.42125610.79后軸101.601121252276.91特大車日野KB222前軸50.2016.41500478.997后軸104.301115001801.47拖掛車五十鈴前軸60.0016.4187.5130.059后軸100（3軸）31

3、187.5562.57041.553注：軸載小于25KN的軸載作用不計。（2）累計當量軸次根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范，高速公路瀝青路面的設計年限取15年，六車道的車道系數(shù)取0.30.4，取0.3。交通量平均增長率為9.5%。累計當量軸次：2、驗算半剛性基層層底拉應力中的累計當量軸次（1）軸載換算車型(KN)C1C2(次/日)小客車前軸16.5118.531000.03151后軸23.01131000.02428中客車SH130前軸25.55118.520000.67194后軸45.101120003.42328大客車CA50前軸28.70118.512501.06448后軸68.20111250

4、58.5039小貨車BJ130前軸13.40118.542500.00817后軸27.401142500.13502中貨車CA50前軸28.70118.515001.27737后軸68.2011150070.2047中貨車EQ140前軸23.70118.521250.39131后軸69.20112125111.74大貨車JN150前軸49.00118.52125130.647后軸101.601121252412.73特大車日野KB222前軸50.20118.51500111.916后軸104.301115002100.71拖掛車五十鈴前軸60.00118.5187.558.2617后軸100（

5、3軸）31187.5562.55624.238注：軸載小于50KN的軸載作用不計（2）累計當量軸次三、路面參數(shù)設計1、確定路面等級和面層類型交通量設計年限內累計標準軸次Ne=2.35107次，由公路瀝青路面設計規(guī)范，該路交通等級為重交通，高速公路路面等級為高級路面，面層類型為瀝青混凝土。2、結構組合與材料選取及材料設計參數(shù)確定（1）結構組合與材料選取根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范(JTG D50-2006)的建議值確定各結構層設計參數(shù)。（2）各層材料抗壓模量和襞裂強度查公路瀝青路面設計規(guī)范附錄E“材料設計參數(shù)”表E1“瀝青混合料設計參數(shù)”及表E2“基層材料設計參數(shù)”得到各層材料的抗壓強度和襞裂強度，

6、各值均取規(guī)范給定的中值。干燥與中濕狀態(tài)各層材料的厚度如下表：層位結構層材料名稱厚度(cm)抗壓模量(MPa)劈裂強度(MPa)(20)(15)1細粒式瀝青混凝土4140020001.42中粒式瀝青混凝土6120016001.03粗粒式瀝青混凝土890012000.84水泥穩(wěn)定碎石設計層厚度待定160016000.55石灰粉煤灰碎石20150015000.76級配碎石20230230潮濕與過濕狀態(tài)各層材料的厚度如下表：層位結構層材料名稱厚度(cm)抗壓模量(MPa)劈裂強度(MPa)(20)(15)1細粒式瀝青混凝土4140020001.42中粒式瀝青混凝土6120016001.03粗粒式瀝青混

7、凝土890012000.84水泥穩(wěn)定碎石設計層厚度待定160016000.55石灰粉煤灰碎石20150015000.76級配碎石362302303、土基回彈模量的確定該路段處2區(qū)，為普通粉質土。由于設計要求擬定路基處于各種狀態(tài)下各個結構層的厚度，根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范中稠度的建議值，取干燥，中濕，潮濕，過濕狀態(tài)的稠度分別為1.15，1.00，0.90，0.80。查表“二級自然區(qū)劃個土組土基回彈模量參考值”可確定各個狀態(tài)下的土基回彈模量分別為：干燥狀態(tài)50.5MPa，中濕狀態(tài)42.5MPa，潮濕狀態(tài)36.5MPa，過濕狀態(tài)31MPa。4、設計指標的確定：（1）計算設計彎沉值Ld路面設計彎沉值根

8、據(jù)公式：計算。該公路為高速公路，公路等級系數(shù)取1.0，面層為瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層總厚度大于20，基層類型系數(shù)取1.0。設計彎沉值為：（2）各層材料容許底層拉應力R=SKS對瀝青混凝土面層 對無機結合料穩(wěn)定集料類 對無機結合料穩(wěn)定細粒土類 結構層抗拉強度結構系數(shù) Ks容許底層拉應力R（MPa） 細粒式瀝青混凝土 3.770.38 中粒式瀝青混凝土 3.770.27 粗粒式瀝青混凝土 4.140.19水泥穩(wěn)定碎石2.210.21石灰粉煤灰碎石2.840.35、確定設計層厚度(1).對于干燥狀態(tài)利用設計程序計算出滿足設計彎沉指標要求的水泥穩(wěn)定碎石基層厚度為15cm。計

9、算結果路面設計彎沉值(0.01mm) 20.13路面結構的實測彎沉值(0.01mm) 20.04409設計控制層厚度(cm) 15第 1結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 20.04409實際路面結構第 1層底最大拉應力(MPa) 0第 2結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 21.85658實際路面結構第 2層底最大拉應力(MPa) 0第 3結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 24.81918實際路面結構第 3層底最大拉應力(MPa) 0第 4結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 29.05592實際路面結構第 4層底最大拉應力(MPa) 3.E-02第 5結構層頂面施工控制彎沉

10、(0.01mm) 15.88779實際路面結構第 5層底最大拉應力(MPa) .第 6結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 161.9449土基層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 180.8829滿足要求 (2).對于中濕狀態(tài)利用設計程序計算出滿足設計彎沉指標要求的水泥穩(wěn)定碎石基層厚度為19cm。計算結果路面設計彎沉值(0.01mm) 20.13路面結構的實測彎沉值(0.01mm) 20.09849設計控制層厚度(cm) 18.30001第 1結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 20.09849實際路面結構第 1層底最大拉應力(MPa) 0第 2結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 2

11、1.85131實際路面結構第 2層底最大拉應力(MPa) 0第 3結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 24.6571實際路面結構第 3層底最大拉應力(MPa) 0第 4結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 28.55337實際路面結構第 4層底最大拉應力(MPa) .第 5結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 14.95647實際路面結構第 5層底最大拉應力(MPa) .第 6結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 183.7254土基層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 219.1875滿足要求。(3).對于潮濕狀態(tài)利用設計程序計算出滿足設計彎沉指標要求的水泥穩(wěn)定碎石基層厚度為16cm

12、。計算結果路面設計彎沉值(0.01mm) 20.13路面結構的實測彎沉值(0.01mm) 20.09581第 1結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 20.09581實際路面結構第 1層底最大拉應力(MPa) 0第 2結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 21.7593實際路面結構第 2層底最大拉應力(MPa) 0第 3結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 24.38353實際路面結構第 3層底最大拉應力(MPa) 0第 4結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 27.62947實際路面結構第 4層底最大拉應力(MPa) .第 5結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 14.31925實

13、際路面結構第 5層底最大拉應力(MPa) .第 6結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 118.0143土基層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 255.2184滿足要求(4).對于過濕狀態(tài)利用設計程序計算出滿足設計彎沉指標要求的水泥穩(wěn)定碎石基層厚度為19cm。計算結果路面設計彎沉值(0.01mm) 20.13路面結構的實測彎沉值(0.01mm) 20.12821第 1結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 20.12821實際路面結構第 1層底最大拉應力(MPa) 0第 2結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 21.73281實際路面結構第 2層底最大拉應力(MPa) 0第 3結構層頂面施

14、工控制彎沉(0.01mm) 24.2175實際路面結構第 3層底最大拉應力(MPa) 0第 4結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 27.54314實際路面結構第 4層底最大拉應力(MPa) 3.E-02第 5結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 13.69618實際路面結構第 5層底最大拉應力(MPa) .第 6結構層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 127.1239土基層頂面施工控制彎沉(0.01mm) 300.499滿足要求防凍厚度驗算1.干燥狀態(tài)：不進行防凍厚度的驗算。2.中濕狀態(tài)：根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范(JTG D50-2006)表5.2.4“最小防凍厚度”土質類型 ： 粉質土

15、路基干濕狀態(tài)：中濕狀態(tài)路面結構材料層：穩(wěn)定土類道路多年最大凍深：200cm路面最小防凍厚度：6070cm驗算結果表明，路面總厚度滿足防凍要求。3.潮濕狀態(tài)：根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范(JTG D50-2006)表5.2.4“最小防凍厚度”土質類型 ： 粉質土路基干濕狀態(tài)：潮濕狀態(tài)路面結構材料層：穩(wěn)定土類道路多年最大凍深：200cm路面最小防凍厚度：7090cm驗算結果表明，路面總厚度滿足防凍要求4.過濕狀態(tài)根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范(JTG D50-2006)表5.2.4“最小防凍厚度”土質類型 ： 粉質土路基干濕狀態(tài)：潮濕狀態(tài)路面結構材料層：穩(wěn)定土類道路多年最大凍深：200cm路面最小防凍厚度：

16、7090cm驗算結果表明，路面總厚度滿足防凍要求。6、根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范（JTG D50-2006）的建議值取定路面各結構層適宜厚度，設計瀝青混凝土路面方案如下，并按照上面方法進行驗算符合要求。路基狀況結構層厚度(cm)適用狀態(tài)干燥細粒式瀝青混凝土AC-10中粒式瀝青混凝土AC-16粗粒式瀝青混凝土AC-25水泥穩(wěn)定碎石(水泥用量5%)石灰粉煤灰碎石(石灰用量8%)級配碎石579201814高填路堤細粒式瀝青混凝土AC-10中粒式瀝青混凝土AC-16防或透水封層462橋梁中濕細粒式瀝青混凝土AC-10中粒式瀝青混凝土AC-16粗粒式瀝青混凝土AC-25水泥穩(wěn)定碎石(水泥用量5%)石灰粉煤灰碎石(石灰用量8