2017版公路沥青路面设计计算——胡威
2017沥青路面计算书
三长线新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于江西省,属于一级公路,起点桩号为K0+000,终点桩号为K44+086,设计使用年限为15.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为3855辆/日, 交通量年增长率为5.0%, 方向系数取55.0%, 车道系数取60.0%。
根据交通历史数据,按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC3类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式(A.4.2)计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为22,351,024, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为1,670,542,389。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为10,019,677,交通等级属于重交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为61MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tξ为23.8℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为25.4℃。
可靠度系数为1.28。
根据B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi)如表5所示。
(整理)沥青路面设计计算实例
沥青混凝土路面计算书一、轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。
1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 3)轴载换算:轴载换算的计算公式:N= 4.35121()ki i i PC C n P =∑2)累计当量轴次:根据设计规范,二级公路沥青路面的设计年限取15年,双车道的车道系数取0.6 累计当量轴次:()'111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=()151 5.4%1365×885.380.65.4%⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯ =4312242(次) 3)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次注:轴载小于50kN 的轴载作用不计验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式:N=8121()ki i i PC C n P =∑(2)累计当量轴次:()'111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦==()151 5.4%1365×505.650.65.4%⎡⎤+-⨯⎣⎦⨯=2462767.6(次) 二、结构组合与材料选取根据规范推荐结构,并考虑到公路沿途筑路材料较丰富,路面结构采用沥青混凝土(15cm ),基层采用二灰碎石(20cm ),基底层采用石灰土(厚度待定)。
二级公路面层采用三层式沥青面层,表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 (厚度3cm ), 中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 (厚度5cm ), 下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 (厚度7cm )。
三、各层材料的抗压模量与劈裂强度抗压模量取20℃的模量,各值均取规范给定范围的中值,因此得到20℃的抗压模量: 细粒式密级配沥青混凝土为 1400MPa , 中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa , 粗粒式密级配沥青混凝土为 1000MPa , 二灰碎石为 1500MPa , 石灰土为 550MPa 。
各层材料的劈裂强度:细粒式密级配沥青混凝土为 1.4MPa , 中粒式密级配沥青混凝土为 1.0MPa , 粗粒式密级配沥青混凝土为 0.8MPa , 二灰碎石为 0.5MPa , 石灰土为 0.225MPa 。
关于2017版沥青路面设计规范材料参数落地问题的建议
文章编号:1671-7619(2018)01-0020-06关于2017版沥青路面设计规范材料参数落地问题的建议罗立峰(华南理工大学广州学院,广州516139)摘要:‘公路沥青路面设计规范“(JTGD50-2017)于2017年9月1日开始施行,新规范在设计指标的选用上较原规范有较大调整㊂以我省高速公路典型结构为例,就第三条 改变了路面材料的设计参数,调整了相应测试和取值方法”在设计中所涉及的问题及处理方法提出一些意见建议㊂关键词:沥青路面;设计规范;路面材料;设计参数中图分类号:U416.217 文献标志码:A作者简介:罗立峰(1964.06-),博士,教授,从事教学科研,主要研究方向:路面工程,E-mail:rblfluo@㊂0 引言‘公路沥青路面设计规范“(JTGD50-2017)(下称‘规范“)于9月1日开始施行,新规范在设计指标的选用上较原规范有较大调整㊂主要变化有:(1)规范了轴载谱及交通参数的调查分析方法㊂(2)引入了温度调整系数和等效温度㊂(3)改变了路面材料的设计参数,调整了相应的测试和取值方法㊂(4)增加了沥青混合料层永久变形量㊁路基顶面竖向压应变和路面低温开裂设计指标,改进了沥青层和无机结合料稳定层疲劳开裂预估模型,取消了路表弯沉设计指标㊂(5)梳理了章节安排,突出了结构组合设计要求,规范了术语和符号㊂本文以我省高速公路典型结构为例,就第三条 改变了路面材料的设计参数,调整了相应的测试和取值方法”在设计中所涉及的问题及处理方法提出一些意见建议㊂1 设计参数水平的确定‘规范“5.1.3路面结构层材料参数确定可分为三个水平:(1)水平一,通过室内试验测试确定㊂(2)水平二,利用已有经验关系式确定㊂(3)水平三,参照典型数值确定㊂水平二和水平三都是利用已有的资料,区别在于一个是经验关系式一个是数值,但本质是一样的,都是利用已有的㊂因此就水平二和水平三来讲,路面结构层材料的参数确定可以前置㊂设计单位可以利用项目所在区域已有的经验关系式或经验值;若没有,省㊁市可以针对本地区的特点分区域㊁分类型㊁分等级等方式提前进行试验研究,形成经验关系式或经验数值供设计时采用㊂这种方式方便了设计,但针对性不强㊂水平一要求通过室内试验测试确定㊂这种方式针对性强,科学且合理,是最好的方式㊂‘规范“5.1.4高速公路和一级公路施工图设计阶段宜采用水平一,其他设计阶段可采用水平二或水平三;二级及二级以下公路可采用水平二或水平三㊂这里用了 宜”字㊂该字眼往上理解有 应该”适当”之意,往下理解有 建议”之意,字意上有宽度,有从 建议”过渡到 应该”之意㊂说明规范制定者已考虑实施时,新旧规范的过渡㊂2 高速公路典型结构为方便说明,本文选用了我省较为常见的高速公路半刚性基层沥青混凝土路面结构㊂具体结构见表1㊂根据‘规范“5.1.4高速公路和一级公路施工图设计阶段宜采用水平一,其他设计阶段可采用水平二或水平三;二级及二级以下公路可采用水平二或水平三㊂施工图设计阶段应该采用水平一㊂㊃02㊃2018年第1期 广东公路交通Guangdong Highway CommunicationsVol.44No.1Feb.2018表1 广东省高速公路典型结构层位材料名称厚度/mm20℃动态压缩模量/MPa水稳材料弯拉强度/MPa①中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-16C)4012000/②中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-20C)6011000/③粗粒式沥青混凝土(AC-25C)8010000/④水泥稳定级配碎石基层(4.5%~5.5%)360/1.6⑤低剂量水泥稳定级配碎石底基层(3%~4%)200/1.2⑥15cm级配碎石垫层150//土基E0≥50MPa 表1路面组合结构,根据‘规范“6之6.2.1,其设计指标应为表2㊂表2 广东省高速公路典型结构设计指标基层类型底基层类型设计指标无机结合料稳定层无机结合料稳定层(1)无机结合料稳定层层底拉应力;(2)沥青混合料层永久变形量㊂2.1 无机结合料稳定层层底拉应力根据‘规范“(B.2)之B.2.1无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命应根据路面结构分析得到的各无机结合料稳定层层底的拉应力,按式B.2.1-1计算㊂所涉及的参数:(1)各结构层模量㊂(2)无机结合料稳定类材料的弯拉强度㊂(3)疲劳开裂寿命(轴次)㊂涉及的试验项目有原材料检测㊁配合比的设计㊁强度试验㊁疲劳试验及弯拉强度试验等㊂几乎涵盖了水泥稳定级配碎石材料的全部试验㊂2.2 沥青混合料层永久变形量(1)各结构层模量㊂(2)车辙试验的厚度及第i分层沥青混合料在实验温度为60,压强为0.7MPa,加载次数为2520次时,车辙试验的永久变形量㊂(3)沥青混合料的动稳定度㊂涉及的试验项目有原材料检测㊁配合比的设计㊁强度试验㊁车辙试验等㊂几乎涵盖了沥青混合料的全部试验㊂3 试验检测及其内容采用室内试验(水平一)获取结果设计所需的材料参数,则需进行一系列试验㊂3.1 路面材料参数的变化新规范路面材料参数的选用上与老规范主要区别在沥青混合料的试验要求,主要有以下几点㊂3.1.1 沥青混合料动态压缩模量老规范规范采用15℃和20℃时的静态单轴压缩回弹模量作为表征沥青混合料劲度性质的参数㊂无论是试验方法还是参数指标,它都不能正确反映材料的基本性状,也不能得到合理的路面结构响应分析和设计结果㊂而沥青混合料的力学性质同加载时的温度和加载时间(或频率)有关,反映其应力-应变关系的动态压缩模量值具有温度和加载时间依赖性,故新‘规范“要求采用周期加载单轴压缩动态模量标准试验方法进行沥青混合料的动态压缩模量,具体试验方法采用‘公路工程沥青及沥青混合料试验规程“(JTG E20)动态压缩模量测试方法㊂路面结构计算时沥青层的参数采用动态压缩模量㊂3.1.2 沥青高温抗车辙性能指标高速公路和一级公路沥青混合料应在规定的试验条件下进行车辙试验,并应符合新‘规范“表5.5.7的要求㊂沥青混合料高温稳定性指标除了动稳定度外,本次增加了一个贯入强度指标,沥青混合料贯入强度采用‘公路沥青路面设计规范“(JTG D50-2017)附录F规定的单轴贯入试验方法测定㊂3.1.3 其他指标沥青水稳定要求本次未做大的调整要求;无机结合料稳定类材料7d无侧限抗压强度未做大的调整,无机结合料稳定层弹性模量采用经调整系数修正后的弹性模量㊂总而言之,路面材料参数由静态向动态转变,这种转变是设计的一大进步㊂将使得路面设计更㊃12㊃2018年第1期罗立峰:关于2017版沥青路面设计规范材料参数落地问题的建议总第154期加科学㊁合理㊁可靠㊂3.2 试验项目3.2.1原材料3.2.1.1 粗细集料及矿粉沥青混合料用粗集料可采用项目沿线的玄武岩㊁花岗岩及石灰岩石料,沥青混合料用细集料应采用石灰岩材质的机制砂,试验检测项目如表3所示㊂表3 沥青混合料试验检测项目序号试验项目目的有效性1粗集料玄武岩㊁石灰岩㊁花岗岩等压碎值抵抗压碎的能力不少于3组洛杉矶磨耗损失抵抗摩擦㊁撞击的能力不少于2组表观相对密度不少于2组粘附性粘附性不少于5个集料颗粒针片状颗粒含量形状和抗压碎能力不少于2组坚固性坚固性㊁安定性不少于1组0.075以下粉尘含量颗粒组成不少于2组吸水率吸水性不少于2组石料磨光值抗摩擦性不少于2组2细集料石灰岩表观相对密度不少于2组坚固性坚固性㊁安定性不少于1组砂当量粘性土或杂质的含量,洁净程度不少于2组棱角性抗流动变形性能不少于3组亚甲蓝值洁净程度不少于2组3矿粉视密度试验不少于2组含水量试验含水量不少于2组粒度范围颗粒级配不少于2组亲水系数试验亲水性不少于2组基层㊁底基层无机结合料稳定材料粗集料㊁细集料试验检测项目如表4㊂表4 基层㊁底基层无机结合料稳定材料粗集料㊁细集料试验检测项目序号试验项目目的有效性1粗集料压碎值抵抗压碎的能力不少于3组针片状颗粒含量形状和抗压碎能力不少于2组0.075以下粉尘含量颗粒组成不少于2组软石含量软石含量不少于2组2细集料颗粒分析颗粒组成不少于2组塑性指数塑性不少于2组有机质含量有机质含量不少于1组硫酸盐含量硫酸盐含量不少于1组3.2.1.2 沥青道路沥青及基质沥青采用A级道路石油沥青,标号为70,采用双控指标,各项指标应符合‘公路沥青路面施工技术规范“(JTG F40-2004)表4.2.1-2中1-4气候区的规定以及PG64-22的要求㊂上㊁下面层沥青采用SBS改性I-D型,改性剂剂量根据配比试验确定㊂改性沥青也采用双控指标,各项指标应符合‘公路沥青路面施工技术规范“(JTG F40-2004)表4.6.2中Ⅰ-D级的规定以及PG76-22的要求㊂具体试验指标如下表5㊂㊃22㊃2018年第1期 广东公路交通 总第154期表5 道路石油沥青及改性沥青试验指标序号试验项目目的有效性1国产或进口AH-70道路石油沥青针入度(25℃,5s,100g)软化点T(R&B)60℃动力粘度10℃延度15℃延度蜡含量闪点溶解度质量变化残留针入度比残留延度(10℃)温度敏感性不少于3组热融性不少于3组黏结性不少于2组拉伸延展性不少于3组蜡含量不少于3组安全性不少于2组蒸发残留物的溶解度不少于2组耐老化性能不少于2组2国产或进口AH-70SBSI-D改性沥青针入度(25℃,5s,100g)运动粘度135℃延度(15℃㊁5℃)软化点闪点溶解度弹性恢复25℃贮存稳定性离析,48h软化点差粘附性掺入抗剥落剂的粘附性温度敏感性不少于3组黏结性不少于2组拉伸延展性不少于3组热融性不少于3组安全性不少于2组蒸发残留物的溶解度不少于2组弹塑性不少于3组储存稳定性不少于2组抗水剥离能力不少于5个集料颗粒3.2.2 沥青混合料GAC-16(上面层)㊁GAC-20(中面层)均采用SBS(I-D)改性沥青和GAC-25(下面层)㊂表6 各面层混合料试验指标序号试验项目目的有效性1改性沥青混合料GAC-16C 改性沥青混合料目标配合比设计(含密度㊁稳定度㊁流值㊁空隙率㊁矿料间隙率㊁饱和度)检验混合料的体积特性㊁施工和易性与均匀性不少于3组20℃动态压缩模量(加载频率10Hz)抗压回弹性不少于3组劈裂试验低温抗裂性不少于3组劈裂冻融试验水稳定性不少于3组车辙试验高温稳定性不少于3组浸水马歇尔残留稳定度水稳定性不少于3组沥青混合料单轴贯入强度高温稳定性不少于4组渗水试验密水透水性不少于3组表面构造深度抗滑性不少于3组㊃32㊃2018年第1期罗立峰:关于2017版沥青路面设计规范材料参数落地问题的建议总第154期续表62改性沥青混合料GAC-20C 改性沥青混合料目标配合比设计检验混合料的体积特性㊁施工和易性与均匀性不少于3组20℃动态压缩模量(加载频率10Hz)抗压回弹性不少于3组劈裂试验低温抗裂性不少于3组劈裂冻融试验水稳定性不少于3组车辙试验高温稳定性不少于3组浸水马歇尔残留稳定度水稳定性不少于3组沥青混合料单轴贯入强度高温稳定性不少于4组渗水试验密水透水性不少于3组3普通沥青混合料GAC-25C 沥青混合料目标配合比设计检验混合料的体积特性㊁施工和易性与均匀性不少于3组20℃动态压缩模量(加载频率10Hz)抗压回弹性不少于3组劈裂试验低温抗裂性不少于3组劈裂冻融试验水稳定性不少于3组车辙试验高温稳定性不少于3组浸水马歇尔残留稳定度水稳定性不少于3组沥青混合料单轴贯入强度高温稳定性不少于4组渗水试验密水透水性不少于3组3.2.3 水泥稳定类材料基层推荐采用4.5%~5.5%水泥稳定级配碎石,要求7d无侧限抗压强度在4~6MPa,压实度≥98%;底基层推荐采用3%~4%水泥稳定级配碎石,要求7d无侧限抗压强度在2.5~4.5MPa,压实度≥97%㊂表7 基层、底基层试验指标序号试验项目目的有效性1无机结合料基层重型击实密实性不少于9-13个样本7d无侧限抗压强度抗压强度不少于9-13个样本弯拉强度(90d)弯拉疲劳性不少于9-13个样本弯拉回弹模量(90d)弯拉变形性不少于9-13个样本2无机结合料底基层重型击实密实性不少于9-13个样本7d无侧限抗压强度抗压强度不少于9-13个样本弯拉强度(90d)弯拉疲劳性不少于9-13个样本弯拉回弹模量(90d)弯拉变形性不少于9-13个样本4 可行性分析要满足水平一必须具备以下几个条件: (1)设计单位的试验条件和试验水平需达到或满足水平一的要求;(2)工程项目沿线具备提供或加工路面用规格和质量要求的原材料;(3)设计单位有较为合理的设计周期㊂预计完成材料参数的试验时间在5个月以上㊂对于条件(1),目前各设计单位大多不具备,解决的办法是委托具有试验能力的科研院所完㊃42㊃2018年第1期 广东公路交通 总第154期成;对于条件(2),具体情况具体分析㊂对于已建项目和大中修项目应该没问题㊂对于新建高速公路路面设计(目前我省大多为山区高速公路),由于此时施工单位还未进场,大多数原材料还未确定,有的只是个意向㊂另外,路面用材要求的加工工艺和质量均较高,在此阶段,大部分石场无法提供规格和质量符合路面要求的原材料,因此无法进行相应的试验;退一步讲,即使做了,其结果在用于指导施工时仍要大打折扣,以致无法使用㊂对于条件(3),设计周期的问题㊂估计随着高速公路任务的减少,设计周期要求的放松,是可以实现的㊂当然也可以通过调整设计组织,最好一开始就进入路面设计㊂5 建议为更好地落实‘规范“要求,尽快从旧规范过渡到新‘规范“,实现新旧规范的顺利对接,根据以上分析,结合我省实际情况,提出以下建议㊂(1)将施工图路面设计分为一阶段设计和两阶段设计㊂一阶段设计指在路面施工图设计时,直接采用水平一㊂两阶段设计指施工图设计分前期和后期㊂前期采用水平二㊁三;后期采用水平一㊂前期指招标前;后期指招标完成,施工单位进场后㊂(2)对扩建和大中修项目,采用一阶段施工图设计,直接采用水平一㊂(3)对新建高速,可采用两阶段路面施工图设计㊂即由水平三,水平二,过渡到水平一㊂(4)关于新建高速公路项目路面施工图具体选用一阶段路面施工图设计还是两阶段路面施工图设计,建议根据项目的具体情况,在初步设计批复后,由施工图审查单位明确㊂(5)由于目前我省还未建立水平二经验关系和水平三典型数值数据库,建议由交通主管部门统筹,各新建项目出资,委托具有相应试验能力的单位,根据我省的情况,建立相应的数据库,供今后设计单位设计时选用㊂参考文献:[1]公路沥青路面设计规范JTG D50 2017[S].北京:人民交通出版社,2017.[2]公路沥青路面设计规范JTG D50 2006[S].北京:人民交通出版社,2006.[3]公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E20 2011[S].北京:人民交通出版社,2017.[4]公路沥青路面施工技术规范JTG F40 2004[S].北京:人民交通出版社,2004.(收稿日期:2018-02-10)Proposal on Execution of Material Parameters of2017Version Asphalt Pavement Design SpecificationsLUO Lifeng(Guangzhou School,South China University of Technology,Guangzhou516139) Abstract:The Code for Design of Highway Asphalt Pavement(JTGD50-2017)came into effect on September1,2017. The new code has a larger adjustment than the original specifications in the selection of design indexes.Taking the typical structure of expressway in our Province as an example,some suggestions on the third"changing the design parameters of pavement materials and adjusting the corresponding test and value method"in the design of the problems involved and the handling methods have been put forward.Key words:asphalt pavement;design specifications;pavement materials;design parameters㊃52㊃2018年第1期罗立峰:关于2017版沥青路面设计规范材料参数落地问题的建议总第154期。
JTG D50-2017(公路沥青路面设计规范 )PPT幻灯片课件
某层类型
无机结合料稳定类基层、水 泥混合凝上基层和底基层为 无机结合料稳定类的沥青混
合料基层
沥青混合料层容许永久变形量
高速、一级公路
二级、三级公路
15
20
其他基层
10
15
14
3.路基顶面竖向压应变应小于附录B4的容许值; 4.按照附录B5计算的沥青面层低温开裂指数不大于表3.0.6-2;
表3.0.6-2 低温开裂指数要求
沥青表面处治
中等、轻交通荷载等级的表面层 17
4.5.4 不同粒径的沥青厚度符合表4.5.4的规定
连续级配沥青混合料和沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)的结 构层小厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5倍; 开级配沥青混合料厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.0倍。
表4.5.4 不同粒径沥青混合料的最小层厚(mm)
三级公路 80 0.84
四级公路 70 0.52
表3.0.2 路面结构设计使用年限(年)
公路等级
设计使用年限
公路等级
设计使用年限
高速公路
15
三级公路
10
二级公路
12
四级公路
8
3.0.3 设计轴重100kN,单轴,双轮组(与老规范同),技术参数 表3.0.3设计轴承的参数
设计轴载(kN) 轮胎接地压强(MPa) 单轮接地当量圆直径(mm) 两轮中心距(mm)
2.1.16 路基平衡湿度 公路通车后,路基湿度在地下水、大气降雨与蒸发 等因素作用下达到平衡状态,湿度相对稳定,此时 的路基湿度定义为路基平衡湿度。
2.1.17 裂缝指数 表征横向裂缝密集程度的指标,反映沥青层低温开 裂程度。(DTT直接拉伸试验)
5
二、符号说明(15个符号)
《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2017培训讲义
1.5~2.0 0.9~1.5 0.6~1.0
18 000~28 000 14 000~20 000
5 000~7 000
石灰土
0.3~0.7
3 000~5 000
注:结合料用量高、材料性能好、级配好或压实度大时取高值,反之取低值
结构验算时,无机结合料的弹性模量应乘以结构层模 量调整系数0.5。
公路等级
设计使用年限
公路等级
设计使用年限
高速公路
15
三级公路
10
二级公路
12
四级公路
8
3.0.3 设计轴重100kN,单轴,双轮组(与老规范同),技术参数 表3.0.3设计轴承的参数
设计轴载(kN) 轮胎接地压强(MPa) 单轮接地当量圆直径(mm) 两轮中心距(mm)
100
0.70
213.0
319.5
表4.5.2面层材料的交通荷载等级和层位
材料类型
适用交通荷载等级和层位
连续级配沥青混合料
各交通荷载等级的表面层、中面层和下面层
沥青玛蹄脂碎石混合料
极重、特重和重交通荷载等级的表面层、 对抗滑有特殊要求的表面层
厂拌热再生沥青混合料
各交通荷载等级的表面层、中面层和下面层
上拌下贯沥青碎石
中等、轻交通荷载等级的面层
2.1.16 路基平衡湿度 公路通车后,路基湿度在地下水、大气降雨与蒸发 等因素作用下达到平衡状态,湿度相对稳定,此时 的路基湿度定义为路基平衡湿度。
2.1.17 裂缝指数 表征横向裂缝密集程度的指标,反映沥青层低温开 裂程度。(DTT直接拉伸试验)
二、符号说明(15个符号)
R — 沥青混合料的抗剪强度,分析沥青层永久变形, 用贯入法测定。
2017版沥青路面结构计算书
新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区,属于二级公路,设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为12.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取70.0%。
根据交通历史数据,按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式(A.4.2)计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710,交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tξ为20.1℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。
可靠度系数为1.04。
根据B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi)如表5所示。
利用弹性层状体系理论,分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力(Pi)。
2017版沥青路面结构计算书
新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区,属于二级公路,设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为12.0年,根据交通量OD调查分析,断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取70.0%。
根据交通历史数据,按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例,如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)根据表6.2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式(A.4.2)计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710,交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tξ为20.1℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。
可靠度系数为1.04。
根据B.3.1条规定的分层方法,将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi)如表5所示。
利用弹性层状体系理论,分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力(Pi)。
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总二级公路计算书
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总(1/5)—1新建二级公路计算书吴祖德(常州市市政工程设计研究院有限公司)内容提要配合《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)和已发行的《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)的有关内容,东南大学编制了《公路路面设计程序系统》(HPDS2017),本文仅对其中公路沥青混凝土路面设计的实例计算进行详细汇总,供设计人员参考。
关键词公路沥青混凝土路面设计实例计算汇总0 前言《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)的设计方法与前规范有很大不同,为使设计人员较快掌握与之配套的《公路路面设计程序系统》(HPDS2017),特编本实例计算详细汇总。
1 新建二级公路计算书(1)新建二级公路计算书:一、交通量计算公路等级二级公路目标可靠指标 1.04初始年大型客车和货车双向年平均日交通量(辆/日)900路面设计使用年限(年)12通车至首次针对车辙维修的期限(年)12交通量年平均增长率 5.5 %方向系数.55车道系数 1整体式货车比例45 %半挂式货车比例25 %车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类满载车比例.1 .41 .12 0 .38 .59 .32 .47 .41 .42初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量(辆/日)495设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆)2960466路面设计交通荷载等级为轻交通荷载等级当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为7500888当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 5.4079E+08当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为7500888当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 1.27154E+07二、路面结构设计与验算路面结构的层数: 5设计轴载: 100 kN路面设计层层位: 4设计层起始厚度: 200 (mm)层位结构层材料名称厚度模量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验(mm) (MPa) 料弯拉强度( MPa) 永久变形量( mm )1 细粒式沥青混凝土40 9500 .25 1.52 中粒式沥青混凝土50 9000 .25 2.53 中粒式沥青混凝土50 9000 .25 2.54 级配碎石? 600 .355 级配碎石200 250 .356 新建路基40 .4------沥青混合料层疲劳开裂验算------设计层厚度H( 4 )= 200 mm季节性冻土地区调整系数KA= 1疲劳加载模式系数KB= .792温度调整系数KT1= 1.248沥青混合料的沥青饱和度VFA= 70 %沥青混合料层层底拉应变ε= 99.4 ×10-6沥青混合料层疲劳开裂寿命NF1= 1.267814E+07 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB1= 7500888 轴次沥青混合料层疲劳开裂验算已满足设计要求.------路基顶面竖向压应变验算------设计层厚度H( 4 )= 250 mm温度调整系数KT3= 1.106设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB4= 1.27154E+07 轴次路基顶面竖向压应变ε= 304 ×10-6路基顶面容许竖向压应变EZR= 310 ×10-6路基顶面竖向压应变验算已满足设计要求.------沥青混合料层永久变形量验算------沥青混合料层永久变形等效温度TPEF= 24.2 ℃通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB3= 7500888 轴次沥青混合料层永久变形验算分层数N= 6第1 分层沥青混合料永久变形量RAI( 1 )= .53 mm第2 分层沥青混合料永久变形量RAI( 2 )= 1.06 mm第3 分层沥青混合料永久变形量RAI( 3 )= 1.37 mm第4 分层沥青混合料永久变形量RAI( 4 )= .95 mm第5 分层沥青混合料永久变形量RAI( 5 )= .53 mm第6 分层沥青混合料永久变形量RAI( 6 )= .57 mm沥青混合料层永久变形量RA= 5.01 mm沥青混合料层容许永久变形量RAR= 15 mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139 次/mm第2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm第3 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下:----------------------------------------细粒式沥青混凝土40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土50 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土50 mm----------------------------------------级配碎石250 mm----------------------------------------级配碎石200 mm----------------------------------------新建路基计算设计路面结构的验收弯沉值:干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数KAT= .8路基顶面验收弯沉值LG= 373.5 (0.01mm)路表验收弯沉值LA= 44.6 (0.01mm)(2)新建二级公路的输入数据文件:2 1 2 1.0412 12 900 .55 1 5.5 45 25.1 .41 .12 0 .38 .59 .32 .47 .41 .425 4 200 10.801030103细粒式沥青混凝土40 9500 .25 0 1.501020102中粒式沥青混凝土50 9000 .25 0 2.501020102中粒式沥青混凝土50 9000 .25 0 2.510021002级配碎石200 600 .35 0 010021002级配碎石200 250 .35 0 040 .41 1.3 1.3 1.2 22 70(3)新建二级公路数据输入软件界面的全过程1)沥青路面设计与验算程序(HAPDS)主窗口2)交通参数输入窗口3)沥青路面结构的参数输入窗口4)路面结构验算公共参数输入窗口5)显示的数据文件(输入的数据文件)6)设计计算的成果文件(新建二级公路.txt,中间文件)7)您还打算进行修改吗?(界面)8)路面厚度修改窗口9)公路路面设计与验算已完成(界面)10)查看的文件名(经修改后的新建二级公路.txt,最终的设计计算书)。
2017规范两种路面加铺沥青计算书
水泥路面直接加铺沥青和水泥路面碎石化后加铺沥青路面结构计算书本文档根据最新规范《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)和《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2012)利用2017计算软件,计算了两种水泥混凝土路面不同加铺方式:(1)碎石化把碎石化层作为粒料基层按照沥青路面计算路面结构。
(2)保留水泥路面直接加铺,按照水泥混凝土相关规范计算路面结构。
一、水泥路面碎石化后加铺沥青(1)交通量计算表1.1 实测交通量(辆/日)公路等级:二级公路目标可靠指标:1.04初始年大型客车和货车双向年平均日交通量(辆/日):1001路面设计使用年限(年):12通车至首次针对车辙维修的期限(年):12交通量年平均增长率:8.5%方向系数:0.55车道系数:1整体式货车比例:73%半挂式货车比例:27%表1.2非满载车与满载车所占比例(%)初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量(辆/日):550设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆):3924511根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)规范表3.0.4,路面设计交通荷载等级为:轻交通荷载等级。
表1.3 设计交通荷载等级(规范表3.0.4)注:大型客车和货车为规范规定的2~11类车。
当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为:7588457当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为:7.377117×108当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为:7588457当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为:1.325065×107(2)路面结构设计与验算路面结构的层数:6设计轴载: 100kN路面设计层层位: 3设计层起始厚度: 300 (mm)加铺层最下层位: 3表1.4 路面结构参数表1)第 3 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算设计层厚度 H(3)=300 mm季节性冻土地区调整系数 KA=1温度调整系数 KT2=1.275现场综合修正系数 KC=-0.946第 3 层层底拉应力σ=0.282 MPa第 3 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=1.747613×109轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2= 7.377117×108轴次第 3 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求。
沥青路面设计规范2017_条文解读
设计准则
沥青混合料层疲劳开裂破坏 无机结合料稳定层疲劳开裂破坏 沥青混合料层永久变形量 路基顶面竖向压应变 季节性冻土地区路面低温开裂
原有 新增
使用性能设计指标要求
1.疲劳开裂寿命 沥青混合料层、无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命不应小于按 附录A确定的设计使用年限内的当量设计轴载累计作用次数。
2.永久变形量
改性沥青应力吸收层:橡胶沥青。
粒料类基层和无机结合料稳定类基层顶面:宜设透层。 透层沥青:良好渗透性,可采用稀释沥青或乳化沥青。
路肩
路肩结构组合和材料选用:与行车道路面相协调,不影响路面 结构中水的排出。 极重、特重和重交通荷载等级公路及冻土地区,硬路肩基层、 底基层材料和厚度:与行车道路面相同。 三级和四级公路硬路肩:可采用沥青结合料类材料或粒料。
JTG D50-2017沥青路面设计规范
条文解读
Haiwaii
2017
内容
1、设计标准 2、结构组合设计 3、材料性质要求与设计参数 4、路面结构验算 5、改建设计 6、桥面铺装设计
1 设计标准
目标可靠度及目标可靠指标 设计使用年限 设计轴载与设计轴载累计作用次数 设计交通荷载等级 设计准则 使用性能设计指标要求 交工验收抗滑指标要求
一般规定
路面结构组合设计:考虑路面结构力学特性、功能特性、长期 性能衰变规律、损坏特点,遵循路基-路面综合设计理念。 保证路面结构安全、耐久、全寿命周期经济合理
路面结构层:面层、基层、底基层、功能层(如必要),其中, 面层:表面层、中面层、下面层。
垫层不属于路面结构层。
使用年限内要求:面层没有疲劳结构破坏,表面功能可修复。 层间结合:黏层、封层、透层。 路面结构防水、排水:阻止降水渗入路面结构层。
(JTGD50-2017)最新公路沥青路面设计规范
目录
一、术语 二、符号 三、设计标准 四、结构组合设计 五、材料性质要求和设计参数 六、路面结构验算 七、改建设计 八、桥面铺装设计
一、术语解释(2.1。11~2。1.17)
2。1。11 结构的设计期(设计基准期) 在预计的累计当量轴次和环境条件作用下,路面 不发生结构性破坏的时间长度。与工程结构可靠 度设计中的“设计基准期”同
5.3 粒料类材料
粒料类在最佳含水率与压实要求的干密度条件下, 试验水平1按附录D采用重复加载三轴压缩试验测定, 取其均值。在进行结构验算时,比值还应乘以湿度调 整系数1.6~2.0。
在水平三,可取表5。3.8的值 表5.3。8 粒料回弹模量取值范围(MPa)
材料类型和层次
级配碎石基层 级配碎石底基层 级配砾石基层 级配砾石底基层 未筛分碎石层
表4.5。2 面层材料的交通荷载等级和层位
材料类型 连续级配沥青混合料
适用交通荷载等级和层位 各交通荷载等级的表面层、中面层和下面层
沥青玛蹄脂碎石混合料
极重、特重和重交通荷载等级的表面层、 对抗滑有特殊要求的表面层
厂拌热再生沥青混合料 上拌下贯沥青碎石 沥青表面处治
各交通荷载等级的表面层、中面层和下面层 中等、轻交通荷载等级的面层 中等、轻交通荷载等级的表面层
公路等级
高速公路、一 级公路
二级及二级以 下公路
高速公路、一 级公路
二级及二级以 下公路
二级及二级以 下公路
高速公路、一 级公路
二级及二级以 下公路
极重、特重 交通 ≥1.1 ≥0.9 ≥0。8 ≥0.7 — — —
重交通 ≥1.0 ≥0.8 ≥0。7 ≥0.6 — —
《公路沥青路面设计规范》(JTG-D50-2017)宣贯
材料类型
适用交通荷载等级和层位
连续级配沥青混合料
各交通荷载等级的表面层、中面层和下面层
沥青玛蹄脂碎石混合料
极重、特重和重交通荷载等级的表面层、 对抗滑有特殊要求的表面层
厂拌热再生沥青混合料
各交通荷载等级的表面层、中面层和下面层
上拌下贯沥青碎石
中等、轻交通荷载等级的面层
公路等级 高速、一级公路
低温开裂指数CI ,不大于
3
二级公路 5
三级、四级公路 7
3.0.7 对于高速公路、一级公路等提出抗滑技术指标 横向力系数SFC60,测试标准车60km/h; TD—铺砂法构造深度(mm),与旧规范一样
15
四、结构组合设计
16
注意以下几点
4.4.5 基层和底基层厚度,突出了集料公称最大粒径的关系 4.5.2 面层材料类型适用的交通荷载等级与层位,表4.5.2。
100
0.70
213.0
319.5
11
3.0.4 设计交通荷载等级
表3.0.4 设计交通荷载等级
设计交通荷载等级
极重 特重 重 中等 轻
设计使用年限内设计车道累
计大型客车和货车交通量 ≥50.0 50.0-19.0 19.0-8.0 8.0-4.0 <4.0
(×106,辆)
注:大型客车和货车为本规范附录A中表A.1.2所列的2类~11类车。
沥青混合料类型
连续级配沥青混合料 沥青玛蹄脂碎石 开级配沥青混合料
以下集料公称最大粒径沥青混合料的厚度 (mm),不小于
4.75 9.5 13.2 16.0 19.0 26.5
15
25 35 40 50 75
《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)宣贯
-37.0~-21.5
-21.5~-9.0
>-9.0
验
年极端最低气温(℃) 及气候分区
1.冬严寒区
2.冬寒区
3.冬冷区
方 4.冬温区 法
1-1 2-1 1-2 2-2 3-2 1-3 2-3 1-4 2-4
普通沥青混合料,不小 于
改性沥青混合料,不小 于
2600 3000
2300 2800
2000
T
某层类型
无机结合料稳定类基层、水 泥混合凝上基层和底基层为 无机结合料稳定类的沥青混
合料基层
沥青混合料层容许永久变形量
高速、一级公路
二级、三级公路
15
20
其他基层
10
15
3.路基顶面竖向压应变应小于附录B4的容许值; 4.按照附录B5计算的沥青面层低温开裂指数不大于表3.0.6-2;
表3.0.6-2 低温开裂指数要求
沥青混合料类型
连续级配沥青混合料 沥青玛蹄脂碎石 开级配沥青混合料
以下集料公称最大粒径沥青混合料的厚度 (mm),不小于
4.75 9.5 13.2 16.0 19.0 26.5
15
25 35 40 50 75
-
30 40 50 60 -
-
20 25
30
-
-
4.6 功能层:粘层、封层、透层、隔离层、防水(排水) 层、防裂层、取消了老规范中的垫层!
注意: is 权重,涉及到各层剪应力计算!
5.2.2 路基顶面回弹模量(MPa)
表5.2.2 路基顶面回弹模量(MPa)
交通荷载等级
极重
特重
重
中等、轻
回弹模量,不小于
70
公路工程路基路面压实施工技术措施 胡威
公路工程路基路面压实施工技术措施胡威发表时间:2018-04-09T10:41:48.720Z 来源:《基层建设》2017年第36期作者:胡威[导读] 摘要:随着社会的不断发展,给我国公路建设带来了新的发展机遇与挑战。
中交一公局第三工程有限公司北京 100000摘要:随着社会的不断发展,给我国公路建设带来了新的发展机遇与挑战。
近年来公路运输行业迅速发展,对公路建设质量要求日益提升,保证公路工程安全与质量,是当今公路建设所面临的基本问题。
路基路面压实工作作为公路建设的重要内容,提高对路基路面压实工作的重视,确保施工内容符合质量要求,促进公路建设的整体发展,加快城市化进程。
路基路面压实施工技术作为公路工程重要内容,提升路基路面压实施工技术,保证路面施工质量,促进城市化发展。
关键词:路基路面;压实工作;施工技术引言现阶段,公路工程路面路基压实施工技术的实施,需要借助现代化的施工设备展开对公路路基的建设。
对于公路工程路面路基压实施工技术的应用,需要做好施工前的准备工作,这有利于保证公路路面路基压实施工的整体质量。
因此,公路工程路面路基压实施工技术的有效把控,可以确保公路路面的建设质量符合施工的要求,这有效优化了交通的基础建设,满足我国社会经济的发展需要。
1 公路路基路面压实施工技术的影响因素1.1 材料的含水量在压实过程中,路基土或路面结构层材料的含水量,对所能达到的密实度起着决定性的作用。
土的内摩阻力和粘结力是随密实度而增加的。
土的含水量较小时,土颗粒间的内摩阻力大,压实到一定密度后,某一压实功不能再克服土的抗力,压实所得的干容重小。
当土的含水量逐渐增加时,水在颗粒间起润滑作用,使土的内摩阻力减小,因此同样的压实功可以得到较大的干容重。
由于其施工需要根据路面的结构层及路基土里的含水量,而路面密实度的增加,容易影响路基土的黏结力与内摩阻力,其中内摩的阻力会根据含水量的高低进行相应变化,加上水的润滑力作用,含水量的增加会降低内摩阻力,越少的含水量会导致压实后干容量的相应降低,但是水没有压缩性,它在公路工程施工过程中一定量的体积含水量的比例就会下降,而固体的比例相应上升。
2-2.沥青路面设计规范2017-条文解读
岩石或填石路基顶面:设置整平层(200~300mm)。 路床要求:干燥或中湿状态,防止地表水或地下水侵入。
基层和底基层
基层和底基层要求:足够的承载力,抗疲劳开裂性能,足够的 耐久性和水稳定性,足够的抗永久变形能力(沥青结合料类和 粒料类基层)。 基层和底基层材料类型选用:参照表4.4.2。
再生沥青混合料和再生无机结合料稳定材料:可用于各交通荷 载等级的基层和底基层。厂拌热再生沥青混合料:宜用于极重、 特重和重交通荷载等级的基层。
沥青贯入式碎石层厚度:40~80mm。乳化沥青贯入式路面的厚 度:≤50mm。上拌下贯式路面的拌和厚度:≥25mm。
沥青表处:可分为单层、双层和三层。单层表处厚度: 10~15mm。双层表处厚度:15~25mm。三层表处厚度: 25~30mm。
功能层
季节性冻土地区路面厚度不满足防冻要求时:增设防冻层。 防冻层材料:粗砂、砂砾、碎石等。
设计使用年限内预期的交通荷载参数:按附录A进行调查和分 析,并确定相应的交通荷载等级。 加铺层以及经处治后的既有路面结构在设计使用年限内的使用 性能要求:符合规范规定。
既有路面破坏不严重且结构性能较好时既有路面结构层和加铺 层结构验算:
既有路面破坏严重或结构性能不足时加铺层结构验算:
再生材料设计参数确定:实测或依据工程经验。
无机结合料稳定类材料
无机结合料稳定类材料公称最大粒径要求:
水泥稳定类材料水泥剂量要求:
贫混凝土材料要求:
无机结合料稳定类材料7d无侧限抗压强度要求:
无机结合料稳定类材料弯拉强度和弹性模量确定:
无机结合料稳定类结构层验算时弹性模量修正:
冻土地区,高速和一级路石灰粉煤灰类基层抗冻性能试验:
一般规定
路面结构组合设计:考虑路面结构力学特性、功能特性、长期 性能衰变规律、损坏特点,遵循路基-路面综合设计理念。 保证路面结构安全、耐久、全寿命周期经济合理
沥青路面设计规范2017_修订简介
谢谢!
4.采用多指标设计准则。
增加了沥青混合料永久变形,路基顶面竖向压应变,路面低温 开裂指数等指标。取消了路表弯沉设计指标。补充了防冻厚度 验算及修订了设计路面结构的验收弯沉值。更好地控制路面结 构的性能。
沥青混合料层疲劳开裂破坏 无机结合料稳定层疲劳开裂破坏 沥青混合料层永久变形量
路基顶面竖向压应变 季节性冻土地区路面低温开裂 防冻厚度、设计路面结构的验收弯沉值
——改进了沥青混合料层疲劳开裂预估模型。
——改进了无机结合料稳定层疲劳开裂预估模型。
——增加了沥青混合料永久变形。
——增加了路基顶面竖向压应变。
——增加了路面低温开裂指数等指标。
——补充了防冻厚度验算。
——修订了设计路面结构的验收弯沉值。
5.交通荷载分级
鉴于我国道路的交通荷载现状(超载),增补了极重交通荷载 等级,按交通量(辆)分级,避免因设计指标不同而轴载作用 次数不一样的麻烦。
容许弯沉: lR N110f..20A1A2 (mm
道路等级系数A2
——1997版
以设计弯沉取代容许弯沉 补充弯沉调查,修正设计弯沉指标值 半刚性材料模量提高(1~2)倍 以劈裂强度替代弯拉强度
设计弯沉=容许弯沉/1.2
设计弯沉:
ld
6.0 N0f.2
A1A2A3
(mm
基层类型系数A3
附录A:半刚性基层材料振动法试件成型方法和抗冻性试验方法 附录B:气候区有关资料 附录C:沥青混合料矿料级配与沥青贯入式、沥青表面处治材料规格和用 量 附录D:无结合料材料的级配组成 附录E:材料设计参数参考资料 附录F:查表法估计土基回弹模量参考值
JTG D50 2017
1、 总则 2、 术语 3、 设计标准 4、 结构组合设计 5、 材料性质要求和设计参数 6、 路面结构验算 7、 改建设计 8、 桥面铺装设计
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0.0
0.0
132.8
660.3
164.5
302.1
241.1
1410.1
171.2
388.0
330.2
697.4
0.0
0.0
5479.9
3.7889967E+07
无机结合料稳定层层底拉应力
非满载车
满载车
209.2
2621.6
637.2
9829.6
11.8
2909.9
0.0
0.0
1042.0
疲劳试验回归系数b 12.52
kb 0.605 0.595 0.595
N f1
2.4563333E+08 1.4874454E+08 8.7655525E+08
计算结果
通过 通过 通过
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现场综合修正系数:
无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命:
非满载车
满载车
路基顶面竖向压应变
非满载车
满载车
2类
0.8
2.8
0.5
35.5
0.6
2.9
3类
0.4
4.1
1.3
314.2
0.4
5.6
4类
0.7
4.2
0.3
137.6
0.9
8.8
5类
0.6
6.3
0.6
72.9
0.7
12.4
6类
1.3
7.9
10.2
1505.7
1.6
17.1
7类
1.4
6.0
7.8
553.0
70
无机结合料弯拉强度R s
1.5
季节性冻土地区调整系数k a 1
50
0.4
沥青混合料层疲劳开裂 K T1
0.924
无机结合料稳定层疲劳开裂 K T2 1.378
路基顶面竖向压应变 K T3
1.077
沥青混合料层厚度(mm)
180
四、沥青混合料层疲劳开裂验算 疲劳加载模式系数Kb:
沥青混合料层疲劳开裂寿命Nf1 :
根据表6.2.1设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据表A.3.1-3,可 得在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数,如下表所示。
4、车辆当量设计轴载换算系数
设计指标
沥青混合料层永久变形量 沥青混合料层层底拉应变
车辆类型 非满载车
满载车
无机结合料稳定层层底拉应力
1、标准轴载累计作用次数
基本参数取值
目标可靠指标β
1.28
路面设计使用年限 15
整体式货车比例(%) 12.5
半挂式货车比例(%) 11.5
公路TTC分类标准 TTC2
方向系数DDF 0.55 车道系数LDF 0.75 大型客车和货车交通量 5425 辆/日 增长率(%) 3.3
初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量(辆/日) 2238
沥青混合料层永久变形量RA= 13.81 mm , 沥青混合料层容许永久变形量RAR=
沥青混合料层永久变形量 满足 规范要求。
Zi
R ai
10 0.3909
17.5 1.4472
32.5 2.2492
50 3.2376
70 2.7355
90 2.0834
140 1.6668 15 mm ;
永久 变形量
3、非满载车与满载车所占比例(%)
根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析,得到各类车型非满载与满载比例。
车辆类型
2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类
非满载车比例 85
94
65
77
55
70
45
60
58
67
满载车比例 15
6
35 23 45 30 55 40 42 33
设计参数
基层材料
kc
a
b
σt
C1
C2
C3
ha
上基层 -1.2389 13.24 12.52 0.0486 14 -0.0076 -1.47 180
下基层 -1.4112 13.24 12.52 0.0082 14 -0.0076 -1.47 180
hb
N f2
计算 结果
360 5.3290243E+10 通过
13.81
六、路基顶面竖向压应变验算 路基顶面容许竖向压应变(10-6):
= 209.13 满足要求
七、设计路面结构的验收弯沉值
标准状态下路基动态回弹模量要求值MR
路基顶面验收弯沉值(0.01mm):l g=176pr /E0 =
路表验收弯沉值(0.01mm):
=
八、沥青面层低温开裂指数验算
路面低温设计温度 T (℃) 14
AC-20 0.5845 20 3200 180 29.38 2.2136 6.2182 -4.1500 0.6584
AC-20 0.5845 20 3200 180 29.38 2.2136 4.7359 -4.1500 0.6584
AC -25 0.3551 80 2500 180 29.38 2.6573 1.935 -4.1500 0.6584
1.9
11.7
8类
1.4
6.7
16.4
713.5
1.8
12.5
9类
1.5
5.1
0.7
204.3
2.8
12.5
10类
2.4
7.0
37.8
426.8
3.7
13.3
11类
1.5
12.1
2.5
985.4
1.6
20.8
根据《公路沥青路面设计规范2017》中A.4.1确定初始年设计车道日平均当量轴次N1及设计使用年限内设计车 道上的当量设计轴载累计作用次数Ne
构6
水泥稳定碎石
厚度(mm) 40 60 80 180 180 180
模量(Mpa) 11000 10000 10000 11500 11500 10000
泊松比 弯拉强度(Mpa)
0.25
0.25
0.25
0.25
1.8
0.25
1.8
0.25
1.6
7
新建路基
路基顶面回弹模量E 0
50 Mpa
沥青混合料饱和度VFA
5、当量设计轴载累计作用次数及交通等级
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设计指标
车辆类型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类 N1 Ne
沥青混合料层永久变形量 沥青混合料层层底拉应变
非满载车
满载车
334.8
206.8
196.1
128.3
27.5
设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆) 1.5473073E+07
路面设计交通荷载等级为 重交通 荷载等级
2、车辆类型分布系数(%)
车辆类型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类
TTC2
22.0 23.3 2.7 0.0 8.3 7.5 17.1 8.5 10.6 0.0
沥青路面结构计算
一、工程概况 本项目位置 广东佛山
道路等级 一级公路
初始年大型客车和货车双向年平均日交通量5425(辆/日) 交通量年增长率 3.25% ,方向系数 55% ,车道系数75% 。 按表A.2.6-1确定该设计道路为TTC2类,根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表所示。
二、交通量计算
125849.9
916.4
27844.0
2824.1
150167.7
79.9
15544.3
5200.6
42521.0
0.0
0.0
388209.0
2.6842221E+09
路基顶面竖向压应变
非满载车
满载车
251.1
214.2
196.1
175.2
35.3
186.1
0.0
0.0
163.4
1429.3
223.2
589.1
310.0
2630.8
319.6
951.1
509.0
1325.0
0.0
0.0
9508.5
6.5745135E+07
三、设计路面结构及相关参数
层位
结构层材料名称
1 细粒式沥青混凝土AC-13
初 2 中粒式沥青混凝土AC- 面4
水泥稳定碎石
结5
水泥稳定碎石
540 7.7839602E+10 通过
六、沥青混合料层永久变形量验算 基准等效温度Tξ 26.5
沥青混合料永久变形量:
;
综合修正系数:
面层材料 P i
hi
DS
ha
Tpef
R oi
k Ri
d1
d2
AC-13 0.6971 10 5200 180 29.38 1.5455 1.8534 -4.1500 0.6584
面层材料 β
设计参数
ka
εa
k T1
E a VFA h a
AC-13
1.28
1
42.1 0.924 11000 70 180
AC-20
1.28
1
49.4 0.924 10000 70 180