路基路面课程设计汇本

路基路面工程-----课程设计

某：赵文杰

学号：09182172

班级：土木91

日期：2012.6.20

一、工程概况

某地区拟新建一级公路，设计年限为15年。夏季近30年连续平均最高温度35℃，冬季最低气温－8℃，土质为红褐色粘性土，近十年冻结指数平均值为250℃•d。

交通年增长率前十年为8%，后5年为6%，路基平均填高2.0m ，地下水距地面1.2m 。交通量如下：小汽车2500辆/日，解放CA15 500辆/日，东风EQ140 500辆/日，黄河JN162 300辆/日。

沿途有碎石、砂石、石灰、粉煤灰、水泥供应。

二、路基路面设计

根据工程概况的特点，以及交通量的要求，新建道路设计为4车道的一级公路，采用沥青路面

1、轴载分析

我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3-1确定。

表3-1 标准轴载计算参数

﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载

P的作用次数i n均换算成标准

i

轴载P 的当量作用次数N 。

35.4211

)(

p

p n C C N i

i K

i ∑==

式中：N — 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；

i n — 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；

P — 标准轴载（kN ）

； i P — 各种被换算车型的轴载（kN ）；

C 1— 轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38； C2— 轴数系数。

K — 被换算车型的轴载级别。

当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：

()11 1.21C m =+-

式中：m —轴数。

通过hpds 路面结构设计系统计算结果如下：

序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量

1 解放CA15 20.97 70.38 1 双轮组 500

2 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 500

3 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组 300

则其设计年限内一个车道上的累计量轴次e N ：

1[(1)1]365

t e N N γηγ

+-⨯=

式中 e N — 设计年限内一个车道的累计当量次数； t — 设计年限，由材料知，t=20年；

1N — 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；

γ— 设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.087； η— 车道系数，由材料知η=0.5。

路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 971 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 3747053

2、路面结构组合设计 （1）结构组合与材料选取

根据《公路沥青路面设计规X 》，并考虑公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供应。

路面结构层采用沥青混凝土（190mm ）， 基层采用水泥稳定碎石（待定）， 底层采用二灰土（300mm ）， 采用三层式沥青混凝土面层：

表层采用细粒式密级配沥青混凝土（40mm ）， 中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（60mm ）， 下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（90mm ）。 （2）各层材料的抗压模量和劈裂强度

土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压

模量及劈裂强度已参照规X 给出的推荐值确定。如下：

层次

材料名

厚度 (cm)

抗压回弹模量

强度劈裂 （Mpa ）

15°C 模量

20°C 模量 ① 细粒式沥青混凝

土

4 2000 1400 1.4 ②

中粒式沥青混凝土

6 1800 1200 1.0 ③

粗粒式沥青混凝土

9 1200 1000 0.8 ④ 水泥稳定碎石 待定 1500 1500 0.5 ⑤ 二灰土 35 750 750 0.25 ⑥ 土基

—

30

30

—

（3）设计指标的确定

1﹚设计弯沉值d l

公路为一级，则公路等级系数c A 取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数s A 取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数b A 取1.0。

0.2600d e c s b l N A A A -=

式中： d l — 设计弯沉值

e N — 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数 c A — 公路等级系数，一级公路为1.0 s A — 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0 b A — 基层类型系数，半刚性基层为1.0

所以：

路面设计弯沉值 : 29.1 (0.01mm)

2﹚各层材料按容许层底拉应力R σ，按下列公式计算：

s

R s

k σσ=

式中 ： R σ— 路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa ）；

s σ— 路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限

e N 次加载的疲劳

弯拉应力（Mpa ）；

s k — 抗拉强度结构系数。

对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数：

21.5/09.022.0==Ac Ne Ks

对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数：

66.2/35.011.0==Ac Ne Ks

对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数：

43.3/45.011.0==Ac Ne Ks

具体见下表：

层位 结 构 层 材 料 名 称 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 .56 2 中粒式沥青混凝土 .4

3 粗粒式沥青混凝土 .29

4 石灰粉煤灰碎石 .32

5 石灰土 .1

6 天然砂砾