路基路面设计内容

山东交通学院

路基路面工程课程设计

院(系)别土木工程系

专业土木工程

班级

学号

姓名

指导教师

成绩

二○一一年十二月

课程设计任务书

题目新建沥青路面（水泥混凝土路面）设计

系(部) 土木工程系

专业土木工程

班级

学生姓名

学号

12 月12 日至12 月16 日共 1 周

指导教师(签字)

系主任(签字)

2010 年12月15日

山东交通学院

山东交通学院

第1章 新建沥青路面设计

1.1交通资料

根据设计任务书的交通资料表1-1要求，确定路面等级和面层类型、设计年限内一个车道的累计当量轴次以及确定设计弯沉值。

根据交通调查，进行综合分析，交通调查资料为2007年，设计计算年限的起算年为2009年，预测其交通增长率在前五年为8％、之后十年取7.2 ％、最后三年为5％。

交通资料

当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于25KN 的各级轴载P i 的作用次数n i ，均应按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N ：

式中 N ——标准轴载的当量轴次（次/d ）；

n i ——被换算车型的各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）；

C 1——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m 时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m ；当轴间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C 1，i =1+1.2（m-1）； C 2——被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。

3. 当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各级轴载P i 的作用次数n i ，匀应按下

式换算成标准轴载P 的当量作用次数'

N 。

式中：C 1’——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m 时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m ；当轴间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为

C 1，i =1+1.2（m-1）；

C 2‘

——被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。

1.2轴载分析：

4.35

121

(

)

k

i i i p N C C n P

==

∑

'

''

8

121

(

)

k

i i i p N

C C n P

==

∑

路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载。

1.3.1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中累计当量轴次

累计换算轴次：

2009年

N 总=16.7+26.56+10.52+11.81+107.6+572.93+120.62+213.59+348.21+1506+73.23+206.88=3214.56 2012年

N1=N 总⨯ ()3

3

(1)=3214.6518%=4049.53γ+⨯+ 2022年

N2=N1⨯()10

10

(1)=4049.5317.2%=8116.2γ+⨯+

累计当量轴次：

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道系数是0.4—0.5，在此取0.45

11

365(1)1t

e N N γηγ+-⎡⎤⎣⎦

=

+

总12122

3

365(1)1365(1)1t

t

N N γγηη

γγ+-+-⎡⎤⎡⎤⎣⎦

⎣⎦

+

=

3

10

2

365[(18%)1]

365[(17.2%)

1]

3214.650.45+

4049.530.45

8%

7.2%

365[(15%)1]

8116.20.45137246255%

⨯+-⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯+-+

⨯⨯=（次）

1.3.2验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：

累计换算轴次：

2009年

N 总=2.27+0.524+0.489+17.01+604.93+29.20+66.37+155.97+1506+30.09+333.75=2728.58

（次）

2012年

N1=N 总⨯ ()3

3(1)=2728.5818%=3437.22γ+⨯+ 2022年

N2=N1⨯()10

10(1)=3437.2217.2%=6888.98γ+⨯+

'''8121()

k

i i i p N C C n P ==∑

累计当量轴次：

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道系数是0.4—0.5，在此取0.45

11

365(1)1t

e N N γηγ+-⎡⎤⎣⎦

=

+

总12122

3

365(1)1365(1)1t

t

N N γγηηγγ+-+-⎡⎤⎡⎤⎣⎦

⎣⎦

+

=

3

10

10

365[(18%)1]

365[(17.2%)1]

365[(15%)1]

2728.580.45+

3437.220.456888.980.45=103545608%

7.2%

5%

⨯+-⨯+-⨯+-⨯⨯⨯⨯+

⨯⨯（次）

1.4结构组合与材料选取

计算得设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为1000万左右，根据规范推荐结构，并结合沿途有大量石灰碎石供应。因此，路面结构面层采用沥青混凝土（15cm ），基层采用水泥稳定砂砾（16cm ），底基层采用石灰土（待定厚度）。

规范中高速公路的面层由三层至两层组成，查规范可知表层采用细粒式沥青混凝土4 cm ，中面层采用中粒式沥青混凝土5 cm ，下面层采用粗粒式沥青混凝土 6 cm

1.5各层材料的抗滑模量与劈裂强度

抗压模量取20℃的抗压模量，各值取细粒式沥青混凝土1400 MPa ，中粒式沥青混凝土取1200Mpa ，粗粒式沥青混凝土取1000Mpa ，水泥稳定砂砾取1500Mpa ，石灰土取550Mpa ，天然砂砾取180Mpa ；抗压模量取15℃的抗压模量，各值取细粒式沥青混凝土2000 MPa ，中粒式沥青混凝土取1800Mpa ，粗粒式沥青混凝土取1400Mpa ，水泥稳定砂砾取1500Mpa ，石灰土取550Mpa ，天然砂砾取180Mpa ；各层材料的劈裂强度取值：细粒式沥青混凝土取1.4 MPa ，中粒式沥青混凝土取1.0Mpa ，粗粒式沥青混凝土取0.8Mpa ，水泥稳定砂砾取0.5Mpa ，石灰土取0.225Mpa 。

1.6土基回弹模量的确定

该路段处于Ⅱ

2

区为粘性土，稠度取0.95-1.1，现取稠度为1.05，该区的土

基回弹模量为28Mpa ，提高20%，结果为33.6Mpa 。

1.7设计指标的确定

对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为指标，并进行结构层底拉应力验算。

1.7.1设计弯沉值：

A c ---设计年A C 公路等级系数。 高速公路为1.0;

A S ---面层类型系数。沥青混凝土面层为1.0；沥青表面处治为1.1；中、低级