沥青路面设计

福州市二级公路沥青路面设计

1.设计目的

在掌握公路沥青路面设计的基本原理前提下，进行公路沥青路面设计，进一步熟悉并掌握公路沥青路面的设计方法。 2.题目描述和要求

本题为第六套设计资料，题目要求为：

福州市郊区（Ⅳ4区）某新建双向2车道二级公路，拟采用沥青混凝土路面，行车道中央划双线分隔。路基土为粘性土，地下水位为-1m ，路基填土高度0.5m 。预计通车初年的交通量如表2-1所示：

预计通车初年的交通量 表2-1 车型 黄河JN150 解放CA10B 南京 NJ130 长征CZ160 小汽车 交通量（辆/d ）

300

380

250

180

300

交通量年平均增长率7.2%，沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应。 3.沥青路面设计计算书 3.1 确定路面等级和面层类型

3.1.1 设计年限内一个车道的累计当量轴次计算

路面以双轮组单轴载100KN 为标准轴载。

a.当以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力时：

各级轴载（小于25KN 的不计）换算计算结果如表3-1-1-1所示。

轴载换算结果汇总表（以弯沉为标准时） 表3-1-1-1

车型

()KN P i

1C

2C

()

1

/-日次i n

())

/(/135

.4121-⋅⋅⋅⋅日次P P n C C i 黄河JN150 前轴 49 1 6.4 300 86.2 后轴 101.6 1 1 300 321.4 解放CA10B 后轴 60.85 1 1 380 43.8 南京NJ130

后轴

38.3

1

1

250

4.72

接表3-1-1-1

车型

()KN P i

1C

2C

()

1

/-日次i n

())

/(/135

.4121-⋅⋅⋅⋅日次P P n C C i

长征CZ160 前轴 45.2 1 6.4 180 36.4 后轴 83.7 2.2 1

180

182.6

()

∑=⋅⋅⋅=k

i i P P n C C N 1

35

.41211/合计：

674.24

二级公路沥青路面的设计年限为12年，双向双车道的车道系数=η0.65，则设计使用期累计当量轴次为：

()[]()[]289540665.024.6721

072.0365072.013651112

1

⨯⨯⨯-⨯+=⋅⋅⨯-+=

ηγ

γN N t

e

次 b.当验算半刚性基层层底拉应力时：

各级轴载（轴载小于50KN 的不计）换算计算结果如表3-1-1-2所示。 轴载换算结果汇总表（半刚性基层层底拉应力验算） 表3-1-1-2

车型

()KN P i

'1C

'

2C

()

1

/-日次i n

()

)

/(/18

1'

2'

1-⋅⋅⋅⋅日次P P n C C i 黄河JN150 后轴 106.6 1 1 300 340.6 解放CA10B 后轴 60.85 1 1 380 7.14 长征CZ160

后轴

83.7

3

1

180 130.1 ()

∑=⋅⋅⋅=k

i i P P n C C N 1

8

1'

2'1

1/合计：

477.84

则用半刚性基层层底拉应力验算的累计当量轴次为：

()[]()[]205200165.084.477072

.0365072.013651112

1

=⨯⨯⨯+=⋅⋅⨯-+=

ηγ

γN N t

e

次 3.1.2 确定路面等级和面层类型

3.2 确定土基的回弹模量

1)确定路基的干湿类型：该路处于Ⅳ4区，路槽底距地下水位高度平均为

m m m 5.15.00.1=+，查表可知此高度介于()m m H 2.2~0.21和()m m H 1.1~9.02之

间，属于中湿路基。

2)确定路基的平均稠度ω：查表可知路基平均稠度介于)03.1(2c ω和)94.0(1c ω之间，取0.1=ω。

3)查表可得土基的回弹模量MPa E 340=。 3.3 路面结构组合设计

经计算，路基设计使用年限内一个车道上累计标准轴载次为4105.289⨯次左右，查表可得路面为轻交通路面，面层宜选择沥青混凝土，又由于该路为二级公路，所承受交通量较轻，因此采用双层式结构，即表面层采用4cm 厚细粒式密集配沥青混凝土，下面层采用6cm 厚粗粒式密集配沥青混凝土。

由于沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应，基层和底基层分别采用刚度较高、水稳定性好的石灰粉煤灰稳定碎石基层（厚20cm ）和石灰稳定土底基层（厚度待计算确定）。 3.3.1拟定路面结构组合方案

拟定方案为：4cm 厚细粒式密集配沥青混凝土+6cm 厚粗粒式密集配沥青混凝土+20cm 厚石灰粉煤灰稳定碎石基层+？厚石灰稳定土底基层，以石灰稳定土底基层为设计层。 3.3.2 各层材料设计参数

查表，按设计弯沉值计算厚度时采用20C ︒抗压模量，细粒式沥青混凝土1400MPa ，粗粒式密集配沥青混凝土1000MPa 。验算面层底弯拉应力的采用15C ︒抗压模量，细粒式沥青混凝土2000MPa ，粗粒式密集配沥青混凝土1400MPa ；二灰碎石抗压模量1500MPa ，石灰土550MPa 。各层材料劈裂强度：细粒式沥青混凝土1.4MPa,粗粒式沥青混凝土0.8MPa ，二灰碎石0.65MPa ，石灰土0.225MPa 。 3.4 根据设计弯沉值计算路面厚度 3.4.1计算设计弯沉值

二级公路，取1.1=c A ，面层为沥青混凝土，取0.1=s A ，半刚性基层、底基