南京工业大学路基路面工程课程设计.docx

路面结构与路基边坡稳定性设计

交通1001 朱天南

一、路面结构设计

（一）沥青路面设计

1.交通组成与轴载当量计算

车辆车型与日交通量的选用如下表所示：

交通组成表

表1

序

车型前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数后轴轮组数后轴距(m) 交通量号

1 黄河JN16

2 59.5 115 1 双轮组650

2 黄河JN162A 62.28 116.22 1 双轮组650

3 解放CA10B 19.

4 60.8

5 1 双轮组650

4 解放CA1

5 20.97 70.38 1 双轮组650

5 解放CA30A 29.5 36.75 2 双轮组<3 500

按交通量年平均增长率5%计，乘以折算系数得设计年年初日平均交通量为8000，设计年限末年日平均交通量为14367，符合二级公路对日平均交通量5000—15000的要求。

(1) 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时：

设计年限末年日平均当量轴次：

N=i=1KC1C2nI(PiP)4.35=3663

设计年限内一个车道上累计当量轴次：

Ne=[1+rt-1]×365r·N·η=622.13（万次）

(2) 当进行半刚性基层层底拉应力验算时：

设计年限末年日平均当量轴次：

N=i=1KC1'C2'nI(PiP)8=4665

设计年限内一个车道上累计当量轴次：

Ne=[1+rt-1]×365r·N·η=792.31（万次）

综上，沥青路面交通属于中等交通等级。

2. 路面材料及路面结构的选取与土基模量的确定

由于该二级公路路面属于中等交通等级，故采用以下两种方案备选：

方案一：双层式沥青面层+半刚性基层

方案二：单层式沥青面层+半刚性基层+垫层

由于江苏处于IV类区划，故土基模量取36MPa。

3. 设计弯沉值与容许拉应力的确定

路面设计弯沉值ld 按下式计算：

ld=600Ne-0.2ACASAB=28.9(0.01mm)

结构层容许弯拉应力σR 按下式计算：

σR=σSPKS

其中，对沥青混凝土面层：KS=0.09Ne0.22/AC

对无机结合料稳定集料：KS=0.35Ne0.11/AC

对无极结合料稳定细粒土：KS=0.45Ne0.11/AC

通过查表计算得：

细粒式沥青混凝土：σR=0.47MPa

中粒式沥青混凝土：σR=0.36MPa

水泥稳定碎石：σR=0.33MPa

4. 结构层厚度确定于结构分析

(1) 方案一

4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+35cm水泥稳定碎石，如下图所示。

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细粒式沥青混凝土 4 cm

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中粒式沥青混凝土 6 cm

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水泥稳定碎石35 cm

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土基

路面结构表面弯沉值ls 与结构层层底弯拉应力按下式计算：

ls=10002PδE1αcF

σm=pσm

现将结果汇于下表：

结构层层底应力与完成值计算表

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谢谢你的观赏表2

序号结构层材料名称

20℃抗压

模量(MPa)

15℃抗压

模量(MPa)

厚度

(cm)

层底拉应

力(MPa)

容许拉应

力(MPa)

层顶弯沉值

(0.01mm)

1 细粒式沥青混凝土1600 2200 4 -0.25

2 0.47 28.5

2 粗粒式沥青混凝土1400 2000 6 -0.094 0.36 32.4

3 水泥稳定碎石1700 1700 35 0.246 0.33 39.2

4 土基36

结构表面弯沉值ls=28.5

(2) 方案二

10cm细粒式沥青混凝土+22cm水泥稳定碎石+20cm水泥砂砾土，如下图所示：

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细粒式沥青混凝土10 cm

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水泥稳定碎石22 cm

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水泥砂砾土20 cm

---------------------------------------

土基

路面结构表面弯沉值ls 与结构层层底弯拉应力计算方法同方案一，并汇于下表：

结构层层底应力与完成值计算表

表3

序号结构层材料名称

20℃抗压

模量(MPa)

15℃抗压

模量(MPa)

厚度

(cm)

层底拉应

力(MPa)

容许拉应

力(MPa)

层顶弯沉值

(0.01mm)

1 细粒式沥青混凝土1400 20002000-0.660.4728.1

2 水泥稳定碎石1500 150015000.950.3337.8

3 水泥砂砾土1000 100010000.1540.17111.8

4 土基36

结构表面弯沉值ls=28.1

（二）混凝土路面设计

1.交通分析

车辆车型与日交通量的选用如下表所示：

交通组成表

表4