路基路面工程沥青路面课程设计

《路基路面工程》课程设计

专业：道路工程

班级： 2014级5班

学生姓名：***

学号： p*********

指导教师：王睿老师

一、新建沥青路面结构设计计算

1、设计资料

a、甘肃定西地区某新建双向2车道二级公路，拟采用沥青混凝土路面，路基土为中液限

粘土，路基填土高度1.2m，地下水位距路床2.3m，属中湿状态；多年最大道路冻深160cm。

b、经过OD调查及论证2012年底的交通组成情况如下表：

C、该公路按二级公路标准修建，设计道路横断面为双向两车道。经OD调查：该公路自2013年通车后前五年交通量增长率为4.5%，其后设计年限内交通量增长率为6%。

车道系数：二级公路双向两车道在0.6~0.7，取0.7 二级公路设计年限为12年

车道数：2车道

设计速度：60km/h

路基宽度：10m

车道宽度：3.5m

γ=0.05375

2、确定交通等级

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下表确定。

标准轴载计算参数

（1）、计算标准轴载累计计算交通量Ne

A．当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时

35

.4

1

2 1

∑=

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

=

K

i

i

i P

P

n

C

C

N

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轴次（次／d ) ;

ni——被换算车型的各级轴载作用次数（次／d) ;

P一一标准轴载（KN） ;

Pi——被换算车型的各级轴载（KN）

C1——被换算车型的轴数系数

C2——被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为 6.4，四轮组为 0.38;

K一一被换算车型的轴载级别

当轴间距大于3米时，应按单独的一个轴载计算；当轴间距小于3米时，双轴或

多轴的轴载系数应按以下公式计算：

C1=1+1.2（m-1）

设计年限内一个车道累计当量轴次：

计算公式：累计当量轴次：ηN r

r Ne t 365

]1)1[(⨯-+=

试中： r ——设计年限内交通量的平均年增长率% t ——设计年限

N ——运营第一年双向日平均当量轴次（次/d ） N ——车道系数

通过计算软件得到

当以设计弯沉值和沥青层底拉应力为设计指标时，设计年限内一个车道上累计当量轴次N e1=365N s [(1+γ)t −1]

γ

η=

365×2013.1×[(1+0.05375)12−1]

0.0537

×0.7=9289822，属中度交通等级；

B ．以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d ）

N s

′=

∑C 1′C 2′

n i (P i P

)8K

i=1

式中：N s ′

— 以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d ）; ni — 被换算车型的各级轴载作用次数（次/d ）；

P — 标准轴载（KN ）；

Pi — 被换算车型的各级轴载（KN ）；

C 1′

— 轴数系数；

C 2′ — 轮组系数，单轮组18.5，双轮组1，四轮组,0.09;

K — 被换算车型的轴载级别。

当轴间距大于3m 时，应按单独的一个轴载进行计算，此时轴数为m=1；当轴间距小于3m 时，按双轴或多轴进行计算，轴数系数为：

C 1′

=1+2(m −1)

式中：m — 轴数

当以半刚性材料结构层层底拉压力为设计指标时，设计年限内一个车道上累计当量轴次

N e2=365N s[(1+γ)t−1]

γη=365×1509.33×[(1+0.05375)

12−1]

00.05375

×0.7= 7412135 (次)，属中度交通等级。

二、沥青路面结构推荐与选择（确定面层类型）

根据交通等级和已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案。

方案一：双层式沥青面层，上面层选用中粒式沥青混凝土AC-16，厚度为60mm；下面层采用粗粒式沥青混凝土AC-25，厚度为100mm；基层用石灰土稳定碎石，厚度为250mm；底基层选用石灰粉煤灰砂砾，厚度待定

方案二：双层式沥青面层，上层选用中粒式沥青混凝土AC-13，厚度50mm；下面层采用中粒式密级配沥青混凝土AC-20，厚度为80mm；基层采用二灰碎石，厚度为250mm；底基层采用二灰土，厚度待定

三、路面结构厚度验算

1、土基回弹模量的计算

该路段位于Ⅲ3区，当地冻深 1.6m，土质为中液限粘土。由规范JTG-D50可得稠度为

1.10-0.95，取1.05。查表“土击回弹模量参考值（MPa）”得土基回弹模量为36.5MPa。

2.路面结构厚度的确定

初拟路面结构层及力学计算表如下：由规范JTG-D50 附录E查

各基层的模量比推荐范围由规范JTG-D50 4.2.2

1．基层与沥青面层之间的模量比宜在1.5-3之间；

2．基层与底基层之间的模量不宜大于3.0:；

3．底基层与土基之间的模量比宜在2.5-12.5之间。

各基层的模量比验算

方案一：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.84满足规范；

2）基层与底基层之间的模量比为： 0.69 满足规范。

方案二：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.88满足规范；

2）基层与底基层之间的模量比为：1.1满足规范。

a设计弯沉值的计算：

Ld=600Ne-0.2AcAsAb 单位0.01mm

Ac——公路等级系数

As——面层类型系数

Ab——路面结构类型系数

计算弯沉值（路表弯沉值）：

Ls=1000*2po/E1*ac*F

P、o——标准车轴载轮胎接地压力和当量圆半径

F——弯沉综合修正系数

ac——理论弯沉系数

本公路为二级公路，公路等级系数为1.1；面层是沥青混凝土，面层类型系数为1.0；半刚性基层，路面结构类型系数为1.0。

即：Ld=600*1.1*1.0*1.0*1.07*10（-0.2*7）=26.7（mm）

方案一：

由软件计算可得：ls=19.3（mm）

因为：19.3mm≤26.7mm

即：ls≤ld

故满足要求

方案二：

由软件计算可得：ls=18（mm）

因为：18mm≤26.7mm