路面设计方案

一、沥青路面设计方案

1路段所在地区基本资料

公路等级：一级公路；II2区；设计车速：80km/h；设计标准轴载：BZZ-100；中液限粘性土，填方路基高1.6m，地下水位距路床2.2m，属中湿状态；年降雨量850mm；

最高气温38℃，最低气温-25℃；多年最大冻深120cm；

2土基回弹模量的确定

设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限粘质土，查表可得土基回弹模量值为40MPa

3交通量资料

（1）EXCEL计算：

(2)Hpds2006软件计算：

一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量

Nh= 1975 ,属特重交通等级

当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :

路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2201

设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.009389E+07

属重交通等级

当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :

路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 1634

设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 7.49E+06

属中等交通等级

路面设计交通等级为特重交通等级

4 初拟路面结构

拟定采用两种路面结构。按计算法确定方案一、方案二的路面厚度。根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下：

方案一:

4cm细粒式沥青混凝土 + 8cm中粒式沥青混凝土 + 12cm粗粒式沥青混凝土 + 300cm 水泥稳定碎石基层 + ？水泥石灰砂砾土层，以水泥石灰砂砾土为设计层。

方案二:

4cm细粒式沥青混凝土 + 8cm中粒式沥青混凝土 + 15cm密级配沥青碎石+25cm水泥稳定砂砾+20cm级配砂砾。

路面材料配合比设计与设计参数的确定

1试验材料的确定

半刚性基层所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用重交通90#石油沥青，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）相关规定。

2路面材料抗压回弹模量的确定

（1）半刚性材料的抗压回弹模量按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ 057-94）中规定的项目顶面法测定半刚性材料的抗压回弹模量。

（2）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）中规定的方法测定沥青混合料的抗压回弹模量，测定20℃、15℃的抗压回弹模量，各种材料的试验结果与设计参数见下表：

半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值

沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值

3 路面材料劈裂强度测定

根据设计配合比，选取工程用各种原材料，测定规定温度和龄期的材料劈裂强度。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》与《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中规定的方法进行测定，结果见下表：

路面材料劈裂强度

路面厚度设计（Hpds软件计算）

（1）方案一路面结构厚度计算

公路等级 : 一级公路

新建路面的层数 : 5

标准轴载 : BZZ-100

路面设计弯沉值 : 23.8 (0.01mm)

路面设计层层位 : 5

设计层最小厚度 : 150 (mm)

按设计弯沉值计算设计层厚度 :

LD= 23.8 (0.01mm)

H( 5 )= 150 mm LS= 1.4 (0.01mm)

由于设计层厚度 H( 5 )=Hmin时 LS<=LD,

故弯沉计算已满足要求 .

H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)

按容许拉应力计算设计层厚度 :

H( 5 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)

路面设计层厚度 :

H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)

H( 5 )= 150 mm(同时考虑弯沉和拉应力)

验算路面防冻厚度 :

路面最小防冻厚度 600 mm

验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .

通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:

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细粒式沥青混凝土 40 mm

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中粒式沥青混凝土 80 mm

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粗粒式沥青混凝土 120 mm

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水泥稳定碎石 300 mm

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水泥石灰砂砾土 150 mm

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新建路基

计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 :

第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.2 (0.01mm)

第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.3 (0.01mm)

第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.5 (0.01mm)

第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.9 (0.01mm)

第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 7.9 (0.01mm)

路基顶面交工验收弯沉值 LS= 145.6 (0.01mm)

计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-0.151 (MPa)

第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.013 (MPa)

第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.064 (MPa)

第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.121 (MPa)

第 5 层底面最大拉应力σ( 5 )= 0.111 (MPa)

（2）方案二路面结构厚度计算

公路等级 : 一级公路

新建路面的层数 : 5

标准轴载 : BZZ-100