三级公路沥青路面计算—毕业设计

沥青路面设计一、设计总说明（一）、设计资料映卧三级公路设计使用年限为8年，拟采用沥青路面结构。

经勘察，沿线土质为砂粘性土，沿线有大量碎石集料，并有水泥、石灰和粉煤灰等传供应。

据预测该路竣工初年的交通组成如下：小客车车500辆/日，跃进NJ130车313辆/日，，黄河JN150车250辆/日，东风EQ150车188辆/日。

使用年限内前5年交通量的年平均增长率为20%，后3年年平均增长率为10%。

二、设计计算说明(一)、轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载（1）以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次1）轴载换算轴载换算采用如下的计算公式35.4211⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=P P n C C N i iki 计算结果如下表所示。

轴载换算结果表（弯沉）注:轴载小于25KN 的轴载作用不计 2)累计当量轴次根据题意,该三级公路沥青路面设计年限为8年，四车道的车道系数取0.6。

累计当量轴次()[]()[]636468545.0085.01085.010.80136511365201=⨯-+⨯⨯=-+=ηγγte N N 次(2) 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次1)轴载换算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:8211⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛''='∑=p p n C C N i i ki计算结果如下表所示。

轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力)注：轴载小于50KN 的轴载作用不计 2）累计当量轴次参数取值同上，设计年限20年，车道系数取0.45。

累计当量轴次()[]()[]656412845.0085.01085.011.82636511365201'=⨯-+⨯⨯=-+=ηγγte N N 次（二）、结构组合与材料选取（三）、各层材料的抗压模量与劈裂强度查表得各层材料的抗压模量和劈裂强度。

抗压模量取20℃时的模量，各值取规范给定范围中值，因此得到20℃的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa ，中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa ，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa ，水泥稳定碎石为1500MPa ，二灰土为750MPa 。

各层材料劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa ，中粒式密级配沥青混凝土为 1.0MPa ，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa ，水泥稳定碎石为0.5MPa ，二灰土为0.25MPa 。

（四）、土基回弹模量的确定该路段处于V 2区，为紫色粉质粘性土，地下水位距地表1.8m,路基填土高平均为2.1m,则路槽底面距地下水位的高度为H 0=1.8+2.1=3.9m ，查表得干燥状态类路基，再查表知05.10≥ω，取其稠度为1.10，查表“二级自然区划各图组土基回弹模量（MPa ）”查得土基模量为40MPa 。

（五）、确定路面结构方案如图（六）、设计指标确定对于高速公路，规范要求以设计弯层作为设计指标，并进行结构层基底拉应力验算。

（1）设计弯沉值该公路为高速公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层厚度大于20cm ，基层类型系数取1.0，设计弯层值为：)01.0(1.260.10.10.160060063646852.02.0mm A A A N lb sc ed=⨯⨯⨯⨯==--（2） 各层材料容许层底拉应力s sp R K σ=σ细粒式密级配沥青混凝土：83.20.1/0.109.0/09.0636468522.022.0=⨯⨯==A N A k c e a sMPa k s sp R 4947.083.2/4.1/1===σσ中粒式密级配沥青混凝土：83.20.1/0.109.0/09.0636468522.022.0=⨯⨯==A N A k c e a sMPa k s sp R 3534.083.2/0.1/2===σσ粗粒式密级配沥青混凝土：11.30.1/1.109.0/09.0636468522.022.0=⨯⨯==A N A k c e a sMPa k s sp R 2572.011.3/8.0/3===σσ水泥稳定碎石：96.10.1/35.0/35.0636468511.011.0=⨯==A N k c e sMPa k s sp R 2551.096.1/5.0/4===σσ二灰土：52.20.1/45.0/45.0636468511.011.0=⨯==A N k c e sMPa k s sp R 0992..052.2/25.0/5===σσ（七）、设计资料总结设计弯层值26.1（0.01mm ），相关设计资料汇总如下表：设计资料汇总表（八）、确定二灰土层厚度单轴双轮组：P=0.7MPa ，cm 65.10=δ ，MPa E14001=，cm h 41=，MPa E12002=，MPa E 400=。

综合修正系数F ：5473.07.04065.1020001.2663.1200063.136.038.036.0038.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=P F E l sδ理论弯沉系数αL：FP Ls El αδ121000•=⇒5.45473.065.107.0200014001.2620001=⨯⨯⨯⨯=⋅=FP El sL δα计算厚度： 由376.065.1041===δδhh ，857.01400120012==E E ，查图得：α=6.4 由376.065.1041===δδhh，03.012004020==E E ，查图得：46.11=K482.046.14.65.41221=⨯=⋅=∴⋅⋅=K K K K LL αααα 由482.02=k ，376.065.1041===δδhh ，03.012004020==E E ，查图得： 30.5=δH∴H = 5.30×10.65 = 56.4cm 由4.22132EE h h i n i i H •+=∑-= 得：4.561200750120015002512001000754.254.24.2=+⨯+⨯+=h H =⇒h 521.5 cm 。

故取二灰土的厚度为21.5 cm 。

（九）、结构层底拉应力验算（说明：验算层底弯拉应力15℃的抗压回弹模量）(1) 细粒式沥青混凝土层底拉应力σ1m将多层体系换算成当量三层体系，如下图：cm h h EE h h jij i i j 41411==•+=∑-=cm H EEh E E h EE hh EE h h j in j i ij 5.5512007505.21120015002512001000759.09.09.09.02559.02449.023329.01121=⨯+⨯+⨯+=⋅+⋅+⋅+=•+=+-+=+∑376.065.104==δh，857.01400120012==E E ，033.020=E E ，查表得，σ_< 0， 表明该层层底受弯曲压应力，σ1m 自然满足要求。

(2) 中粒式沥青混凝土层底拉应力σ2m将多层体系换算成当量三层体系，如下图：cm h EEh h E E h h j ij i i j 16.91200140045442112411=⨯+=⋅+=•+=∑-= cm H EEh E E h h EE h h j in j i ij 85.6110007505.21100015002579.09.09.03559.034439.01121=⨯+⨯+=⋅+⋅+=•+=+-+=+∑860.065.1016.9==δh，833.01200100012==E E ，04.020=E E ，查表得，σ_< 0， 表明该层层底受弯曲压应力，σ2m 自然满足要求。

（3）粗粒式沥青混凝土层底拉应力σ3m同理：从诺谟图中可以看出当EE12>0.8时，σ_几乎都小于0，而当验算粗粒式沥青混凝土层底拉应力σ3m 时，其E E12=1.5，很明显查图可知σ_< 0，所以该层层底也受弯曲压应力，σ3m 自然满足要求。

（4）水泥稳定碎石层层底拉应力σ4m将多层体系换算成当量三层体系，如下图：cm h EEh E E h EE h h EE h h ji j i i j 40150010007150012005150014004254444433442244114411=⨯+⨯+⨯+=⋅+⋅+⋅+=•+=∑-=cm H h EEh h j in j i i j 5.2159.01121==•+=+-+=+∑756.365.1040==δh，5.0150075012==E E ，053.020=E E ，查表得，σ_=0.10， 42.11=m ,再由02.265.105.21==δH，查图可得：m 2=1.05。

1044.005.142.11.07.07.021_4=⨯⨯⨯==mm m σσ<MPa R 2551.04=σ故满足验算要求。

(5) 二灰土层层底拉应力σ5m将多层体系换算成当量三层体系与水泥稳定碎石层层底拉应力当量三层体系的换算图相同。

则：02.265.105.21==δH，5.0150075012==E E ，053.020=E E ，查得：σ_=0.34， 97.01=n ，35.02=n。

0808.035.097.034.07.07.021_5=⨯⨯⨯==nn m σσ<MPa R 0992.05=σ故满足验算要求。

综合上述各层检验层底拉应力都满足验算要求。

通过计算可以确定本方案所拟定路面结构符合要求，即：细粒式沥青混凝土：4cm ；中粒式沥青混凝土：5cm ；粗粒式沥青混凝土：7cm ；水泥稳定碎石：25cm ；二灰土：21.5cm 。

2008．12．25。