沥青路面结构设计

第四章 路面结构设计

1.1设计资料

（1）自然地理条件

新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量

济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度

c ω=1.3；因此该路基

处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5

Ⅱ区，根据【JTG

D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。

（3）交通资料

1.2交通分析

（1）轴载换算

路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。

○

1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为：

35

.4121∑=⎪

⎭⎫

⎝⎛=k

i i i P P N C C N

式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）；

Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）；

Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）；

C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个

轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）；

C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，

四轮组为0.38。

沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为：

35

.41

21∑=⎪

⎭⎫

⎝⎛=k

i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ）

○

2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8

121

k

i i i P N C C N P =⎛⎫

'''= ⎪

⎝⎭∑ 式中：

1C '

——轴数系数

2C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当

量换算。

沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：

8

121

k

i i i P N C C N P =⎛⎫

'''= ⎪

⎝⎭∑= 4978.00（次/d ） ○

3该新建道路为高速公路，采用沥青路面，设计年限为15年，交通增长率为

4%，即γ=0.04。又该路设计为双向四车道，由【JTG D50-2006】公路沥青路面设计规范查表3.1.6得车道系数可取0.4-0.5，本设计取η=0.5。 以设计弯沉值为指标时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次

e

N 为：

175365[(1)1]365[(10.04)1]0.50.04

47091.720812110t e e e N N N N γη

γ

+-=

⨯⨯+-⨯=

=⨯ （次）

以半刚性基层层底拉应力为设计指标时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次e N '为：

175365[(1)1]365[(10.04)1]0.50.04

1.8191149781029t e

e e N N N N γηγ

'+-'=

⨯+-⨯'=

'=⨯⨯ （次）

○

4根据上述计算所得，由【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》查表3.1.8判断交通等级

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= 2500 ,属于重交通等级

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 : 4709.00

设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 7

1.720812110⨯（次） 属于重交通等级

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 : 4978.00

设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 7

1.819112910⨯（次）

属于重交通等级

综上，路面设计交通等级为重交通等级

1.3 初拟路面结构

（1）路面结构方案

根据济南绕城高速的功能性质及【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》，并结合工程经验与典型案例，初步拟定路面结构组合与各层结构厚度如下：

方案一：采用半刚性基层（路面结构类型系数 1.0）

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

细粒式沥青混凝土 40 mm

---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 60 mm

---------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 80 mm

---------------------------------------- 水泥稳定碎石 待设计 ---------------------------------------- 级配碎石 200 mm

方案二：采用柔性基层（路面结构类型系数 1.6）

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

细粒式沥青混凝土 40 mm

---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 60 mm

---------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 80 mm

---------------------------------------- 密集配沥青碎石 待设计 ---------------------------------------- 水泥稳定碎石 300 mm （2）路面设计弯沉值

d l 和抗拉结构强度系数K

该公路等级为高速公路，两种方案均采用沥青混凝土面层，半刚性基层，公路等级系数

c

A 取1.0；基层为水泥稳定碎石，因此路面结构类型系数

B

A 为1.0；

面层为沥青混凝土面层,面层类型系数s

A 取1.0。

路面设计弯沉值d l ： 0.2

e

600d c s B l N A A A -=

70.2600(1.720812110)11121.4(0.01)

d d l l mm -=⨯⨯⨯⨯⨯=