路基路面课程设计成果

路基路面课程设计成果

一、设计说明

1、设计资料

湖北宜昌至巴东某新建一级公路，经调查路基土为高液限粘土，地下水位为1米，路基填土高度1.2米，近期交通量如下

交通量年平均增长率7%（水泥混凝土路面设计时交通量年平均增长率取4%），沿线可开采碎

石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应。

2、设计内容

分别设计水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的结构层次，并算出结构层厚度，水泥混凝土路面还需进行接缝设计。主要包括以下内容：

1）、详细的设计计算书

（1）沥青混凝土路面：

①、确定结构方案；②、确定设计

参数；

③、计算待求层厚度；④、弯拉应力

计算。

（2）水泥混凝土路面

①、确定结构方案；②、确定设计

参数；③、初拟混凝土板尺寸；

④、应力计算；⑤、接缝设计。2）、设计图

（1）路面结构图

（2）相应的计算图

（3）水泥混凝土路接缝构造图

3、主要参考资料：

路基路面工程

公路水泥混凝土路面设计规范

公路沥青路面设计规范 公路路基设计规范 公路设计手册《路面》

二、沥青砼路面的设计

一、轴载分析

1）路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。 当以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力为设计指标时，轴载换算采用如下的计算公式：

35

.4211)(

P

P n C C N i i k

i ∑==

式中：N ——标准轴载的当量轴次，（次/日）；

i

n ——被换算车辆的各级轴载作用次数，

（次/日）；

P ——标准轴载，（kN ）;

i

P ——被换算车辆的各级轴载，（kN ），轴

载小于25kN 的轴载作用不计；

1

C ——轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。

2

C ——轴数系数，当轴间距大于3m 时，

按单独的一个轴计算，当轴间距小于3m 时，双轴或多轴时按下式计

算

21 1.2(1)C m =+-

m

——轴数。

当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，采用如下公式：

''

8

121

()k

i i i P N C C n P ==∑

式中：'

1

C ——轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09；

'2

C ——轴数系数。当轴间距大于3m 时，

按单独的一个轴计算，当轴间距小于3m 时，双轴或多轴时按下

式计算

'212(1)

C m =+-

m

——轴数。

设计年限累计当量标准轴载数公式：

1[(1)1]365

t e r N N r

η

+-⨯=

式中：e

N ——设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次；

t

——设计年限（年）；

1

N ——路面营运第一年双向日平均

当量轴次（次/日）；

r——设计年限内交通平均增长率（%）；

——与车道数有关的车辆横分布

系数，简称车道系数；2）计算：

轴载换算结果表（弯沉）

注：轴载小于25kN 的轴载作用不计

；

累计当量轴次：

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.4~0.5，取0.45。

151[(1)1]365[(10.07)1]3651817.280.4575007170.07

t e r N N r η+-⨯+-⨯==⨯⨯=次

轴载换算结果表（半刚性材料结构层的层底拉应

力）

JN162 轴

后轴

115 1 1 450 1376.56 太脱拉111 后轴 74 1 3 320

86.32

尼桑

CK20L 后

轴

100

1 1

420 420.00

1

N

1976.90

注：轴载小于50kN 的轴载作用不计；

累计当量轴次：

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.4~0.5，取0.45。

151[(1)1]365[(10.07)1]3651976.900.4579240780.07

t e r N N r η+-⨯+-⨯==⨯⨯=次

二、结构组合与材料选取

由于上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为700万次左右。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、

水泥等材料供应。路面结构面层采用沥青混凝土

（12cm），基层采用二灰稳定砂砾（取30cm）,底基层采用石灰土（厚度待定）。

规范规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。根据规范，采用三层式沥青面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度3cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度4cm），下面层采用粗粒式密级配混凝土（厚度5cm）。如图所示。

三、各层材料的抗压模量和和劈裂强度

查表得：得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取200C的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到200C的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝

土为1400MPa，中粒式

密级配混凝土为

1200MPa，粗粒式密级

配沥青混凝土为

1000MPa二灰稳定砂砾

为1500Mpa，石灰土

550MPa。各层材料的劈裂强度：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