(整理)路面结构设计

交通组成表

路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载

以设计弯沉值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：33

.421⎪

⎭

⎫

⎝⎛=P P N C C N i i

式中： N —标准轴载当量轴次，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

K —被换算车辆的类型数

1c —轴载系数，1

1 1.2(1)c m =+-，m

是轴数。当轴间距离

大于3m 时，按单独的一个轴载计算此时轴数系数为m ； 当轴间距离小于3m 时，应按照公式

11 1.2(1)c m =+-计算考虑轴数系数。

2c ：轮组系数，单轮组为

6.4,双轮组为1，四轮组为

0.38。

轴载换算结果如表所示

注：轴载小于25KN的轴载作用不计。

b).累计当量轴数计算

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η是0.4~0.5取0.45，γ=10%，累计当量轴次：

(1)1365t

e e N N γηγ

⎡⎤+-⨯⨯⎣⎦=

[]

次）（113445721

.045.036.185936511.0115=⨯⨯⨯-+=

验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 a).轴载换算

验算半刚性基底层底拉应力公式为

8

''121

()

k

i i i p

N c c n P ==∑

式中：'1c 为轴数系数，)1(21'1-+=m c

'

2

c 为轮组系数，单轮组为

1.85，双轮组为1，四

轮组为0.09。

计算结果如表所示：

注：轴载小于50KN 的轴载作用不计。

'

1'

(1)1365t e N N γηγ

⎡⎤+-⨯⨯⎣⎦=

[]

次117184581

.045

.068.22453651)1.01(15

=⨯⨯⨯-+=

2） 结构组合与材料选取

由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1000万次左右，根据规范推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm ）、基层采用水泥碎石（暂定25cm ）、底基层采用石灰土碎石（厚度暂定30cm ）。

规范规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成，查规范，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚4cm ），中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚5cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚6cm ）。

3）各层材料的抗压模量与劈裂强度

查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度

路面结构组成简图

35

900

1500

1000

1200暂定30cm 石灰土碎石

水泥碎石

粗粒

中粒暂定25cm

6cm 5cm 1400细粒4cm 土基

A B C

D

E

4）土基回弹模量的确定

根据JTJ 003-86 公路自然标准区划图，可查出该路段处于Ⅲ2区，为土质砂，路基设定为干燥状态，稠度为1.2，查相关表的土基回弹模量为E 0=47.5MPa 。 5）设计指标的确定

对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验算。

a)容许弯沉值和设计弯沉值（一级公路）

该公路为一级公路，路面等级系数0.1=c A ，面层是沥青混凝土路面s A 取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm ，基层类型系数0.1=b A 。

容许弯沉值为：

0.204650R e L N -=

=()0.2046501134457223.640.01mm -⨯= 设计弯沉值为：

0.2600d e c s b L N A A A -=

()0.260011344572 1.0 1.0 1.023.29(0.023.640.101)R mm mm L -=⨯⨯⨯⨯=<=

b ）各层材料的容许层底拉应力

s

sp

R K σσ=

①细粒式密级配沥青混凝土

c

e

a S A N A K 22

.009.0=

0.220.09 1.011718458 3.231..0

⨯⨯==

1.4

0.43343.23

SP

R a S

MP K σσ=

=

= ②中粒式密级配沥青混凝土

'0.22

0.09a e S c

A N K A =

0.220.09 1.011718458 3.231.0

⨯⨯==

1.0

0.30963.23

SP

R a S

MP K σσ=

=

= ③粗粒式密级配沥青混凝土

'0.22

0.09a e S c

A N K A =

0.220.09 1.111718458 3.551.0

⨯⨯==

0.8

0.22543.55

SP

R a S

MP K σσ=

=

= ④水泥碎石

'0.110.11

0.350.3511718458 2.101.0

e s s N K A ⨯===

0.5

0.23812.10

SP

R a S

MP K σσ=

=

= ⑤石灰土碎石

'0.11

0.45a e S c

A N K A =

0.110.4511718458 2.701.0

⨯==

0.225

0.08332.70

SP

R a S

MP K σσ=

=

=

6）设计资料总结

设计弯沉值为23.29（0.01mm ）相关资料汇总如下表：

设计资料汇总表