路基路面 课程设计计算书(沥青路面利用诺谟图计算)

路基路面工程课程设计计算书

某新建沥青高速路面设计

（利用诺谟图计算）道路与桥梁方向

指导老师：

专业年级：

班级，学号：

学生姓名：

完成时间：2012年6月24日

路面结构设计的计算

基本资料：某地区规划修建一条四车道的一级公路，沿线筑路材料的情况：石料：本地区山丘均产花岗岩、流纹岩和凝灰熔岩；储量丰富，岩体完整。石料强度高。砂：海岛沿岸多处沙滩可供取砂，运输较方便。土料：沿线丘岗均有砖红色亚粘土和黄褐色砂砾质粘土可供路基用土。

此公路的设计年限为20年，拟采用沥青路面结构进行设计。 一、轴载分析。

1、设计年限内交通量的平均增长率：1234

4

γγγγγ+++=

由主要预测年交通量表可算得：

2000年到2005年的年增长率：5

112266(1)18293γ+=，可算得：18.3%γ= 2005年到2010年的年增长率：5

218293(1)26204γ+=，可算得：27.5%γ= 2010年到2015年的年增长率：5

326204(1)35207γ+=，可算得：3 6.1%γ= 2015年到2020年的年增长率：5

435207(1)55224γ+=，可算得：49.4%γ=

故1234

8.3%7.5% 6.1%9.4%

7.8%4

4

γγγγγ++++++=

=

=

2、设计年限内一个车道的累计当量轴次的计算。

路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ —100表示。

1） 当以设计弯沉值为设计指标时，换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的公式为：

4.35121

N=()k

i i i P

C C n P =∑

对于跃进NJ130：

前轴：i P =16.20KN<25KN ，省略不算

后轴：1C =1, 2C =1, i P =38.30KN ，P=100KN, i n =702 4.354.35

1238.30(

)11702()10.8100

i i P N C C n P ==⨯⨯⨯=次/d

对于解放CA10B ：

前轴：i P =19.40KN<25KN,省略不算。

后轴：1C =1, 2C =1, i P =60.85KN ，P=100KN, i n =962 4.354.35

1260.85()11962()110.8100

i i P N C C n P ==⨯⨯⨯=次/d

对于黄河JN150:

前轴：1C =1, 2C =6.4, i P =49.00KN ，P=100KN, i n =661 4.35 4.351249.00(

)1 6.4661()190.0100

i i P N C C n P ==⨯⨯⨯=次/d 后轴：1C =1, 2C =1, i P =101.60KN ，P=100KN, i n =661 4.354.35

12101.60()11661()708.3100

i i P N C C n P ==⨯⨯⨯=次/d

最终可汇成下表：

轴载换算结果表（弯沉）

设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次的计算：设计年限为t=20年， γ=7.8%，双向四车道，故车道系数η选为0.4。故

201[(1)1]365

[(10.078)1]365

1019.0.466651060.078

t e N N γηγ

+-⨯+-⨯=

⨯⨯=⨯⨯=次

2） 当进行半刚性基层层底拉应力验算时，换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的公式

为： 8121

()k

i i i P

N C C n P

==

∑

同理，计算结果可如下表所示：

轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力）

设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次的计算：

201[(1)1]365

[(10.078)1]365

768.60.450228460.078

t e N N γηγ

+-⨯+-⨯=

⨯⨯=⨯⨯=次

二、拟定路面结构组合方案及厚度。

组合方案，拟定了两种，其简图如下所示：

方案一： 方案二：

三、各层材料的抗压模量与劈裂强度、土基的回弹模量的确定。

1） 确定各层材料的抗压模量与劈裂强度。查表可得下列设计参数，汇表如下：

细粒式沥青混凝土 h 1=4cm 中粒式沥青混凝土 h 2=5cm 粗粒式沥青混凝土 h 3=6cm 水泥稳定碎石 h 4=20cm 石灰土 h 5=? 级配碎、砾石 h 6=12cm

土基

细粒式沥青混凝土 h 1=4cm 中粒式沥青混凝土 h 2=6cm 粗粒式沥青混凝土 h 3=8cm 水泥稳定碎石 h 4=？ 二灰土 h 5=16cm 填隙碎石 h 6=10cm

土基

2） 确定土基的回弹模量。

该路段处于7IV 区，为黏质土，且稠度为1.00 。查《公路沥青路面设计规范》可得土基回弹模量为34.5MPa

四、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，并进行结构底层拉应力验算。 1、设计弯沉值的计算:

0.2L 600d e c s b N A A A -=

该公路为一级公路，故公路等级系数c A =1.0，且是沥青混凝土面层，故面层类型系数

s A =1.0。

方案一：半刚性基层上设置40mm+50mm+60mm=150mm<160mml 沥青混合料结构层，

b A =1.0。

故 0.20.2

L 6006006665106 1.0 1.0 1.025.91d e c s b N A A A --==⨯⨯⨯⨯= mm

方案二：半刚性基层上设置40mm+60mm+80mm=180mm,介于160mm 和260mm 之间的沥青混合料结构层，故由线性内插可求得b A =1.12。

故0.20.2

L 6006006665106 1.0 1.0 1.1229.01d e c s b N A A A mm --==⨯⨯⨯⨯=

2、各层材料的容许层底拉应力的计算。 容许拉应力sp

R s

K σσ=

细粒式沥青混凝土：0.22

0.22

0.090.09 1.05022846

2.681.0

a e s c

A N K A ⨯⨯=

==

1.4

0.52242.68

sp

R s

K σσ=

=

=MPa 中粒式沥青混凝土：0.22

0.22

0.090.09 1.05022846

2.681.0

a e s c

A N K A ⨯⨯=

==

1.0

0.37312.68

sp

R s

K σσ=

=

=MPa