沥青路面结构设计与计算书

沥青路面结构设计与计算书

1 工程简介

本路段属于安图至汪清段二级公路.K0+000～K3+500，全线设计时速为60km/h的二级公路，路面采用60km/h的二级公路标准。路基宽度为10m，行车道宽度为2×3. 5m，路肩宽度为2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为12年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土和6cm厚中粒式沥青混凝土，基层采用20cm厚水泥稳定碎石，底基层采用石灰粉煤灰土。

2 土基回弹模量的确定

本设计路段自然区划位于Ⅱ3区，当地土质为粘质土，由《公路沥青路面设计规（JTG D50-2004）》表F.2查得，土基回弹模量在干燥状态取39Mpa,在中湿状态取34.5Mpa.

3 设计资料

（1）交通量年增长率：5% 设计年限：12年

。

4 设计任务

4.1 沥青路面结构组合设计

4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计

5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。

5.1.1.1 轴载换算

轴载换算采用如下的计算公式：

35

.41

21∑=⎪

⎭⎫

⎝⎛=k

i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+⨯-=，计算结果如下表所示。

注：轴载小于25KN 的轴载作用不计

5.1.1.2 累计当量轴次

根据设计规，二级公路沥青路面设计年限取12年，车道系数η=0.7，γ=5.0% 累计当量轴次： ()[][]

329841405

.07

.005.8113651)05.01(3651112

=⨯⨯⨯-+=⋅⨯-+=

ηγ

γN N t

e

次

5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次

5.1.2.1 轴载验算

验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：

8

'

'

'

1

21

k

i i i P N C C n P =⎛⎫

= ⎪⎝⎭∑

注：轴载小于50KN 的轴载作用不计

5.1.2.2 累计当量轴次

参数取值同上，设计年限为12年，车道系数取0.7，则累计当量轴次为：

()[][]

次254516705

.07

.0836.6253651)05.01(3651112

=⨯⨯⨯-+=⋅'⨯-+=

'

ηγ

γN N t

e

5.2 路面结构层设计与材料选取

由上面计算得到设计年限一个行车道上的累计当量轴次。根据《路基路面工程》在干燥和中湿路段，路面拟定采用以下结构：

面 层：细粒式沥青混凝土（厚度4cm ）；

中粒式沥青混凝土（厚度6cm ）；

基 层：水泥稳定碎石（20cm ）； 底基层：石灰粉煤灰土（厚度待定）。 5.3 土基回弹模量的确定

该路段处于Ⅱ3粘质土，土基回弹模量：干燥39 Mpa 、中湿34.5Mpa 。

5.4 设计指标的确定

对于二级公路，规要求以设计弯沉作为设计指标，并进行结构层层底拉应力验算。

5.4.1 设计弯沉值

该公路为二级公路。公路等级系数取1.1，面层类型系数取1.0，半刚性基层、底基层总厚度大于20cm ，基层类型系数取1.0。 设计弯沉值为：

)80.320.10.11.132984146006002.02

.0mm A A A N l b s c e

d =⨯⨯⨯⨯==--

5.4.2 各层材料的容许层底拉应力

各层材料的劈裂强度：细粒式密集配沥青混凝土为1.4MPa ，粗粒式密集配沥青混凝土为1.0MPa ，水泥稳定碎石为0.5MPa ，石灰粉煤灰土为0.25MPa

对于细粒式密集配沥青混凝土层 222.21.1/329841409.0/09.022.022.0=⨯==c e s A N K

449.0222

.20

.1==

=

s

sp

r K σσ MPa 对于中粒式密集配沥青混凝土层 222.21.1/329841409.0/09.022.022.0=⨯==c e s A N K

360.0222

.28

.0==

=

s sp

r K σσ MPa

对于水泥稳定碎石 658.11.1/329841435.0/35.011.011.0=⨯==c e s A N K

301.0658

.15

.0==

=

s

sp

r K σσ MPa 对于石灰粉煤灰土 132.21.1/329841445.0/45.011.011.0=⨯==c e s A N K 117.0132

.225

.0==

=

s

sp

r K σσ MPa 5.5 设计资料汇总

设计弯沉值为30.45（0.01mm ），相关设计资料汇总如下表：

6.1 确定理论弯沉系数c α，其中)01.080

.32mm l l d S （== 592.07.03965.10200080.3263.1200063.136

.038

.036

.0038

.0=⎪⎭

⎫

⎝⎛⎪

⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⎪

⎭⎫

⎝⎛=p E l F S δ

又因

202.

5592

.065.107.020001400

80.32200021000

11=⨯⨯⨯⨯==⇒=F p E l F E p l S c c S δααδ 6.2 结构厚度计算，以弯沉等效换算法将各层体系换算为三层体系。

E 1=1400MPa

中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥稳定碎石 石灰粉煤灰土

E 2=1200MPa E 3=1500MPa E 4=750MPa E 0=39MPa

路表弯沉值计算图式