某公路路面结构设计

课题的内容和要求：

一、课题内容

根据给定设计资料完成路面结构组合设计。

二、课题要求

1、依据设计资料，按照相应的规范完成2种以上路面结构设计方案，并进行比选。

2、熟练应用路面设计软件，完成设计说明书。

三、设计资料

本公路是黑龙江省公路网化建设中的重要组成部分，地处平原重冻区，公路自然区划属Ⅱ2区，自然地理环境比较复杂，地形、地质、水文、气候等约束限制条件多，冻胀、翻浆等公路病害频发。本设计路段为微丘地形，所经地区的地表多为较厚的腐殖土或落叶覆盖层，其保温性良好，下层0.5—4.0米多为风化沙砾、碎石土和砾石土，4.0米以下为风化岩石路线位于东经126º21′30″— 126º20′29″，北纬46º21′28″—46º26′16″之间。沿线所处自然区划为Ⅱ2区。气候：①年平均气温3.5ºC ②降雨量400mm～600mm ③冬季主导风向为西北风④年平均风速3.5m/s ⑤最大冻深1.2m。水文情况：地表排水一般，地下水位埋深大于3m。沿线公路主要病害：冻胀、翻浆。

据调查，2011年7月的交通量与车辆组成如下：

车型小汽车解放CA30A 东风EQ140 太脱拉130S

辆/日2500 400 200 300

车型日野KB222 吉尔130 解放CA15 扶桑FV102N

辆/日300 400 200 100

交通量年平均增长率为6.5%。

拟建成年月：2013年7月；

本路段设计使用年限为20年。

1基本资料的确定

1.1确定公路等级

1）计算2011年7月的折算交通量

其中折算系数查《公路工程技术指标》(JTG B01 2003)，表2.0.2各汽车代表车型与车辆折算系数。

计算结果如下表：

表1 折算交通量

车型序号

车型名称 折算系数

交通量（辆/日） 折算后交通量（辆/日） 1 小汽车 1 2500 2500 2 解放CA30A 1.5 400 600 3 东风EQ140 1.5 200 300 4 太脱拉130S 2 300 600 5 日野KB222 2 300 600 6 吉尔130 1.5 400 600 7 解放CA15 1.5 200 300 8

扶桑FV102N

3

100

300 总计

5800

有上表可知，2011年7月的月平均日交通量为5800辆/日，近似代替2011年的年平均日交通量。

2）计算设计交通量

1(1)n AADT ADT -=⨯+γ

其中：AADT — 设计交通量（pcu/d ）；

ADT — 起始年平均日交通量（pcu/d ）； γ — 年平均增长率（%）； n — 预测年限

故2033年的设计交通量为：

1221(1)5800(1 6.5%)21766(/)n AADT ADT pcu d --=⨯+γ=⨯+=

3）确定公路等级

根据《公路工程技术标准》(JTG B01 2003)，将公路根据功能和适应的交通量分为五

个等级。

1．高速公路为专供汽车分向分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路，四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000 辆；六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000~80000 辆；八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000~100000 辆。

2．一级公路为供汽车分向分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路，四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000~30000 辆；六车道 一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000 辆。

3．二级公路为供汽车行驶的双车道公路，双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000~15000 辆。

4．三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路，双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000~6000 辆。

5．四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路，双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000 辆以下；单车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量400 辆以下。

由设计交通量和道路的重要性可初步选定道路等级为高速公路，四车道。

1.2拟定路基宽度和设计速度及其他资料

1）拟定设计速度为：100km/h ；

2）根据《公路工程技术标准》(JTG B01 2003) 表3.0.11双向四车道，路基宽度为：26m ；

3）道路设计使用年限为20年；

4）拟采用沥青路面结构，设计年限为15年； 5）沿线土质为粉质土； 6）土基回弹模量的确定

因无实测条件，由查表法预测土基回弹模量：

（1）确定临界高度

查《路基路面工程》邓学均，表14-6路基临界高度参考值，公路自然区

划属Ⅱ2区得:1H =3.4m ，2H = 2.6m ，3H = 1.9m 。地下水位埋深大于3m ，所以填方路段的路基处于干燥状态，挖方路段的路基处于中湿状态。 （2）确定平均稠度

查《路基路面工程》邓学均，表14-7土基干湿状态的稠度建议值，得：填方路段的平均稠度为1.05，挖方路段的平均稠度为1。 （3）确定土基回弹模量

查《路基路面工程》邓学均，表14-9二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPa ），得：填方路段的土基回弹模量为31.5Mpa ，挖方路段的土基回弹模量为30.5Mpa 。

2轴载计算

2.1代表轴载

资料中车辆轴载如下表：

表2车辆轴载表

车型序号车型名称前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距

1 小汽车———— 1

2 0

2 解放CA30A 29.50 36.75 2 2 2

3 东风EQ140 23.70 69.20 1 2 0

4 太脱拉130S 50.60 88.90 2 2 2

5 日野KB222 50.20 104.30 1 2 0

6 吉尔130 25.75 59.50 1 2 0

7 解放CA15 20.97 70.38 1 2 0

8 扶桑FV102N 54.00 100.00 2 2 2

2.2轴载换算

我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3确定。

表3标准轴载计算参数

标准轴载名称BZZ-100 标准轴载名称BZZ-100

标准轴载P（KN）100 单轮当量圆直径d（mm）21.30 轮胎接地压强P（Mpa）0.70 两轮中心距（cm）1．5d

轴载换算以设计弯沉值和沥青层层底拉力为设计标准或者以半刚性材料层的拉力为设计标准。