路基路面工程课程设计-沥青混凝土路面设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流路基路面工程课程设计-沥青混凝土路面设计.精品文档. 大连大学DALIAN UNIVERSITY 路基路面工程课程设计题目名称： 沥青混凝土路面设计 所在学院： 建筑工程学院 专业（班级）： 土木093班 学生姓名： 指导教师： 评阅人： 设计题目：沥青混凝土路面的结构设计总 计：设计论文 13 页表格 10 表指导教师（职称）： 评 阅 人： 完 成 日 期： 2012年6月 目 录1 路基路面设计任务书 31.1 设计资料 31.2 设计内容 31.3 主要参考资料 32 沥青混凝土路面设计 42.1 轴载分析 42.2 结构组合与材料选

2、取 62.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度 72.4 土基回弹模量的确定 72.5 设计指标的确定 72.6 设计资料总结 92.7 确定石灰层厚度 102 8 验算各层层底拉应力 11 3 附图（1） 13基路面课程设计任务书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，近期交通量如下车型前轴重()后轴重()后轴数后轴轮组数后轴距(m)日交通量(辆/日)东风SP9135B20.1072.60224500解放CA10B19.4060.8512-520黄河JN16259.50115.0012-450太脱拉11138.7074.00221

3、.2320尼桑CK20L4985100.0012-420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：、确定结构方案； 、确定设计参数；、计算待求层厚度； 、弯拉应力计算。 （2）、设计图【1】路面结构图【2】相应的计算图3、主要参考资料：路基路面工程公路沥青路面设计规范公路路基设计规范沥青混凝土路面设计一、轴载分析1）路面设计以双轮组单轴载

4、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：式中：标准轴载的当量轴次，（次/日）； 被换算车辆的各级轴载作用次数，（次/日）； 标准轴载，（kN）; 被换算车辆的各级轴载，（kN），轴载小于25kN的轴载作用不计；轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。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：式中：轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09；轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个

5、轴计算，当轴间距小于3m时，双轴或多轴时按下式计算轴数。设计年限累计当量标准轴载数公式：式中：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；设计年限（年）；路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）； 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）车型（）（次/日）东风SP9135B后轴72.612500248.36 解放CA10B后轴60.851152059.92 黄河JN162前轴59.51145047.03 后轴11511450826.51 太脱拉111前轴38.7113205.15 后轴7412.2320189.99

6、 尼桑CK20L前轴49.851142020.33 后轴10011420420.00 1817.28 注：轴载小于25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0.40.5，取0.45。轴载换算结果表（半刚性材料结构层的层底拉应力）车型（）（次/日）东风SP9135B后轴72.61250077.18 解放CA10B后轴60.85115209.77 黄河JN162前轴59.5114507.07 后轴115114501376.56 太脱拉111后轴741332086.32 尼桑CK20L后轴10011420420.00 1976.90 注：轴

7、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0.40.5，取0.45。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），

8、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0.8Mpa，二灰稳定砂砾为0.7Mpa，石灰土0.225MPa。四、土基回弹模量的确定该路段处于7区，

9、为粘质土，处于干燥状态，拟定稠度为1.10，查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPa）”查得土基回弹模量为40MPa。五、设计指标的确定对于一级公路，规范要求以设计弯沉值为设计指标，并进行结构层拉应力的验算。1） 设计弯沉什公式： 式中： 设计弯沉值（0.01mm）； 设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数； 公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三四级公路为1.2； 面层类型系数，沥青砼面层为1.0，热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1，中低级路面为1.2。 弯拉应力设计控制指标容许拉应力公式： 式中：路面结构材料的容许拉

10、应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳弯拉应力（MPa）； 路面结构材料的极限抗拉强度（MPa），由实验室按标准方法测得； 抗拉强度结构系数。根据结构层材料不同，按以下公式计算。 （沥青砼面层） （无机结合料稳定集料） （无机结合料稳定细粒土） （贫砼）2）计算：该公路为一级公路，取；面层是沥青砼，取；、设计弯沉值：、各层材料的容许层底拉应力：细粒式密级配沥青砼：中粒式密级配沥青砼：粗粒式密级配沥青砼：二灰稳定砂砾：二灰稳定砂砾属于半刚性基层 故石灰土：石灰土属于半刚性基层 故六、设计资料总结设计弯沉值为：40.34(0.01mm)，相关设计资料汇总如下：材 料 名 称200C弹模（MPa）

11、容许拉应力（MPa）细粒式密级配沥青混凝土314000.6573中粒式密级配沥青混凝土412000.4695粗粒式密级配沥青混凝土510000.3756二灰稳定砂砾3015000.3483石灰土？5500.1119土基40七、确定石灰层厚度首先对多层路面体系进行等效换算标准轴载BZZ100，轮胎接地压强p=0.7MPa，当量圆半径由：得：查图得： 由表面弯沉系数： 得：查图得：当时得：所以：取石灰层厚度为35cm。八、验算各层层底拉应力1）计算方法：、对多层路面体系进行等效换算求第i层的层底拉应力，则：上层：下层：、计算由公式：或求各层层底拉应力式中： p轮胎接地压强p=0.7MPa； 、由查

12、“三层连续体系上（中）层底面拉应力系数图”得到；2）计算 、多层路面体系进行等效换算层位i多层体系等效三层体系每一层底弯拉应力每二层底弯拉应力每三层底弯拉应力每四层底弯拉应力每五层底弯拉应力MPacmMPacmMPacmMPacmMPacmMPacm1140031400312007.12100012.45150041.25150041.25212004120061.23310005100070.094150030150041.4855503555035550356404040404040、计算各层层底的弯拉应力第一层底部弯拉应力：查图得：，所以：第一层底部弯拉应力 （符合）第二层底部弯拉应力：查图得：，所以：第二层底部弯拉应力 （符合）第三层底部弯拉应力：查图得：，所以：第三层底部弯拉应力 （符合）第四层底部弯拉应力：查图得： ， （符合）第五层底部弯拉应力：查图得： ，所以：上述设计结果满足设计要求（见附图1）；附图：1