沥青路面设计实例.doc

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1、【】新建路面设计实例本例为安徽境内某条高速公路，整体式路基宽度为28.0m，设计车速120km。设计交通量：设计使用年限15年，根据交通量预测资料，考虑车型开展趋势及经济开展对交通量增长的影响，交通量平均年增长率预测结果如表1-1。 表1-1 设计年限内交通量平均年增长率表路段/年份2021 2021202520302034平均增长率-7.28%6.61%4.77%4.02%根据现场OD调查及交通量预测结果，本工程代表车辆及通车后第一年交通量预测结果如下表1-2所示。表1-2 代表车型及预测交通量表货车类型代表车型前轴轴重kN后轴轴重kN后轴轴数后轴轮组数交通量辆/日小客江淮AL6600171

2、双轮组3220大客黄海DD640 32701双轮组600中货解放CA3401双轮组1700中货东风DD347 1双轮组3700大货东风EQ1442双轮组4700拖挂车解放SP9200783双轮组3500设计累计轴次及设计弯沉根据预测交通量资料及代表车型，根据=7068Ne=1+rt-1365N1/r=2.107 将各级轴载换算为标准轴载100KN，15年内一个车道上的累计当量轴次为2494万次。设计弯沉：Ld=600AcAsAb=19.4 0.01mm根据累计当量轴次，本工程设计交通等级为特重交通等级，路面设计弯沉19.40.01mm。假设以半刚性层底拉应力为验算指标时=2494Ne=1+rt

3、-1365N1/r = 路基土干湿类型：根据工程所处地区已有的设计经历及查表综合考虑得出路基临界高度，参考外业中调查的地下水位，确定了路基的最小填土高度来保证路基在不利季节处于枯燥或中湿状态。土基回弹模量：根据标准，全线属于5自然区划，结合沿线地质情况确定土基回弹模量E0。经过清表回填、碾压，并根据?公路沥青路面设计标准?JTG D50-2006要求，保证上路床30cm，填料CBR值不小于8，下路床50cm填料CBR值不小于5，上路床压实度不小于96%；交通量等级为重型时应保证土基回弹模量40MPa，故本条道路土基回弹模量取。施工过程中，应根据不同路段对路床土进展试验，假设土基抗压回弹模量不符

4、合设计要求时，可局部采用补压、固化处理、换填等措施，或调整底基层构造或厚度，以保证路基路面的强度与稳定性。路面设计的构造参数：统一采用圆柱体试件测定抗压回弹模量与劈裂强度。沥青混凝土在弯沉指标计算中用20抗压模量，底层拉应力计算时采用15抗压模量，允许拉应力计算时采用15劈裂强度。半刚性材料的设计龄期：水泥稳定类为3个月。参照室内混合料实验结果，结合国内已建成路面调查情况，确定各层材料设计参数见表1-3。 表1-3 构造设计参数 沥青混合材料设计参数层位材料名称级配类型20抗压回弹模量MPa15抗压回弹模量MPa15劈裂强度MPa1细粒式沥青砼AC-13C140020002中粒式沥青砼AC-2

5、0C120018003粗粒式沥青砼AC-25C10001400基层、底基层材料设计参数层位材料名称级配类型抗压回弹模量EMPa弯沉计算用抗压模量EMPa拉应力计算用劈裂强度MPa4水泥稳定碎石CCR150030005低剂量水稳碎石LCCR7001500注：上、中面层采用SBS改性。按设计弯沉计算路面厚度 初步结合以往施工及设计经历，拟定构造厚度：表1-4主线路面构造层位材料名称厚度(cm)级配类型1细粒式沥青混凝土SBS改性4AC-13C2中粒式沥青混凝土SBS改性6AC-20C3粗粒式沥青混凝土8AC-25C4水泥稳定碎石45%hCCR5低剂量水泥稳定碎石23%20LCCR总厚度设计弯沉综合

6、修正系数由式1-10初步计算F可取设计弯沉值代入计算：计算理论弯沉系数由式1-6，以设计弯沉值代替理论弯沉值反算可得： 计算基层厚度这是一个六层体系，求算基层厚度时，须先把所拟定的构造换算成当量三层体系，求出其中层厚度H(图1-1)，然后再按当量厚度换算公式求出h4求H: 由参数求得：h/=4/10.65=0.376；E2/E1=1200/1400=0.857，查图1-1得h/=4/10.65=0.376，E0/E2=41/1200=0.034，查图1-1得k1= 1.5;由L=k1k2，所以k2=L/(由K2=0.373；E0/E2=41/1200=0.034；h/=4/10.65=0.37

7、6，查图1-1得H/故 H=5.8*10.65=61.77 (cm)求h3：根据公式1-4：=h4=34.93(cm)取h4=35(cm)。验算上面层沥青混凝土底面的层底拉应力先把六层体系换算成当量三层体系。将h1，作为当量三层体系的上层厚度h，其模量采用15抗压回弹模量，其余各层仍用20抗压回弹模量或抗压回弹模量弯沉计算用，按公式1-161-18换算成当量层，组成当量的三层体系，见图1-7。=68.4(cm)计算当量三层体系上层底面最大拉应力。根据最新标准，本次设计，各构造层层间结合均为连续状态，查诺莫图1-3。由h/=4/10.65=0.376，E2/E1=1200/2000=0.6查图1

8、-3得0，表示该层底为压应力。由h/=4/10.65=0.376， E2/E1=1200/2000=0.6， E0/E2=41/1200=0.034，查图1-3得m10.8，查不出具体数值，表示m1非常小。由H/=68.4/10.65=6.423，E0/E2=41/1200=0.034， E2/E1=1200/2000=0.6，查图1-3得m20.9，查不出具体数值，表示m2非常小。 计算沥青混凝土面层底面的容许拉应力。由式1-7 =1.4/2.714=0.516MPa(0MPa)可见，沥青混凝土上面层的强度能满足要求。验算中面层沥青混凝土底面的层底拉应力先把六层体系换算成当量三层体系。将h1

9、，h2作为当量三层体系的上层厚度h，其模量采用15抗压回弹模量，其余各层仍用20抗压回弹模量或抗压回弹模量弯沉计算用，按公式1-161-18换算成当量层，组成当量的三层体系，见图1-7。=76.4(cm)计算当量三层体系上层底面最大拉应力。根据最新标准，本次设计，各构造层层间结合均为连续状态，查诺莫图1-3。由h/=10.1/10.65=0.948，E2/E1=1000/1800=0.556查图1-2得由h/=10.1/10.65=0.948，E2/E1=1000/1800=0.556， E0/E2=41/1000=0.041，查图1-3得m10.8，查不出具体数值，表示m1非常小。由H/=7

10、6.4/10.65=7.174，E0/E2=41/1000=0.041，E2/E1=1000/1800=0.556，查图1-3得m20.30，查不出具体数值，表示m2非常小。=0.07*0.8*0.31=0.017MPa=0.7*0.017=0.012MPa计算沥青混凝土面层底面的容许拉应力。由式1-7 =1.0/2.714=0.368MPa(0.012MPa)可见，沥青混凝土中面层的强度能满足要求。验算下面层沥青混凝土底面的层底拉应力先把六层体系换算成当量三层体系。此时AC-25沥青混凝土底下面层及其上各层，作为当量三层体系的上层厚度h，其模量采用15抗压回弹模量，其余各层仍用抗压回弹模量弯

11、沉计算用，按公式1-161-18换算成当量层，组成当量的三层体系，见图1-7。=18.8(cm)=43.6(cm)计算当量三层体系上层底面最大拉应力。根据最新标准，本次设计，各构造层层间结合均为连续状态，查诺莫图1-3。由h/=18.8/10.65=1.765，E2/E1=1500/1400=1.071查图1-2得0，表示该层底为压应力。由h/=18.8/10.65=1.765，E2/E1=1500/1400=1.071， E0/E2=41/1500=0.027，查图1-3得m10.8，查不出具体数值，表示m1非常小。由H/=43.6/10.65=4.094 ，E0/E2=41/1500=0.

12、027，E2/E1=1500/1400=1.071，查图1-3得m20.3，查不出具体数值，表示m2非常小。 计算沥青混凝土面层底面的容许拉应力。由式1-7 =1.0/2.714=0.368MPa(0MPa)可见，沥青混凝土下面层的强度能满足要求。(10)验算水泥稳定碎石基层的层底拉应力先把六层体系换算成当量三层体系。此时水泥稳定碎石基层及其上各层，作为当量三层体系的上层厚度h，其模量采用15抗压回弹模量或抗压模量拉应力计算用，其余各层仍用抗压回弹模量弯沉计算用，按公式1-161-18换算成当量层，组成当量的三层体系，见图1-7。=50.5(cm)=20(cm)计算当量三层体系上层底面最大拉应

13、力。根据最新标准，本次设计，各构造层层间结合均为连续状态，查诺莫图1-3。由h/=50.5/10.65=4.742，E2/E1=700/3000=0.233，查图1-2得=0.15。由h/=50.5/10.65=4.742，E2/E1=700/3000=0.233，E0/E2=41/700=0.059，查图1-3得m1=1.32。由H/=20/10.65=1.878，E0/E2=41/700=0.059，E2/E1=700/3000=0.233，查图1-3得m2=1.01。=0.15*1.32*1.01=0.200MPa=0.70*0.017=0.140MPa计算水泥稳定碎石基层底面的容许拉应

14、力。由式1-7 =0.5/1.599=0.313MPa(0.140MPa)可见，水泥稳定碎石基层的强度能满足要求。(11验算低剂量水泥稳定碎石底基层的层底拉应力先把六层体系换算成当量三层体系。此时水泥稳定碎石基层及其上各层，作为当量三层体系的上层厚度h，其模量采用15抗压回弹模量或抗压模量拉应力计算用，其余各层仍用抗压回弹模量弯沉计算用，按公式1-161-18换算成当量层，组成当量的三层体系，见图1-8。=50.5(cm)=20(cm)计算当量三层体系上层底面最大拉应力。根据最新标准，本次设计各构造层层间结合均为连续状态，查诺莫图1-4。由H/=20/10.65=1.878，E0/E2=41/1500=0.027，查图1-4得=0.166 。由E2/E1=1500/3000=0.5，H/=20/10.65=1.878，查图1-4得n1=1.13 。由h/=50.5/10.65=4.742，H/=20/10.65=1.878，E2/E1=1500/3000=0.5，查图1-4得n2=0.240。=0.166*1.13*0.240=0.045MPa=0.70*0.045=0.032MPa 计算低剂量水泥稳定碎石底基层底面的容许拉应力。由式1-7 =0.5/1.599=0.313MPa(0.032MPa)可见，低剂量水泥稳定碎石底基层的强度能满足要求。第 11 页