路基路面工程沥青路面课程设计

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1、目录1 路基路面工程课程设计任务书12轴载计算22.1代表轴载见2-1表22.2轴载换算22.2.1当以设计弯沉值为指标和沥青层的层底拉力验算22.2.2各种被换算车辆的作用次（次/日）32.3计算设计年限内一个车道上累计当量轴次43初拟路面结构54路面材料配合比设计和设计参数的确定54.1材料的确定54.2路面材料抗压回弹模量的确定64.2.1沥青材料抗压回弹模量的确定64.2.2半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定64.3材料劈裂强度的测定65验算拟定方案65.1计算各方案的弯沉值75.2抗拉强度结构系数Ks及容许拉应力R计75.3设计方案验算8中湿路段 E0=35MPa86验算防冻层厚度1

2、27 方案比选128 电算过程(HPDS2003).139 路面结构施工图172轴载计算2.1代表轴载见2-1表 表2-1汽车车型前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（cm）交通量（辆/d） 桑塔纳6217五十铃14.0028.0011010702解放CA10B19.4060.851205577黄河JN15049.00101.601202280黄河JN16259.50115.00120479交通SH36160.002*11022130462.2轴载换算轴载换算以弯沉值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的层底拉力为设计标准2.2.1当以设计弯沉值为指标和沥青层的层底拉力验算 式中：标准

3、轴载的当量轴次（次/日） 各种被换算车辆的作用次（次/日） 标准轴载（kN） 各种被换算车型的轴载（kN） 轴数系数 论组系数，双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38 当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，此时轴系数为1，当轴间距小于3m时，双轴或多轴按C+1.2（m-1）计算，m为轴数。前轴车型前轴数C1C2ni（次/日）P1 (kN)P(kN)N五十铃116.4107021410013.222解放CA10B116.4557719.410028.480黄河JN150116.4228049100655.342黄河JN162116.447959.5100320.379交通SH361116

4、.4466010031.908累计1049.331后轴车型后轴数后轴轮组数C1C2Ni(次/日）P1(kN)P(kN)N五十铃1116.41070228100269.639解放CA10B1211557760.85100642.590黄河JN15012112280101.61002442.990黄河JN1621211479115100879.774交通SH361223.2146110100222.826累计4457.819N1=4457.819+1049.331=5507.152.2.2当进行以半刚性层底拉应力为设计指标轴数系数 轮组系数，双轮组为1.0，单轮组18.5，四轮组0.09对于轴间距

5、小于3m的双轴或多轴的轴数系数按计算，m为轴数前轴车型前轴数|C1C2ni（次/日）P1(kN)P(kN)N五十铃1118.510702141000.029解放CA10B1118.5557719.41000.207黄河JN1501118.5228049100140.177黄河JN1621118.547959.5100130.114交通SH3611118.5466010014.294累计284.821后轴车型后轴数后轴轮组数C1C2Ni(次/日）P1(kN)P(kN)N五十铃111110702281007.480解放CA10B1211557760.85100104.830黄河JN15012112

6、280101.61002588.717黄河JN16212114791151001465.272交通SH361222146110100197.210累计4363.509N1=284.82+4363.51=4648.332.3计算设计年限内一个车道上累计当量轴次年份增长系数*365*第一年到本年份增长系数的积1114621.0728156.62931.0728168.03141.0728180.26451.0728193.38761.0728207.46671.0728222.56981.0728238.77291.0728256.155101.0728274.803111.0728294.809

7、121.0728316.271131.0728339.295141.0728363.996151.0728390.495合计：3748.942Ne=N13748.942=2.06107Ne=N13748.942=1.74107换算方法沥青层的层底拉力验算时半刚性材料的层底拉力验算时累计交通轴次2.061071.74107可知，为特重交通等级。3初拟路面结构结合已有工程经验与经典构造，拟定了两个结构方案，根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能因素，初步确定路面结构组合与各厚度如下：方案一：4cm 中粒式AC 8cm 粗粒式AC ? 沥青稳定碎石基层38cm级配碎石以沥青稳

8、定碎石基层为设计层。方案二：6cm中粒式AC 8cm粗粒式AC25cm水泥稳定碎石 ？二灰土以二灰土为设计层。4路面材料配合比设计和设计参数的确定4.1材料的确定刚性材料、柔性材料取自沿线料场集合料沥青选自A级90号，技术指标符合公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）相关规定。4.2路面材料抗压回弹模量的确定4.2.1沥青材料抗压回弹模量的确定 拟定20和15的抗压回弹模量，见表3-1 沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值 表3-1材料名称20抗压回弹模量（Mpa）15抗压回弹模量（Mpa）中粒式沥青混凝土12001800粗粒式沥青混凝土10001200密集配沥青碎石12001400

9、4.2.2半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定拟定材料抗压回弹模量，见表3-2 半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值 表3-2材料名称20抗压回弹模量（Mpa）15抗压回弹模量（Mpa）水泥稳定碎石15003600级配碎石400400二灰土75024004.3材料劈裂强度的测定根据路基路面表14-15和表14-16确定材料劈裂强度，见表3-3 路面材料劈裂强度 表3-3材料名称中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土密集配沥青碎石水泥稳定碎石二灰土劈裂强度1.00.80.60.50.35验算拟定方案5.1计算各方案的弯沉值路面的弯沉值由下式求出 式中：设计弯沉值（mm） 设计年限内一个车道累计

10、当量标准轴载通过次数 公路等级系数，高速公路、一级公路取1.0，二级公路为1.1，三四级公路为1.2 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、上拌下贯或灌入式路面、理清处治为1.1 路面结构系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6，若基层由柔性材料和半刚性材料组合而成，则位于两者之间，通过线性内插决定。表4-1各方案弯沉值方案基层类型ACASABLD=600Ne-0.2 AC AS AB一柔性111.633.1二半刚性111.020.75.2抗拉强度结构系数Ks及容许拉应力R计 （沥青混凝土面层） （无机结合料稳定集料） （无机结合料稳定细

11、粒土） 序号结构层材料名称NeAC劈裂强度Ks值容许拉应力(MPa)1中粒式沥青混凝土2.0610711.03.660.272粗粒式沥青混凝土20610710.83.660.223密集配沥青碎石2.0610710.63.660.164水泥稳定碎石1.7410710.52.190.235二灰土1.7410710.32.820.115.3设计方案验算方案一验算： 结构厚度计算结果序号结构层材料名称20抗压模量（Mpa）15抗压模量（Mpa）劈裂强度（Mpa）厚度（cm）层底拉应力（MPa）容许拉应力（Mpa）均值均值1中粒式沥青混凝土120018001.0400.272粗粒式沥青混凝土100012

12、000.8800.223密集配沥青碎石120014000.6180.150.164级配碎石400400-38-5土基35- 单轴双轮组 弯沉修正系数 查表得，又 得 由及，查表得得故密集配沥青碎石厚度为2） 结构层底拉应力验算(1) 中粒式沥青混凝土层底拉应力 ， ， ， ，查表得，即沥青上面层层底受压应力(2) 粗粒式沥青混凝土底拉应力, , , 查表得，所以(3) 密集配沥青碎石层底拉应力 查图得，,=0.71.160.730.26=0.15满足要求(4) 级配碎石层底拉应力由（3）查表：=0.71.040.430.18=0.06满足要求验算方案二 结构厚度计算结果序号结构层材料名称20抗

13、压模量（Mpa）15抗压模量（Mpa）劈裂强度（Mpa）厚度（cm）层底拉应力（MPa）容许拉应力（Mpa）均值均值1中粒式AC120018001.0600.272粗粒式AC100012000.8800.223水泥稳定碎石150036000.5250.040.234二灰土75024000.3360.100.115土基35-单轴双轮组 弯沉修正系数 查表得，又 查表得 由及，查表得得故二灰土厚度为2） 结构层底拉应力验算(1) 中粒式沥青混凝土层底拉应力 ， ， ， ，查表得，即沥青上面层层底受压应力(2) 粗粒式沥青混凝土底拉应力, , , 查表得，所以(3)水泥稳定碎石底拉应力 ，查图得， =0.71.810.40.08=0.04满足要求（4）二灰土层底拉应力由（3）查表：=0.71.130.40.31=0.10满足要求6验算防冻层厚度 方案一：沥青层厚度12cm总68cm，满足防冻大于50cm要求。方案二：沥青层厚度14cm总75cm，满足防冻大于50cm要求。7 方案比选从经济方面考虑，方案二经济投入较小，但是方案一是柔性路面，在应力应变传递协调过度方面比较顺利，结构排水良好。方案二半刚性基层路面表面易开裂形成较多横向裂缝，减小寿命。故选方案一。 12