路基路面計(jì)算書

1、.路面設(shè)計(jì)1瀝青路面設(shè)計(jì)原則（1）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將路基路面作為一個(gè)整體考慮，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)；（2）在滿足交通量和使用要求的前提下，應(yīng)遵循“因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資”的原則進(jìn)行路面設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠的方案；（3）應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐基礎(chǔ)，積極推廣成熟的科研成果，積極、慎重地運(yùn)用行之有效的新材料、新工藝、新技術(shù)；（4）路面設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮沿線環(huán)境的保護(hù)、自然生態(tài)的平衡，有利于施工、養(yǎng)護(hù)工作人員健康與安全；（5）為確保工程質(zhì)量，應(yīng)盡可能選擇有利于機(jī)械化、工廠化的設(shè)計(jì)方案；（6）對(duì)于

2、地處不良地基的路段，為了適應(yīng)路基沉降、穩(wěn)定周期較長(zhǎng)的特點(diǎn)，路面結(jié)構(gòu)可以遵循“一次設(shè)計(jì)，分期修建”的方案，即在路基沉降、穩(wěn)定期內(nèi)（3-5年），根據(jù)交通量增長(zhǎng)規(guī)律，分幾次修建，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，這樣既適應(yīng)交通量不斷增長(zhǎng)的需要，又提高了投資效益，最終保證了路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。2瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原始資料：擬修建一條一級(jí)公路，根據(jù)調(diào)查研究預(yù)計(jì)通車后，公路沿線年交通量平均增長(zhǎng)率=6%。土質(zhì)為粘性土，土基回彈模量。試按設(shè)計(jì)彎沉控制，設(shè)計(jì)路面結(jié)果。計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次，確定設(shè)計(jì)彎沉，路面擬采用瀝青混凝土面層，設(shè)計(jì)年限為15年。 交通量表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距

3、（m）交通量太湖XQ64133671雙-560東風(fēng)AS141DL2568.31雙 300黃河JN15049.00101.601雙540交通SH36160.00110.002雙 3120長(zhǎng)征XD16042.685.22雙3325 2.2軸載分析軸載計(jì)算 路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載（1）以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次 軸載換算：軸載換算采用如下的計(jì)算公式：四車道的車道系數(shù)是0.40.5，取0.45： 其中： N 標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次，次/日； 被換算車輛的各級(jí)軸載作用次數(shù)，次/日； P標(biāo)準(zhǔn)軸載，kN； 被換算車輛的各級(jí)軸載，kN； K被換算車輛的類型數(shù)； C2

4、軸載系數(shù)，m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距離大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，應(yīng)考慮 軸數(shù)系數(shù)； C1輪組系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1，四輪組為0.38。軸載換算計(jì)算表 車型軸載1C2niNi太湖XQ641CA10B前33115604.50后671198.0東風(fēng)AS141DL前25113000.7后68.311106.6黃河JN150前49.001154024.2后69.2011108.8交通SH361前49.00111205.38后101.6012.2282.87長(zhǎng)征XD160前59.501115015.6后115.0012.2606.1黃海DD690前50.001132515.

5、9后55.101248.6N=1316.55注：軸載小于25KN的軸載作用不計(jì)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次車型軸載pi1C2niC1c2n(pi/p)8太湖XQ641CA10B前33115600后671122.7東風(fēng)AS141DL前25113000后68.31114.2黃河JN150前49.00115400后69.201128.39交通SH361前49.00111200后101.6013408.7長(zhǎng)征XD160前59.50111502.356后115.00131376黃海DD690前50.00113250后55.10138.16N=1988.3軸載小于50kn的軸載作用不計(jì)。 累計(jì)當(dāng)量軸次 = 50332

6、73.（2）確定路面等級(jí)由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范表A1可查得四車道的車道系數(shù)為0.4-0.5，取0.45，累計(jì)當(dāng)量軸次 912萬次萬次由以上數(shù)據(jù)可知路面等級(jí)應(yīng)為高級(jí)，面層類型為瀝青路面。（3）初擬結(jié)構(gòu)組合和材料選取由表A1可查得一級(jí)公路的瀝青層推薦厚度為1015，取15，初擬結(jié)構(gòu)層如下所示：面層 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 中粒式瀝青混凝土 5 粗粒式瀝青混凝土 6基層 水泥穩(wěn)定碎石 20底基層 水泥石灰穩(wěn)定砂礫 25土 基（4）各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度查規(guī)范得各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度，抗壓模量取20的模量，各值均取規(guī)范范圍的中值，因此得20的抗壓模量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表： 路面材料指標(biāo) 材料種類抗壓

7、模量劈裂強(qiáng)度細(xì)粒式瀝青混凝土14001.2中粒式瀝青混凝土12001.0粗粒式瀝青混凝土9000.8水泥穩(wěn)定碎石15000.6水泥石灰穩(wěn)定砂礫5500.42.3設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定該路段處于4區(qū)，為粘性土由規(guī)范查得，當(dāng)路基處于干燥狀態(tài)時(shí)，粘質(zhì)土的平均稠度為1.0，查表得土基回彈模量為35.5MPa。對(duì)于一級(jí)公路，瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 （1）設(shè)計(jì)彎沉值該公路為一級(jí)公路,公路等級(jí)系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層的總厚度大于20，所以基層類型系數(shù)取1.0。由瀝青規(guī)范公式設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）N設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量軸載通行

8、次數(shù)；A公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0，二級(jí)公路為1.1，但、四級(jí)公路為1.2。A面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0，熱拌瀝青碎石、冷拌瀝青碎石、瀝青表面處治為1.1。A路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，剛性基層、半剛性基層瀝青路面為1.0，柔性基層瀝青路面為1.6。（2） 各層材料的容許層底拉應(yīng)力 路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（MPa）；路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限N次加載的疲勞彎拉應(yīng)力（MPa）；抗拉強(qiáng)度系數(shù)。細(xì)粒式瀝青混凝土： 中粒式瀝青混凝土： 粗粒式瀝青混凝土： 水泥穩(wěn)定碎石： 水泥石灰穩(wěn)定砂礫： 設(shè)計(jì)指標(biāo)匯總表 材料名稱厚度 h(cm) 20模量（MPa） 15模量（

9、MPa）容許拉應(yīng)力細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土4140020000.447中粒式密級(jí)配瀝青混凝土5120016000.372粗粒式密級(jí)配 瀝青混凝土690012000.298水泥穩(wěn)定碎石20150015000.314水泥石灰穩(wěn)定砂礫255505500.1624.2.4路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用雙圓均布垂直荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系理論進(jìn)行計(jì)算，路面荷載及計(jì)算點(diǎn)如圖所示。路面荷載及計(jì)算點(diǎn)圖示路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以路面容許回彈彎沉值和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)整體承載力與抵抗疲勞開裂的要求。確定設(shè)計(jì)層厚度及層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算（1）確定設(shè)計(jì)層厚度路表設(shè)計(jì)彎沉值按以下公式計(jì)算：

10、（7-5） （7-6）式中：路面實(shí)測(cè)彎沉值（0.01mm）； 彎沉綜合修正系數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)軸載的輪胎壓強(qiáng)。；標(biāo)準(zhǔn)軸載單輪輪跡當(dāng)量圓半徑；理論彎沉系數(shù)。求得的=27.4mm，查資料可得=0.7Mpa，=10.65cm令實(shí)際彎沉值，則彎沉綜合修正系數(shù)故理論彎沉系數(shù)我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中以路表彎沉值為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量，對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為20，將多層體系照彎沉等效的原則換算為按三層體系，如圖7-2所示：圖7-2 三層體系轉(zhuǎn)換圖一則中層厚度H的換算公式為：由 ， 查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖可得，。 由計(jì)算理論彎沉的公式可得： 故 查諾謨圖可得， 故 由此可解得： 取25cm。

11、（2）驗(yàn)算各材料層層底彎拉應(yīng)力由于設(shè)計(jì)公路為高速公路，故對(duì)瀝青混凝土面層、半剛性基層、底基層都應(yīng)進(jìn)行拉應(yīng)力的驗(yàn)算。a）驗(yàn)算瀝青混凝土面層底面的彎拉應(yīng)力我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中以結(jié)構(gòu)層層底彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量，對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為15，將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如圖7-3所示：圖7-3 三層體系轉(zhuǎn)換圖二 由三9面彎拉應(yīng)力系數(shù)計(jì)算諾謨圖可得： 查諾謨圖可得： 故瀝青混凝土面層底面的最大拉應(yīng)力=，滿足要求。b）驗(yàn)算半剛性基層底面的彎拉應(yīng)力將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如圖7-4所示：圖7-4 三層體系轉(zhuǎn)換圖三由三層體系中層

12、底面彎拉應(yīng)力系數(shù)計(jì)算諾謨圖可得： 查諾謨圖可得： 故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力=，滿足要求。c）驗(yàn)算底基層底面的彎拉應(yīng)力將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如圖7-5所示：圖7-5 三層體系轉(zhuǎn)換圖四由三層體系中層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)計(jì)算諾謨圖可得： 查諾謨圖可得： 故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力=，滿足要求。1路表彎沉值驗(yàn)算 輪隙中心處（A點(diǎn)）路表計(jì)算彎沉值小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值，即： 通過Hpds軟件計(jì)算結(jié)果得到路表彎沉值為25.2（0.01mm）。 滿足設(shè)計(jì)要求=25.2=27.2層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 輪隙中心（C點(diǎn)）或單圓荷載中心處（B點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力，即：根據(jù)Bi

13、sar計(jì)算結(jié)果確定層底拉應(yīng)力是否滿足。驗(yàn)算結(jié)果如下表。路面厚度設(shè)計(jì)結(jié)果 結(jié)構(gòu)層材料抗壓模量(MPa)厚度(cm)層底拉應(yīng)力(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)細(xì)粒式瀝青混凝土14004-0.2280.445中粒式瀝青混凝土12005-0.0530.375粗粒式瀝青混凝土9006-0.0410.300水泥穩(wěn)定碎石150020.1260.298水泥石灰穩(wěn)定砂礫550250.0780.154土 基40按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : LD= 27.4 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 28.4 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 25.2 (0.01mm) H( 4

14、 )= 220 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= 220 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 4 )= 220 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 4 )= 220 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 4 )= 220 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 4 )= 220 mm(第 5 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:-細(xì)粒式瀝青混凝土 4 cm-中粒式瀝青混凝土 5cm-粗粒式瀝青混凝土 6 cm-石灰土穩(wěn)定碎石 25 cm -水泥石灰穩(wěn)定砂礫 25 cm-土基 路基設(shè)計(jì)路基防護(hù)與加固工

15、程一、路基組成路基由三部分建筑物構(gòu)成路基本體、 路基防護(hù)和加固建筑物、 路基排水設(shè)備。1.路基本體是指各種斷面形式中的填挖部分，即直接鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)并承受列車荷載的部分。例如：路堤、路塹等承重的主體建筑物2.路基排水設(shè)施 排除地面水的排水溝、側(cè)溝、天溝；排除地下水的排水槽、滲水暗溝、滲水隧洞等3.路基防護(hù)和加固建筑物 擋土墻、護(hù)坡等二、路基設(shè)計(jì)的一般要求綜合設(shè)計(jì),包括選擇合適的路基橫斷面形式和各項(xiàng)附屬設(shè)施。設(shè)計(jì)要符合環(huán)保、地質(zhì)、水文等要求； 地質(zhì)條件、地址參數(shù)明確； 避免高路堤與深路塹；提倡采用成熟的新技術(shù)、新材料和新結(jié)構(gòu)；符合經(jīng)濟(jì)性的要求典型橫斷面:路堤：指用巖土填筑而成的結(jié)構(gòu)物。路塹：指全部

16、在原地面開挖而成的結(jié)構(gòu)物。半填半挖橫斷面：指原地面橫坡度較大，且路基較寬，往往需要一側(cè)挖，一側(cè)填筑而成的結(jié)構(gòu)物。較多適用于山區(qū)、丘陵區(qū)。三、一般路基設(shè)計(jì)包括如下內(nèi)容： 1、選擇路基橫斷面形式，確定路基寬度與高度； 2、選擇路基填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)； 3、確定邊坡形狀與坡度； 4、路基排水系統(tǒng)布置與排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 5、坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)； 6、附屬設(shè)施設(shè)計(jì)路基橫斷面設(shè)置路基設(shè)計(jì)寬度根據(jù)設(shè)計(jì)通行能力和交通量大小而定，一般每個(gè)車道寬度為3.503.75m，。城鎮(zhèn)近郊和技術(shù)等級(jí)高的公路，路肩盡可能寬，一般13m，并鋪筑硬路肩，以保證路面行車不受干擾。公路等級(jí)為一級(jí)，車道數(shù)為四車道，車速為100km/h 四車

17、道的路基寬度一般值為26m,最小值為24m，取設(shè)計(jì)車道寬度為3.75m，得總車道寬度為3.75415m，取左右硬路肩寬度各為3m，土路肩0.75m，中央分隔帶寬度為3.5m，總計(jì)26m。路堤基底應(yīng)在填前應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)，其壓實(shí)度（重型）應(yīng)93；當(dāng)路堤高度小于路床厚度（80cm）時(shí)，基底壓實(shí)度不宜小于96。當(dāng)路床填料CBR值達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用石灰等固化材料改善或換填處理。半填半挖及路線縱向填挖結(jié)合處，先在填方一側(cè)地面線開挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度1.02.0m，向內(nèi)傾斜2%4%橫坡，一直開挖臺(tái)階至挖方斷面，并夯實(shí)。填方路基地面橫坡陡于1:5時(shí)，亦作同樣處理?？v向填挖銜接處應(yīng)設(shè)置過渡段，過渡段內(nèi)宜采用較好的

18、砂礫土、砂類土、碎石填筑。四、路基的排水設(shè)計(jì)的布置1.在路面平面圖上繪出必要的路塹坡頂線和路堤坡腳線，標(biāo)明路側(cè)棄土堆和取土坑的位置等。2在路基的上側(cè)山坡上設(shè)置截水溝攔截地表徑流。為提高截留效果，減少工程造價(jià)，截水溝宜大體沿等高線布置。路塹上側(cè)有棄土堆時(shí)，棄土堆應(yīng)該連續(xù)而不中斷，并在其上方設(shè)置截水溝。下坡一側(cè)的棄土堆，應(yīng)每隔50100設(shè)不小于1m寬的缺口，以利于排水。3在路基兩側(cè)按需要設(shè)置邊溝或利用取土堆匯集并排除道路表面的水，已使路基經(jīng)常保持干燥。4講截水溝引排到制定的低地河溝或橋涵等處排水溝應(yīng)力要求短捷離路基盡可能遠(yuǎn)些 。并與其他排水通道相連。5選定橋涵的位置，使這些溝渠同橋涵連成排水網(wǎng)絡(luò)。對(duì)穿過路基的河溝，應(yīng)設(shè)置橋涵，不要輕易改溝并涵。6若有地下水危害路基，應(yīng)設(shè)地下排水設(shè)施，并與地面排水系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。路面排水設(shè)計(jì)路面采用分散排水方式，路面水由路拱橫坡直接流出。填方段路面水順邊坡流至坡腳外邊溝，挖方路段路面水流至邊溝，由邊溝引至自然溝渠及附近橋梁、涵洞；中間帶設(shè)置縱向盲溝路基排水設(shè)計(jì)一般填方路基地段，在邊坡外1米處設(shè)置80cmX80cm的梯形邊溝（見排水設(shè)計(jì)），挖方路塹段設(shè)置現(xiàn)澆C20矩形混凝土邊溝，在主線與其他道路交叉口處根據(jù)實(shí)際地形及