瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)算

1、新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求一、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)整體剛度、瀝青層或半剛性基層抗疲勞開裂和瀝青層抗變形的要求。應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)選擇路表彎沉值、 瀝青層層底拉應(yīng)變、半剛性材料基層層底拉應(yīng)力和瀝青層剪應(yīng)力作為瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1快速路、主干路和次干路采用路表彎沉值、瀝青層層底拉應(yīng)變、半剛性材 料基層層底拉應(yīng)力、瀝青層剪應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)。2支路可僅采用路表彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)。3可靠度系數(shù)可根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)研究成果選擇；當(dāng)無資料時(shí)可按下表取用可靠度系數(shù)變并水平導(dǎo)級(jí)標(biāo)町靠度（滋9590S5低1.05-1.101.03-1.06L.0-1.03中1 06-1 101.

2、0-1 061.06-1 10二、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)符合下列規(guī)定：1輪隙中心處路表計(jì)算的彎沉值應(yīng)小于或等于道路表面的設(shè)計(jì)彎沉值，應(yīng)滿 足下式要求：Ysd式中：Y瀝青路面可靠度系數(shù)；Is 輪隙中心處路表計(jì)算的彎沉值（0.01mm）；ld路表的設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）；2柔性基層瀝青層層底計(jì)算的最大拉應(yīng)變應(yīng)小于或等于材料的容許拉應(yīng)變,應(yīng)滿足下式要求：瀝青層層底計(jì)算的最大拉應(yīng)變;式中:Y £ t R £t£ R 瀝青層材料的容許拉應(yīng)變。3半剛性材料基層層底計(jì)算的最大拉應(yīng)力應(yīng)小于或等于材料的容許抗拉強(qiáng)度，應(yīng)滿足下式要求：Y om<R式中：om半剛性材

3、料基層層底計(jì)算的最大拉應(yīng)力（MPa）;oR路面結(jié)構(gòu)層半剛性材料的容許抗拉強(qiáng)度（MPa）。4瀝青面層計(jì)算的最大剪應(yīng)力應(yīng)小于或等于材料的容許抗剪強(qiáng)度，應(yīng)滿足下式要求：Y t W式中：t瀝青面層計(jì)算的最大剪應(yīng)力（MPa）;T瀝青面層的容許抗剪強(qiáng)度（MPa）。三、瀝青路面表面設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)累計(jì)當(dāng)量軸次、 面層和基層類型按下式計(jì)算確定：-0 2|d=600 Ne0.2Ac As Ab式中：Ac 道路等級(jí)系數(shù)，快速路、主干路為1.0,次干路為1.1,支路為1.2;As 面層類型系數(shù)，瀝青混合料為1.0,熱拌和溫拌或冷拌瀝青碎石、 瀝青表面處治為1.1;Ab基層類型系數(shù)，無機(jī)結(jié)合料類

4、（半剛性）基層 1.0,瀝青類基層 和粒料基層1.6。四、瀝青路面材料的容許拉應(yīng)變£ r 應(yīng)按下列公式計(jì)算確定：£ r =0.15 E m-1/310M / 4Nee-1 / 4M =4.84（0.69）Vb "式中：M瀝青混合料空隙率與有效瀝青含量的函數(shù)；Em瀝青混合料20 r動(dòng)態(tài)回彈模量（MPa）;Vb有效瀝青含量（%）;Va空隙率（）。五、半剛性材料基層材料的容許抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算:式中：e對(duì)于水泥穩(wěn)定類材料系指90d齡期的劈裂強(qiáng)度；對(duì)二灰穩(wěn)定類和石灰穩(wěn)定類材料系指180d齡期的劈裂強(qiáng)度；對(duì)于水泥粉煤灰穩(wěn)定 材料系指齡期120d齡期的劈裂強(qiáng)度（MPa）;K

5、s抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，應(yīng)依據(jù)結(jié)構(gòu)層的混合料類型按下列要求進(jìn)行計(jì)算:1）無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:K sr = 0.35 Nee0.11 A2）無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:K st = 0.45 Nee0.11 Ac六、瀝青混合料結(jié)構(gòu)層容許抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算:式中:瀝青混合料結(jié)構(gòu)層60°C抗剪強(qiáng)度（MPa）;Kr抗剪強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，對(duì)一般行駛路段Kr= 1.2 Ac；對(duì)交叉口和公交車停車站緩慢制動(dòng)路段K r =0.39 Np。15 /Ac；Np公交車停車站或交叉口設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)同一位置停車的累計(jì)當(dāng)量軸次。七、路面質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)對(duì)瀝青路面彎

6、沉進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)收， 并應(yīng)符合下列規(guī)定:1應(yīng)在不利季節(jié)采用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載實(shí)測(cè)輪隙中心處路表彎沉值，實(shí)測(cè)彎沉代表值應(yīng)按下式計(jì)算:I。（I。ZaS） Kg式中：Io路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉代表值（0.01mm）；10 路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉平均值（0.01mm）；S路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉標(biāo)準(zhǔn)差（0.01mm）；Za與保證率有關(guān)的系數(shù)，快速路、主干路 Za =1.645,其它道路瀝青路面 Za=1.5；K1季節(jié)影響系數(shù)，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定；K3溫度修正系數(shù)，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。2應(yīng)按最后確定的路面結(jié)構(gòu)厚度與材料模量，計(jì)算道路表面彎沉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)值la，實(shí)測(cè)彎沉代表值應(yīng)滿足下式要求：I。式中：la路表面彎沉檢測(cè)標(biāo)

7、準(zhǔn)值（0.01mm），按最后確定的路面結(jié)構(gòu)厚度與 材料模量計(jì)算的路表面彎沉值。3檢測(cè)代表彎沉值應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100的汽車實(shí)測(cè)路表彎沉值，若為非 標(biāo)準(zhǔn)軸載應(yīng)進(jìn)行換算。對(duì)半剛性基層結(jié)構(gòu)宜采用5.4m的彎沉儀；對(duì)柔性結(jié)構(gòu)可采用3.6m的彎沉儀測(cè)定。檢測(cè)時(shí)，當(dāng)瀝青厚度小于或等于 50mm時(shí)，可不進(jìn)行 溫度修正；其他情況下均應(yīng)進(jìn)行溫度修正。若在非不利季節(jié)測(cè)定，應(yīng)考慮季節(jié)修 正。4測(cè)定彎沉?xí)r應(yīng)以1km3km為一評(píng)定路段。檢測(cè)頻率視道路等級(jí)每車道每 10m50m測(cè)一點(diǎn)，快速路、主干路每公里檢測(cè)不少于80個(gè)點(diǎn)，次干路及次干路 以下等級(jí)道路每公里檢測(cè)不少于40個(gè)點(diǎn)。瀝青混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)軸載換算標(biāo)

8、準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)（BZZ-100）標(biāo)準(zhǔn)軸載P（KN ）100單輪壓面當(dāng)量直徑d（cm）21.30輪胎接地壓強(qiáng)P（MPa）0.7兩輪中心距（cm）1.5dN =送 sc? ni （旦）4.35根據(jù)公式（12-30）Pni 各級(jí)軸載作用次數(shù)；p 標(biāo)準(zhǔn)軸載；Pi 被換算車型的各級(jí)軸載；Cl軸數(shù)系數(shù)，cV 1.（ 口-1）m為軸數(shù)；c 輪組系數(shù)，雙輪組取為1 ；將各種不同重量的汽車荷載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載。車型軸重（KN）次數(shù)/日c1C2標(biāo)準(zhǔn)軸次/日江淮AL6600503001114.71095184黃海DD680602001121.67643885北京BJ130703001163.57666297東風(fēng)EQ1

9、408040011151.530981黃海JN1639049911315.540756東風(fēng)SP92510020011200總計(jì)865.4275468根據(jù)公式（12-31）N廠丄上3沐1（車道系數(shù)，取值0.45）推算設(shè)計(jì)年限期末一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 N e得:Ne(1+0.0413650.04865.43 0.45 =2846290=285 (萬次)、路面結(jié)構(gòu)方案方案一:細(xì)粒式瀝青混凝土 4cm 中粒式瀝青混凝土 6 cm 粗粒式瀝青混凝土 8 cm 水泥穩(wěn)定碎石25cm水泥石灰沙礫土層？土基細(xì)粒式瀝青混凝土 4cm中粒式瀝青混凝土 8 cm 粗粒式瀝青混凝土 15cm密集配碎石？ cm水泥

10、穩(wěn)定沙礫18cm土基路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)如下:材料名稱抗壓回彈模量劈裂強(qiáng)度(MPa 15°c咼溫時(shí)參數(shù)20C15CEv(MPa)C(MPa)<P細(xì)粒式瀝青混12181.27500.334凝土0000中粒式瀝青混10160.9600凝土0000粗粒式瀝青混凝土80012000.6500粉煤灰三渣6000.4600天然沙礫160160土基2727三、確定路面設(shè)計(jì)彎沉值查表得：Ac 公路等級(jí)系數(shù)，取1.0路面類型系數(shù)，取1.0九一一路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，取1.0=l600NeJ)'2AcAsA -600285 1041 1 1-30.7(0.01 mm)四、計(jì)算待求層厚度1、求理論彎

11、沉系數(shù)由公式（12-15）2p、E1iF其中,isF =1.63 2000、0.3836E0< p J21 3對(duì)于 BZZ-100: p =0.7 MPa，、：= 10.65cm2，ld = ls = 0.03cm30.70.381 f 21= 0.03, °.7 10.6 1.63120012000X0.65 丿0.7 丿0.36：| =4.782、計(jì)算基層與墊層的厚度將該多層體系換算為當(dāng)量三層體系如圖:細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7 cm粉煤灰三渣h2 E2= 600 MPa天然沙礫h3E3= 160MPa土基 E0 =27.0MPaE1y

12、 =1200MPa= 3cmE2y =800MPaHE0 =27MPa計(jì)算H:hii、10詁 °282 ；E2y _80O0.667 ；1200EoE1y27 = 0.0338E2y 800查課本圖12-10得a =8.2 ；K1 =1.35«l4.78K2 : K?0.43：K18.2 1.35H查課本圖 12-10 得6.10= H =6.10 10.65 = 64.97(cm)由：h 勺2 hh2.4E；7E7 h224E7E； h32.4UE；= H = 5 7 24800/1000 h224600/1000 館2：4160/1000 = 64.97二 0.808h

13、20.466h3 =53.591取墊層厚度h3為50cm 得h2為37.5cm,取38cm。五、驗(yàn)算整體性材料層底部的最大彎拉應(yīng)力。1、確定容許拉應(yīng)力二R根據(jù)公式（12-34）_KsJ 瀝青混凝土或半剛性基層的劈裂強(qiáng)度;Ks 抗拉強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)系數(shù)；對(duì)瀝青混凝土層的抗拉強(qiáng)度系數(shù)，KS =0.09Ne0.22/Ac細(xì)粒式=粗粒式=KsR1KsR2KsR3=遊竺皿A =2.3681.0cs 1.2s0.507(MPa)Ks 2.3680.09(2.85 x106)°.22 x1 _ 2 368°cs 0.8s0.338(MPa)Ks 2.368亠09(2.85 忖嚴(yán) * =2.60

14、5a 0s 匹 0.230( MPa) Ks 2.605對(duì)于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類的抗拉強(qiáng)度系數(shù),0.11KS =0.35Ne /Ac-Ks =0.35(2.85 106)011/1.0 = 1.795粉煤灰三渣層的容許拉應(yīng)力；R4s -40.223( MPa)Ks 1.795（由課本，均采用15C時(shí)的抗壓回彈模量計(jì)算）2、確定細(xì)粒式瀝青混凝土層底部的彎拉應(yīng)力細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7 cm粉煤灰三渣h2 E2= 600 MPa天然沙礫h3E3=160MPa將多層結(jié)構(gòu)換算為當(dāng)量三層體系:土基 Eo =27.0MPaE1y =1800MPa h-i 3cmE2

15、y= 1600MPa HEo =27MPaH = h12E13 / E12h2°.9 E2 / E12 hhj957 0.91200 /1600380.9 600 /1600500.9 160 /1600_ = 26.7cm30.9 E3/E12h11 10.65yE1y18003-0.28, 且 二1600 =0.89，旦 270.017E2y 1600查圖12-18得，二七0，表明該層層底承受彎曲拉應(yīng)力，自然滿足要求3、確定中粒式瀝青混凝土底部的彎拉應(yīng)力將多層結(jié)構(gòu)換算為當(dāng)量三層體系：細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7 cm粉煤灰三渣h2 E2=600

16、 MPa天然沙礫h3E3= 160MPa土基 E0 =27.0MPaE1y =1600MPaH1E2y =1200MPaH2E° =27MPa12001200H“ =h124 邱 / E12 = H 5 3 41800/1600 = 8.09cmH2 =h13 h20.9 E2 / E13 h30.9 E3 / 巳3丄 H2 二 7 3809 600 /12005009160 /1200 29.92cm8.0910.65-0.76，H2629.9210.65-2.81E1y12001600= 0.75,EoE2y271200-0.022512001200查圖12-18得，匚七0，表明

17、該層層底承受彎曲拉應(yīng)力，自然滿足要求4、確定粗粒式瀝青混凝土底部的彎拉應(yīng)力將多層結(jié)構(gòu)換算為當(dāng)量三層體系：細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7 cm粉煤灰三渣h2 E2= 600 MPa天然沙礫h3E3= 160MPa土基 E0 =27.0MPaEw =1200MPaH1E2y 二 600MPaH2E0 =27MPa12001200比=03 'h124 E12/E13 hn4 曰 /E13 = H1 二 7 5 4 1600/1200 3 41800/1200 =15.7cmHh2 IV9 E3 / E2 = H2 = 38 5O0916O/6OO 二 49.

18、5cm15.710.65= 1.47H2649.510.65=4.65E1y叫0.5E2y600= 0.04512001200查圖 12-18得，二=0.15、mi =1.15、m2 =0.551200=、=m3 = 0.7 ；mim2 =0.7 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )5、確定粉煤灰三渣底部的彎拉應(yīng)力將多層結(jié)構(gòu)換算為當(dāng)量三層體系：600750=、=m3 = 0.7 ；mim2 =0.7 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )600750=、=m3 = 0.7 ；mim2 =0.7

19、 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7 cm粉煤灰三渣h2 E2=600 MPa天然沙礫haE3=160MPa土基 E。=27.0MPaE1y = 600MPaH1E2y =160MPaH2E0 =27MPa600750=、=m3 = 0.7 ；mim2 =0.7 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )Hi =hhi34 E13 /E2h24E12/ E2hn 4邱/ E?二 H 38+ 7 41200/600 5 41600/6

20、00 3 41800/600 = 56.7cmH2 =h3= H2 = 50cm56.710.65-5.32，H2d5010.65= 4.70E2y，E1y27160-0.169600750=、=m3 = 0.7 ；mim2 =0.7 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )600750=、=m3 = 0.7 ；mim2 =0.7 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )查圖 12-19 得，二=0.2g =1.06m2 =0.88二;m4 = 0.7；m1m2 = 0.7 0.1 1.0 0.4

21、= 0.028MPa ：二R4 = 0.223(MPa)綜上，該瀝青路面以及基層都符合彎拉應(yīng)力的要求。六、路面表面剪應(yīng)力驗(yàn)算。將多層結(jié)構(gòu)換算為當(dāng)量三層體系：細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7 cm粉煤灰三渣h2 E2= 600 MPa天然沙礫h3E3= 160MPa土基 E0 =27.0MPaEv1 二 750MPa3 cmEv2 =600MPaHE° =27MPa600750=、=m3 = 0.7 ；mim2 =0.7 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )600750=、=m3 = 0.7 ；mim2

22、 =0.7 0.15 1.15 0.55 = 0.066MPa ：二R3 = 0.230(MPa )h32.4 Ev3 / Ev12= h12h132.4Ev13/Ev12人22.怎&2h _3:10.65-0.2878.310.65= 7.35，Ev2Ev1-0.8EoEv227600=0.045= H= 5+ 7 2.4 500 / 600 38 2.4 600 / 600 50 2.4160 / 600 = 78.3cm600750查圖 12-21、12-22 得：c (0.3) =1.126 ,幾=1.032 ,嘉=0.980m(0.3) =0.417 ,1 =1.06 ,2=0.94二 m(0.3) =p.m(0.3) 1 2 =0.7 0.417 1.06 0.94=0.29MPa= (0.3) = p；(0.3)二2 =0.7 1.126 1.032 0.98 =0.80MPa1、停車場(chǎng)、交叉口等緩慢制動(dòng)處(f =0.2時(shí))：最大剪應(yīng)力、最大壓應(yīng)力：二 m(0.2) = m(0.3) 1.3(f -0.3)p =0.29 1.3 (0.2 -0.3) 0.7 = 0.1