新建瀝青混凝土路面設(shè)計.

1、1新建瀝青混凝土路面設(shè)計1.1設(shè)計資料1.1.1 工程概況濟微公路是濟南至濟寧微山的一條重要通道， 濟微路寧陽境路段，近年來交 通量迅速增多，車輛超載嚴重，造成路面大面積破壞，已不能適應(yīng)日益增長的交 通量的需要，制約了沿線地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，路面改造勢在必行。1.1.2 路線路線的起點為肥城與長清界，往南經(jīng)肥城老城、新城、儀陽、安臨站、安駕莊，跨汶河進入寧陽境，經(jīng)伏山、寧陽縣城，到達終點寧陽與汶上界，路線全長73.6公里。路線所經(jīng)地區(qū)為平原微丘區(qū)，地形起伏平緩。全線按二級公路設(shè)計，設(shè)計速度采用80km/h。1.1.3 路面及地理特征路面橫坡度采用1.5 %，路肩橫坡為1.5%。根據(jù)各路段的實際情況

2、，路面結(jié) 構(gòu)采用以下形式：對路面破壞嚴重及縱斷面設(shè)計后采用路面補強不合要求的路段，采用新建路面結(jié)構(gòu)。該地區(qū)多年平均凍深 60cm補強采用瀝青混凝土路面，原路面表面伴 有較嚴重的各種裂縫、坑槽、松散等破壞現(xiàn)象；原路面面層結(jié)構(gòu)為：2cm (AC-10I)細粒式瀝青混凝土+ 4cm (AM-20中粒式瀝青碎石；基層為 32cm的二灰穩(wěn) 定碎石，底基層為16cm的水泥穩(wěn)定土，土基為中濕狀態(tài)。地理特征：沿線土多為粉質(zhì)土，地下水位埋藏較深，路槽底面距地下水位的高度均在2.9m以上。沿線有碎石、石灰、水泥供應(yīng)，并有一火電廠可供粉煤灰。1.1.4 交通量資料:項目小貨車中貨車大貨車小型客 車中型客車大型客車載

3、貨掛車2006年測日交通量980790750720280280550采用車 型BJ-130CA-10BJN-150BJ-130BJ-130CA-10BJN-150交通量年增長率為5%預(yù)計2009年通車運行舊路改建交通量資料項目小貨車中貨車大貨車小型客 車中型客車大型客 車載貨掛 車2006年測日交通量840810780680300265510采用車 型BJ-130CA-10BJN-150BJ-130BJ-130CA-10BJN-1501.1.5舊路面回彈彎沉值資料：2007年9月份對該公路進行結(jié)構(gòu)評定，用標(biāo)準(zhǔn)車BZN 100實測彎沉值，測 定時路表溫度為25C，統(tǒng)計結(jié)果如下：K5 +00020

4、8.8k6+000364.8k7+000237.6+100180.2+100290.0+100254.4+200148.8+200189.0+200231.2+300177.6+300160.8+300201.6+400198.6+400196.8+400256.0+500242.4+500242.0+500286.6+600231.8+600309.6+600271.6+700220.8+700343.2+700295.2+800232.8+800350.4+800235.2+900289.2+900225.6+900208.8K8+000302.41.2確定路面等級和面層類型1.2.1以設(shè)

5、計彎沉為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次數(shù)計算(確定路面等級)車型前軸重(KN )后軸重(KN )后軸數(shù)輛/日BJ13013.5527.211980CA10B19.460.8511070JN15049101.611300(1)軸載換算各級軸載P的作用次數(shù)ni，勻應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。勻應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)No根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范公式 3.1.2-1N 八 Ci,iC2,ini (旦廣35i 4p式中：N 標(biāo)準(zhǔn)軸次的當(dāng)量軸次，次/日；Ni被換算車型的各級軸載作用次數(shù)，次/日；Ci軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距大于 3m寸，應(yīng)按單獨的一個軸計

6、算，此時軸數(shù)系數(shù)為1；當(dāng)軸間距小于3m寸，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計算：C1=1+1.2(m-1)(1.3)m軸數(shù)C2輪組系數(shù),單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。p 標(biāo)準(zhǔn)軸載，KNPi 被換算車型的各級軸載，KNBJ1303#C1,iC2,i ni (P)4.35#13 5527 2=1 6.4 1980 ()4.35 1 1 1980 ( )4.35 =8.99(次)100100 CA10Bk4.35N 八C1,iC2,i ni(P)i呂P=1 6.4 1070 (空)4"5 1 1 1070 (60.85)4=128.75(次)100 100 JN150kpN 八C

7、1,iC2,ini(P)4.35i 3P=1 6.4 1300 (49.00 )4.35 1 1 1300 (仙.60)4.35 =仃66.60(次)100 100(2)設(shè)計年限累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)5擬建二級公路，路面的設(shè)計年限為 12年，車道系數(shù)取n =0.5年增長率為5%寸的計算起算年 Ni = N(1)3 =1904.34 (1 0.05)3 = 2204.51 (次)n365(1 門叫r12365 (1 5%) " 2204.51 0.5 =6403827.29(次)5%Ne=6403827.29(次)>4000000(次)故應(yīng)屬于高級路面。1.2.2以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的

8、層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時(1)軸載當(dāng)量換算各級軸載P的作用次數(shù)ni ,勻應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)NkIIN = ' Ci,i C2ni (i =1PiPBJ130N 八 Ci©i 113 527 2=1 18.5 1980 ()8 1 1 1980 ()8 = 0.06(次)100100CA10Bk (N 八 C1,i C2,ii ±呻)=1 18.5 1070 (空)8 1 1 1070 C6085)8 =20.15(次)100 100JN150k (N C1,i C2,ii ±n(R)749.00 8101.68 a i-i-i- cu/、

9、/3=1 18.5 1300 ()8 1 1 1300 ()8 =1555.95(次)100 1001.2.4 N 和N'匯總得下表：車？型R (kn)ni(輛/日)N(次)Ne (次)Gk-./ Pi、4.35N =送 &22,口()i±PC'1C'2N = £ GC2,i ni(-BJ130前軸13.55198016.42.12118.50.004后軸27.21980116.87110.06CA10B前軸19.40107016.45.46118，50.04后軸60.85107011123.291120.11JN150前軸49.001300

10、16.4373.66118.579.93后軸101.601300111392.94111476.02合計1904.341576.16(2)累計當(dāng)量軸次年增長率為5%寸的計算起算年 M =N(1)3 =1576.16 (1 0.05)1825.3 (次)心365 (1 r)t-1rN1#12365 (1 5%)5%弐 1825.3 0.5 = 5302269.41(次)故該值可用來計算半剛性基層層底的拉應(yīng)力驗算(3)結(jié)構(gòu)組合與材料選取根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)并考慮到公路沿途有大量碎石、砂、石灰、水泥等供應(yīng)， 路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土 8cm本設(shè)計采用二層式瀝青，表層采用中粒式開 級配瀝青混凝土，厚度(

11、4cm)下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土，厚度(4cm， 基層采用水泥穩(wěn)定碎石20cm底基層采用石灰土。9#1.2.3路面設(shè)計彎沉值的計算6000.2AcAsAb#Ac :公路等級系數(shù)二級公路取1.10;A s：面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0:瀝青表面處治為1.2 ;中、低級路面為1.3 ；A b基層類型系數(shù)，對于半剛性基層為1.0;Ne：設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次數(shù)=6403827.29次。IdN0 AcAsAb6006403827.29121.1 1 1=28.72(0.01mm)1.2.4 路基回彈模量的確定按路基土類與干濕類型，確定該路段土基彈性模量。2.1由原始材料可知

12、：沿線土多為粉質(zhì)土，地下水位埋藏較深，路槽底面距 地下水位的高度均在2.9m以上。地區(qū)所在的自然區(qū)為115a，該地區(qū)多年平均凍 深為60cm查表的土基的干濕類型為干燥類型。得分界稠度3 c1.05，取稠度C=1.05.所以查表的土基回彈模量 E為44.5mpa。1.2.5 擬定路面結(jié)構(gòu)方案和材料模量的確定瀝青混合料結(jié)構(gòu)層的抗壓回彈模量按我國公路工程瀝青及瀝青混合料試驗 規(guī)程(JTJ052-2000)進行試驗測定。當(dāng)以設(shè)計彎沉值為設(shè)計驗算指標(biāo)時，取標(biāo) 準(zhǔn)溫度為20攝氏度；當(dāng)以層底拉應(yīng)力為設(shè)計驗算指標(biāo)時，取標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度為15 攝氏度，以適應(yīng)不同設(shè)計控制指標(biāo)所對應(yīng)的最不利環(huán)境溫度。路面結(jié)構(gòu)方案上面已

13、經(jīng)說明，查路基路面工程課本抗壓模量取20攝氏度的模量，各值均取規(guī)定范圍的中值，因此得到20攝氏度的抗壓模量：中粒式密級配瀝青混凝土為1200MPa細粒式密級配瀝青混凝土為1400MPa水泥穩(wěn)定碎 石為1500MPa石灰土為550MPa各層材料的劈裂強度：細粒式密級配瀝青混凝 土為1.4MPa,中粒式密級配瀝青混凝土為 I.OMPa,水泥穩(wěn)定碎石為0.5MPa,石 灰土為 0.23MPa(1)結(jié)構(gòu)組合與材料的初選定因為設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次數(shù)大于400 104，所以組合如下：面層瀝青混凝土 8 cm基層水泥穩(wěn)定碎石20 cm底基層石灰土擬訂路面組合與厚度為細粒式瀝青混凝土4 cm中粒

14、式瀝青混凝土4 cm水泥穩(wěn)定碎石20 cm石灰土？ cm(2)各層材料抗壓模量與劈裂強度的確定查路基路面工程得到各種材料的抗壓模量和劈裂強度，見下表:材料數(shù)值抗壓模量/MPa劈裂強度/MPa20 °C15C細粒式密級配瀝青混凝土140020001.4中粒式密級配瀝青混凝土120018001.0水泥穩(wěn)定碎石150015000.5石灰土5505500.23126 路面厚度的計算和拉應(yīng)力驗算對于二級公路，規(guī)范要求以設(shè)計彎沉值作為設(shè)計指標(biāo)， 并進行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng) 力驗算。1）設(shè)計彎沉值ld = 28.72cm （0.01 mm）2）各層材料的容許層底拉應(yīng)力為sp0.09AgKsAc0.22e1

15、3#其中，asp :瀝青混凝土或半剛性材料在規(guī)定溫度或齡期（MPa Ks :抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)；Aa :瀝青混凝土級配類型系數(shù)細、中粒式瀝青混凝土為1.0 ；粗粒式為1.1 ； Ac :公路等級系數(shù)，二級公路取1.10 ； Ne=6403827.29次（用于瀝青混凝土面層的計算） ；Ne=5302269.41次（用于半剛性材料的計算）細粒式、中粒式匕KsPn；220.09 11.10 226403827.29 .-2.57#水泥穩(wěn)定碎石:Ks0.35N0.11035 5302269.410.11 =1.751.1#石灰土:Ks0.450.110.45Ac1.15302269.410.11= 2.

16、2515#帶入公式計算其容許拉應(yīng)力細粒式瀝青混凝土:sp1.4Ks2.57= 0.54MPa#中粒式瀝青混凝土:sp-RKs2.57= 0.39MPa#水泥穩(wěn)定碎石-Rsp0.5Ks1.75二 0.29MPa#石灰土-R0.232.25= 0.1MPa#1.2.7設(shè)計資料總結(jié):材料數(shù)值厚度/cm20 C 模量 /MPa15C模量/MPa劈裂強度/MPa容許拉應(yīng) 力/MPa細粒式密級配瀝青混凝土4140020001.40.54中粒式密級配瀝青混凝土4120018001.00.39水泥穩(wěn)定碎石20150015000.50.29石灰土？5505500.230.1十基-44.5-確定石灰土的厚度通過計

17、算機設(shè)計得到確定石灰土的厚度為32cm實際路面結(jié)構(gòu)的實測彎沉值為26.3cm(0.01mm29.7cm，瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力，水泥穩(wěn)定碎石層 層底的最大拉應(yīng)力為0.136Mpa<0.30Mpa石灰土層層底的拉應(yīng)力為 0.083Mpa<0.23Mpa上述計算結(jié)果均滿足設(shè)計要求。1.3技術(shù)經(jīng)濟比較并確定采用方案面層仍采用細、中二層瀝青混凝土，基層采用水泥穩(wěn)定碎石取25cm,底基層采用石灰粉煤灰土厚度待定各層材料的抗壓模量與劈裂強度：面層不變，水泥穩(wěn)定碎石層不變，石灰粉 煤灰土的20攝氏度的抗壓模量為1500MPa劈裂強度為0.7MPa,土基回彈模量仍 取 44.5MPa設(shè)計彎沉值仍

18、為28.72( 0.01mm各層材料的容許層底拉應(yīng)力：面層材料不變, 灰土Ks0.45Ne0.11AC0.45 6089859°.111= 2.51空二025 =0.0996MpaKS2.51設(shè)計資料總結(jié)設(shè)計彎沉值為28.72( 0.01mm表1.7設(shè)計資料匯總表材料數(shù)值厚度/cm20 C 模量 /MPa15C模量/MPa劈裂強度/MPa容許拉 應(yīng)力/MPa細粒式密級配瀝青混凝土4140020001.40.54中粒式密級配瀝青混凝土4120018001.00.39水泥穩(wěn)定碎石20150015000.50.29二灰土？7507500.250.0996確定石灰土厚度通過計算機計算得到二灰

19、土的厚度為 23cm實際路面結(jié)構(gòu)的路表實測值為 24.2(0.01mm ,瀝青的表面層和中面層均受壓應(yīng)力，石灰土穩(wěn)定碎石層底最大拉應(yīng)力為0.136MPa<0.2564MPi石灰土層底最大拉應(yīng)力為 0.083MPa<0.0896MPa 上述設(shè)計結(jié)果滿足設(shè)計要求根據(jù)工程所在地地基情況并綜合考慮施工等因素影響，兩種方案均適合本路段的實際情況，暫且采用方案一。1.4新建石灰穩(wěn)定土路面設(shè)計電算成果運用HPDS200公路路面設(shè)計程序系統(tǒng)進行計算。*新建路面設(shè)計成果文件匯總*1.4.1軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算序號車型名稱前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù) 軸距(m) 交通量

20、1北京BJ13013.5527.21雙輪組19802解放CA10B19.460.851雙輪組10703黃河JN15049101.6 1雙輪組1300設(shè)計年限12車道系數(shù).5交通量平均年增長率5 %當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：1904 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次：5530883當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：1576 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次：4578084公路等級二級公路公路等級系數(shù)1.1面層類型系數(shù)1基層類型系數(shù)1路面設(shè)計彎沉值：29.6 (0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強度(MPa)容許

21、拉應(yīng)力(MPa)1細粒式瀝青混凝土1.4.562中粒式瀝青混凝土1.43水泥穩(wěn)定碎石.5.294石灰土.23.117142新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算公路等級 新建路面的層數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)軸載 路面設(shè)計彎沉值路面設(shè)計層層位 設(shè)計層最小厚度二級公路4BZZ-10029.6 (0.01mm)415 (cm)19#層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm)抗壓模量(MPa)抗壓模量(MPa)容許應(yīng)力(MPa)(20C)(15 C)1細粒式瀝青混凝土414002000.562中粒式瀝青混凝土412001600.43水泥穩(wěn)定碎石2015001500.294石灰土？550550.15土基44.5按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度LD=

22、29.6 (0.01mm)H( 4 )= 25 cm LS= 30 (0.01mm)H( 4 )= 30 cm LS= 27.2 (0.01mm)H( 4 )= 25.7 cm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度：H( 4 )= 25.7 cm(H( 4 )= 25.7 cm(H( 4 )= 25.7 cm(H( 4 )= 25.7 cm(路面設(shè)計層厚度：H( 4 )= 25.7 cm(H( 4 )= 25.7 cm(第1層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)第2層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求) 第3層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求) 第4層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)僅考慮彎沉)同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗算路面防凍厚度

23、：路面最小防凍厚度60 cm驗算結(jié)果表明,路面總厚度比路面最小防凍厚度小 6.3 cm ,程序?qū)⒆詣釉谏鲜鰟傇O(shè)計的路面最下層厚度中予以補足.通過對設(shè)計層厚度取整和將路面防凍厚度不足部分增補到路面 最下層以及設(shè)計人員對路面厚度進一步的修改，最后得到路面結(jié)構(gòu) 設(shè)計結(jié)果如下：細粒式瀝青混凝土4 cm中粒式瀝青混凝土4 cm水泥穩(wěn)定碎石20 cm石灰土32 cm土基1.4.3竣工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算公路等級：二級公路新建路面的層數(shù)：4標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ-100層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm)抗壓模量(MPa)抗壓模量(MPa)#計算信息(201 細粒式瀝青混凝土4計算應(yīng)力2 中粒式瀝青混凝土4計

24、算應(yīng)力3 水泥穩(wěn)定碎石20計算應(yīng)力C)(15 C)140020001200160015001500#4 石灰土 計算應(yīng)力5 土基3255044.5550計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗收彎沉值第1層路面頂面竣工驗收彎沉值 第2層路面頂面竣工驗收彎沉值 第3層路面頂面竣工驗收彎沉值 第4層路面頂面竣工驗收彎沉值LS= 26.3 (0.01mm)LS= 29.3 (0.01mm)LS= 32.6 (0.01mm)LS= 74.3 (0.01mm)土基頂面竣工驗收彎沉值 LS= 264.7 (0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁公式)LS= 209.3 (0.01mm)(根據(jù)“測試規(guī)程”

25、第56頁公式)計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力第1層底面最大拉應(yīng)力 第2層底面最大拉應(yīng)力 第3層底面最大拉應(yīng)力 第4層底面最大拉應(yīng)力(T ( 1 )=-.24 (MPa)(T ( 2 )=-.108 (MPa)(T ( 3 )= .136 (MPa)(T ( 4 )= .083 (MPa)通過計算機設(shè)計得到確定石灰土的厚度為32cm實際路面結(jié)構(gòu)的實測彎沉值為26.3cm (0.01mm29.7cm，瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力，水泥穩(wěn)定碎石層 層底的最大拉應(yīng)力為0.136Mpa<0.30Mpa石灰土層層底的拉應(yīng)力為 0.083Mpa<0.23Mpa上述計算結(jié)果均滿足設(shè)計要求。最終驗算

26、通過確定采用該路 面結(jié)構(gòu)方案。2舊路改建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 軸載換算和容許拉應(yīng)力計算NN/Y)t式中：Nt設(shè)計的初始年平均日交通量；設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率N1 設(shè)計資料給定的年平均日交通量(2.1 )21表3.1改建路段交通量調(diào)查資料項目小貨車中貨車大貨車小型客 車中型客車大型客車載貨掛車2006年測日交通量840810780680300265510采用車 型BJ-130CA-10BJN-150BJ-130BJ-130CA-10BJN-150交通量年增長率為5%預(yù)計2009年通車運行2.1.1 軸載換算P(2.2)采用的計算公式為KN 八 C1C2N1i =1式中：N 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次

27、，次/日;Ni被換算車型的各級軸載作用次數(shù)，次/日;Ci軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距大于 3m寸，應(yīng)按單獨的一個軸載計算， 此時軸數(shù)系數(shù)為1；當(dāng)軸間距小于3m寸，按雙軸或多軸計算，軸數(shù)系數(shù)按下 式計算：C1=1+1.2(M1)(2.3 )M 軸數(shù)C2輪組系數(shù),單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。p 標(biāo)準(zhǔn)軸載，KNPi 被換算車型的各級軸載，KN改建補強路段按二級路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計設(shè)計速度采用80km/h23車型前軸重（KN）后軸重（KN）后軸數(shù)輛/日BJ13013.5527.211820CA10B19.460.8511075JN15049101.611290 BJ130kN 八 Ci©mi(

28、Pi)4.35 i呂P=1 6.4 1820 (I3.55)4.35 i i 1820 (27.2)435 =8.27(次)100 100 CA10BkN 八 GGini (P)4.35i AP=1 6.4 1075 (94)“35 1 1 1075 (60.85)4.35 =129.35(次)100 100 JN150kN 八，G,iC2,ini(P)4.35i =1P=1 6.4 1290 (49.00)4.35 1 1 1290(101.60)4.35 = 1753(次)100 100N=8.27+129.35+1753=1890.62( 次)P的作用次數(shù)ni，勻應(yīng)當(dāng)進行半剛性基層層底拉

29、應(yīng)力驗算時，各級軸載按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N25N 八 CiS'ni(善)8i 4P式中：Ci軸數(shù)，當(dāng)軸間距小于3m寸，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計,C1 = 1+2（M 1）C2輪組系數(shù)，,單輪組為6.4，雙輪組為1,四輪組為0.38。BJ130心八 Ci,©；ni (號)8i 4P=1 18.5 1820空)8 1 1 1820 (27100 100-0.06(次)CA10B心八 C1,iC2,i'n/g)8i 1P=1 18.5 1075 (19.4)8 1 1 1075 (6°.85)8 = 20.25(次)100 100JN150k/

30、 ' 'N C1,i C2,i ni (i 1Pi )8P)=1 18.5 1290 (49.00)8 1 1 1290 (016)8 = 1543.98(次)100 100N=0.06+20.25+1543.98=1564.29(次)車型R (kn)ni(輛/日)N （次）n' （次）C2kpN =遲EGni (與35 izfcPC'1C'2k”nFC1,iC2,i'ni(g)8BJ130前軸13.55198016.41.95118.50.004后軸27.21980116.32110.06N和N'匯總得下表:5%27CA10B前軸19.

31、40107016.45.50118.50.04后軸60.85107011123.851120.21JN150前軸49.00130016.4370.79118.579.31后軸101.601300111382.21111464.67合計1890.621564.292.1.2累計當(dāng)量軸次(1)補強路面橫坡度采用1.5 %，路肩橫坡為3.0%,為二級公路，設(shè)計速度80Km/h,設(shè)為雙向四車道滿足要求，車道系數(shù)取 0.5，設(shè)計年限12年。Ne365N1t -11Y(2.4)式中：Ne 設(shè)計年限內(nèi)的累計交通量;N1 設(shè)計的初始年平均日交通量；設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率；輪跡橫向分布系數(shù)(瀝青路面為車道

32、系數(shù))二級公路，路面的設(shè)計年限為12年，雙向四車道，車道系數(shù)n =0.5計算路面設(shè)計彎沉及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力時用的設(shè)計年限內(nèi)一個車道 上的累計當(dāng)量軸次數(shù)。年增長率為5%寸的計算起算年 M =N(1)3 =1890.62 (1 0.05)3 =2188.63 (次)n”365(1 "%r=365 (1 5%) T 2188.63 0.5=6357697.8(次)>200 萬次設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 >200萬次,所以公路等級二級符合要 求,屬于高級路面，瀝青混凝土，該值可以用來計算路面的設(shè)計彎沉及瀝青層底 拉應(yīng)力。（2）計算路面設(shè)計彎沉及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力時

33、用的設(shè)計年限內(nèi)一個車道上 的累計當(dāng)量軸次數(shù)。年增長率為5%寸的計算 起算年 NN(V )' =1564.29 (1 0.05)' =1810.86 (次)N15%295%#1810.86 0.5= 5260323.01(次)12365 (15%)-15%5%#故該值可用來計算半剛性基層層底的拉應(yīng)力驗算。2.1.3 結(jié)構(gòu)組合與材料選取按規(guī)范規(guī)定二級公路面層采用雙層結(jié)構(gòu)，表面層采用密級配細粒式瀝青混 凝土厚度為4cm下面層采用中粒式密級配瀝青混凝土厚度4cm。2.1.4 計算設(shè)計彎沉值基層采用水泥穩(wěn)定碎石厚度待定。該公路為二級公路，公路等級系數(shù)取1.1，面層是瀝青混凝土面層系數(shù)取1

34、.0， 半剛性基層底基層總厚度大于20cm基層類型系數(shù)取1.0設(shè)計彎沉值公式為Id =600"2代人代（2.7）式中：Ne設(shè)計年限內(nèi)的累計交通量；ld 路面設(shè)計彎沉值，0.01mmAc 公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為1.1，三、四級公路為1.25%#As 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0，熱拌瀝青碎石、乳化 瀝青碎石路面為1.1，瀝青表面處治為1.1，中低級路面為1.1Ab 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，對半剛性基層、剛性基層瀝青路面為1.0，柔性基層瀝青路面為1.6.若基層由半剛性材料層和柔性材 料層組合而成，則路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)介于兩者之間通過線性 內(nèi)插決定。設(shè)計彎沉

35、值為6001 d -0 2 Ac As AbNe6000-21.1 1 15260323.01 .= 29.88(0.01mm)2.1.5 各補強層的容許拉應(yīng)力計算KsKs0.09AgAc0.22e#其中，asp :瀝青混凝土或半剛性材料在規(guī)定溫度或齡期（MPa Ks :抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)；Aa :瀝青混凝土級配類型系數(shù)細、中粒式瀝青混凝土為1.0 ；粗粒式為1.1 ； Ac :公路等級系數(shù)，二級公路取1.10 ；Ne=6357697.86次（用于瀝青混凝土面層的計算）；Ne=5260323.01次（用于半剛性材料的計算）細粒式、中粒式匕Ks0.09Aa0.22詈 6357697-8602.57

36、#Ks0.350.11Ace水泥穩(wěn)定碎石: 二035 5260323.010.11 =1.751.1帶入公式計算其容許拉應(yīng)力細粒式瀝青混凝土：spKs1.4 =0.54MPa2.5731#中粒式瀝青混凝土:J spKs0.39MPa2.57#水泥穩(wěn)定碎石spKs型 0.29MPa1.75#用標(biāo)準(zhǔn)車BZN 100實測彎沉值，測2.2確定改建路段中原路面的當(dāng)量回彈模量K5 +000208.8k6+000364.8k7+000237.6+100180.2+100290.0+100254.4+200148.8+200189.0+200231.2+300177.6+300160.8+300201.6+4

37、00198.6+400196.8+400256.0+500242.4+500242.0+500286.6+600231.8+600309.6+600271.6+700220.8+700343.2+700295.2+800232.8+800350.4+800235.2+900289.2+900225.6+900208.82007年9月份對該公路進行結(jié)構(gòu)評定,定時路表溫度為25C，統(tǒng)計結(jié)果如下:K8+000302.42.2.1 計算彎沉值丨。=fgZaS K1K2K3式中：Io 路段的計算彎沉值（0.01mm；|0 路段內(nèi)原路面上實測彎沉的平均值（0.01mm；乙取1.5 ;S 路段內(nèi)原路面上實測

38、彎沉的標(biāo)準(zhǔn)差（0.01mm ；乙一保證率系數(shù)，補強二級及二級以上公路路面時，補強三級、四級公路時Z-取1.3 ;K1、K2 季節(jié)影響系數(shù)和濕度影響系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定;Ka 溫度修正系數(shù)。乙為保證率系數(shù)，高速公路、一級公路取1.645，補強二級及二級以上公路路面時取1.5，補強三、四級公路時取1.3 ；查規(guī)范得季節(jié)影響系數(shù)K1取l lo 乙s K1K2K3 二（244.6 1.5*）1.3，濕度影響系數(shù) K2取 1.0，h（；）；00.08（丄）_ L溫度修正系數(shù)Ke T1 20 =e 25 20 = 0.952.2.2 原路面當(dāng)量回彈模量的計算(2.13)1000 pDEzmm式中：Ez

39、原路面的當(dāng)量回彈模量（MPa；D與彎沉測定車雙圓輪跡面積相等的承載板直徑，（cm）I。一原路面的計算彎沉（0.01mm ；p 彎沉測定車的輪胎壓力；m1 用標(biāo)準(zhǔn)軸載的汽車在原路面上測得的彎沉值與用承載板在相同壓強條件下所測得的回彈變形值之比，即輪板對比值，比值m1應(yīng)根據(jù)各地的對比試驗結(jié)果論證地確定，在沒有對比試驗資料的情況下，可取 m1=1.1 （輪隙彎沉法）進行計算。m2 原路面當(dāng)量回彈模量擴大系數(shù)，計算與原路面接觸的補強層h'/ Ei 0"、0.037h 唧、層底拉應(yīng)力時，按式m2二e “ 計算，計算其他補強層層底拉應(yīng)力 及彎沉值時，m2=1.0 02.3確定各補強層的材

40、料參數(shù)查路基路面課本抗壓模量取20攝氏度的模量，各值均取規(guī)定范圍的中值，因此得到20攝氏度的抗壓模量，細粒式密級配瀝青混凝土為1400MPa中粒式密 級配瀝青混凝土為1200MPa水泥穩(wěn)定碎石為1500MPa各層材料的劈裂強度：細 粒式密級配瀝青混凝土為1.4MPa,中粒式密級配瀝青混凝土為I.OMPa,水泥穩(wěn)定 碎石為0.5MPa.設(shè)計資料總結(jié)表3.4設(shè)計資料匯總表材料名稱h/cm15C模量20 C模量劈裂強度容許拉應(yīng) 力細粒式密級配瀝青混凝 土4200014001.40.54中粒式密級配瀝青混凝 土4180012001.00.39水泥穩(wěn)定碎石?150015000.50.29改建前原路面-3

41、3.2-2.4 根據(jù)補強的設(shè)計方法計算水泥穩(wěn)定碎石層厚度通過計算機設(shè)計軟件計算得到水泥穩(wěn)定碎石層的厚度為 42cm瀝青上面層 和下面層均受壓應(yīng)力，水泥穩(wěn)定碎石層底的最大拉應(yīng)力為 0.211MPa<0.29MPa上 述設(shè)計結(jié)果滿足設(shè)計要求。2.5 運用HPDS200公路路面設(shè)計程序系統(tǒng)進行計算。*舊路補強設(shè)計成果文件匯總*2.5.1軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算序號車型名稱前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m) 交通量1北京BJ13013.5527.21雙輪組18202解放CA10B19.460.851雙輪組10753黃河JN15049101.6 1雙輪組1290設(shè)

42、計年限12車道系數(shù).5交通量平均年增長率5 %當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：1891設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次：5493120當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：1564設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次：4543226公路等級二級公路公路等級系數(shù)1.1面層類型系數(shù)1基層類型系數(shù)1路面設(shè)計彎沉值：29.6 (0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細粒式瀝青混凝土1.4.562中粒式瀝青混凝土1.43水泥穩(wěn)定碎石.5.292.5.2 改建路段原路面當(dāng)量回彈模量計算原路面實測彎沉值(

43、0.01mm)208.8 180.2 148.8 177.6 198.6 242.4 231.8 220.8 232.8 289.2364.8 290 189 160.8 196.8 242 309.6 343.2 350.4 225.6237.6 254.4 231.2 201.6 256 286.6 271.6 295.2 235.2 208.8302.4原路面有效彎沉數(shù)：31原路面平均彎沉值：245 (0.01mm)原路面彎沉值標(biāo)準(zhǔn)差：55 (0.01mm)測定汽車軸載100 kN改建公路等級二級公路保證率系數(shù)1.5原瀝青面層厚度8 (cm)測定時路表溫度與測定前5d日平均氣溫的平均值之

44、和25 ( C)原路面基層類型：粒料類或瀝青穩(wěn)定類基層季節(jié)影響系數(shù)1.3濕度影響系數(shù)1溫度修正系數(shù)1.16原路面計算彎沉值：494 (0.01 mm)原路面當(dāng)量回彈模量：33.2 (MPa)2.5.3 改建路面補強厚度計算公路等級 加鋪路面的層數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)軸載 路面設(shè)計彎沉值 路面設(shè)計層層位 設(shè)計層最小厚度二級公路3BZZ-10029.6 (0.01mm)315 (cm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱容許應(yīng)力(MPa)厚度(cm) 抗壓模量(MPa)抗壓模量(MPa)(20C)(15 C)1細粒式瀝青混凝土412001600.562中粒式瀝青混凝土49001200.43 水泥穩(wěn)定碎石？15001500.294

45、 改建前原路面33.2按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度：LD= 29.6 (0.01mm)H( 3 )= 40 cmLS= 30.8 (0.01mm)H( 3 )= 45 cmLS= 26.8 (0.01mm)H( 3 )=:41.5 cm(第1H( 3 )=:41.5 cm(第2H( 3 )=:41.5 cm(第3按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度：H( 3 )= 41.5 cm( 僅考慮彎沉)層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求路面設(shè)計層厚度：H( 3 )= 41.5 cm(H( 3 )= 41.5 cm( 驗算路面防凍厚度：層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求僅考慮彎沉)同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)路面最

46、小防凍厚度60 cm改建前原路面總厚度54 cm驗算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求通過對設(shè)計層厚度取整，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下細粒式瀝青混凝土4 cm中粒式瀝青混凝土4 cm水泥穩(wěn)定碎石42 cm改建前原路面2.5.4 竣工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算公路等級：二級公路新建路面的層數(shù)：3標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ-100層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度(cm)抗壓模量(MPa)抗壓模量(MPa)計算信息(20C)(15C)1細粒式瀝青混凝土414002000計算應(yīng)力2中粒式瀝青混凝土412001800計算應(yīng)力3水泥穩(wěn)定碎石4215001500計算應(yīng)力4十基33.2計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗收彎沉值

47、第1層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 28.2 (0.01mm)第2層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 31.7 (0.01mm)第3層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 35.3 (0.01mm)土基頂面竣工驗收彎沉值 LS= 348.4 (0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁公式)LS= 280.6 (0.01mm)(根據(jù)“測試規(guī)程”第56頁公式)(T ( 1 )=-.235 (MPa)(T ( 2 )=-.121 (MPa)(T ( 3 )= .211 (MPa)計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力第1層底面最大拉應(yīng)力第2層底面最大拉應(yīng)力第3層底面最大拉應(yīng)力3.材料設(shè)計說明：進行基層、底

48、基層材料的配合比設(shè)計，基層采用石灰穩(wěn)定碎石，底基 層采用石灰穩(wěn)定土。3.1石灰穩(wěn)定土的一般規(guī)定.按照土中單個顆粒的粒徑大小和組成， 將土分為細粒土、中粒土和粗粒土三41種。石灰劑量以石灰質(zhì)量占全部粗細土的顆粒（即礫石、沙粒、粉粒和粘粒）的 干質(zhì)量的百分率表示，即石灰劑量=石灰質(zhì)量/干土質(zhì)量。.石灰穩(wěn)定土適用于各種公路的底基層，以及二級和二級以下公路的基層， 但石灰土不得用做二級公路的基層和二級以下公路高級路面的基層。.在冰凍地區(qū)的潮濕路段落及其他地區(qū)的過分潮濕路段，不宜采用石灰土做基 層。當(dāng)智能采用石灰土?xí)r，應(yīng)采取措施防止水分進入石灰層。.石灰穩(wěn)定土層應(yīng)在春末和夏季組織施工。 施工期的日最低氣溫應(yīng)在5 C以上，