路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教案

1、5.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5. 1瀝青路面5.1.1 交通量及軸載計(jì)算分析路面設(shè)計(jì)以單軸載雙輪組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：NkCCndR/P）*35iJ計(jì)算結(jié)果如下表所示：表5.1軸載換算表型號(hào)Pi(KN)CC2m（次/日）GCbni（X；/P）.（次/日）桑塔納2000前軸12.016.421801.38后軸18.016.421808.04江淮AL6600前軸17.016.42300.66后軸26.5112300.71黃海DD680前軸49.016.4420120.72后軸91.511420285.38北京

2、BJ130前軸13.416.42400.25后軸27.4112400.86EQ140前軸23.616.46708.02后軸69.311670135.91黃河JN163前軸58.616.4828518.28后軸114118281464.09東風(fēng)SP9250前軸50.716.4320106.69后軸113.3113201652.61kN二HCCnJP/Pr.35i=l4303.60累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006，高速公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取15年，四車(chē)道的車(chē)道系數(shù)是取0.5。累計(jì)當(dāng)量軸次：365NeNi10.0644915!3653654303.600.5二189188

3、30（次）0.06449J"2）驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載換算k驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力軸載換算公式：N'aCC2門(mén)匚（R/P）81A計(jì)算結(jié)果如下表所示：表5.2軸載換算結(jié)果（半剛性基層層底拉應(yīng)力）型號(hào)Pi(KN)C-C2m(次/IDGCm(Pi/P)1次/0)桑塔納2000前軸12.0118.521800.00后軸18.0118.521800.04江淮AL6600前軸17.0118.52300.00后軸26.5112300.01黃海DD680前軸49.0118.542025.82后軸91.511420206.36北京BJ130前軸13.4118.52400

4、.00后軸27.4112400.01EQ140前軸23.6118.56700.12后軸69.31167035.64黃河JN163前軸58.6118.5828213.00后軸114118282361.94東風(fēng)SP9250前軸50.7518.5320129.23后軸113.3513204344.69kN'lC/C/n(P/Pi=17316.87累計(jì)當(dāng)量軸次參數(shù)取值同上，設(shè)計(jì)年限是15年，車(chē)道系數(shù)取0.5累計(jì)當(dāng)量軸次:F（1+Yj-dx365Ne二NiH0.0644915-113657316.870.5=32165257（次）0.064495.1. 2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)及材料選取1）擬訂路面結(jié)構(gòu)組

5、合方案根據(jù)規(guī)定推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（MX18cm,基層采用水泥碎石（取20cm,下基層采用石灰土（厚度待定）。另設(shè)20cm厚的中粗砂墊層。2）擬訂路面結(jié)構(gòu)層的厚度由于計(jì)算所得的累計(jì)當(dāng)量軸載達(dá)到了500萬(wàn)次，按一級(jí)路的路面來(lái)設(shè)計(jì)，由設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006規(guī)定高速公路、一級(jí)公路的面層由二層至三層組成。采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚度為4cm,中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚度為6cm,下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚度為8cm。5.1. 3設(shè)計(jì)指標(biāo)及設(shè)計(jì)參數(shù)確定1）確定路面等級(jí)和面

6、層類(lèi)型由上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為大于500萬(wàn)次。根據(jù)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求可確定路面等級(jí)為高級(jí)路面，面層類(lèi)型采用瀝青混凝土，設(shè)計(jì)年限為15年。2）確定土基的回彈模量此路為新建路面，根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知路基干濕狀態(tài)為干燥狀態(tài)。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，由設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006,該路段處于H2a區(qū)，為粉質(zhì)土，確定土基的稠度為1.05。查設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006中“二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值（MPa）”表并作提高得土基回彈模量為E。=37.0MPa.3）各層材料的設(shè)計(jì)參數(shù)（抗壓模量

7、與劈裂強(qiáng)度）查設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006）,得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度?？箟耗Ａ咳?0c和15:C的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得至ij20。和15C的抗壓模量：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1400MPa和2000MPa中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1200MPa和1800MP©粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為lOOOMPa和1400MPa水泥碎石（20C或15c）為1500MPa石灰土（20C或15c）為550MPa中粗砂（20C或15c）為90MPa各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.2MPa中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.OMPa,粗粒式密級(jí)配瀝青

8、混凝土為0.8MPa,水泥碎石為0.5MPa石灰土為0.225MP&5.1.4路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算1）根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定，對(duì)于高速公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。2）計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值按照設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006中路面設(shè)計(jì)彎沉值公式Ld二GOONeAcAsAb計(jì)算。該項(xiàng)公路為高速公路，公路等級(jí)系數(shù)為1.0,面層是瀝青混凝土，面層類(lèi)型系數(shù)取1.0,半剛性基層，基層類(lèi)型系數(shù)取l.Oo設(shè)計(jì)彎沉值為：Id=600NeJ）,2AeAsA60018918830111=21.03（0.01mm）3）計(jì)算各層材料的容許層底拉應(yīng)力

9、由J»s/Ks瀝青混凝土：Ks=0.09N/22/代=0.093216525嚴(yán)71.0=4.035細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土：二r：s/Ks=1.2/4.035=0.297MPa中粒式密級(jí)配瀝青混凝土：；二二s/Ks=1.0/4.035二0.248MPa粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土:r二；：$/Ks二0.8/4.035=0.198MPa水泥碎石：(二0.35Ne011/代二0.3532165257。小/I.0=2.344二rFs/Ks=0.5/2.344=0.213MPa石灰土：Ks=0.45Ne°"/代74532165257°,71.3.0136f;s/Ks=0

10、.225/3.013=0.075MPa設(shè)計(jì)資料總結(jié)如下：設(shè)計(jì)彎沉值為21.03(0.01mm),相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)缦卤硭?。?.3設(shè)計(jì)資料匯總表材料名稱(chēng)h(cm)20°C模量15°C模量容許拉應(yīng)力細(xì)粒式瀝青混凝土4140020000.297中粒式瀝青混凝土6120018000.248粗粒式瀝青混凝土8100014000.198水泥碎石20150015000.213石灰土95505500.075墊層201801804)查圖法求計(jì)算層厚度由上述計(jì)算可知設(shè)計(jì)彎沉值，=21.03(0.01mm),令lid,求綜合彎沉系數(shù)F。0.380.36貝UF=1.63一旦j/ m3637.0 ;120006)1P)(21.03罟8=1.63I120000.65二0.4902計(jì)算實(shí)際彎沉系數(shù)LsEi21.0314002000p>20000.710.651.974計(jì)算理論彎沉系數(shù)al.1.974二0.45464343查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖.對(duì)于細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土因?yàn)閔4_4_nqpd10.65E21200npaEi1400EoE2370.0311200由h、E2查圖得dEi-=6.3由“、旦查