(整理)瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)算

1、精品文檔新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求一、設(shè)計(jì)要素設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)符合下表規(guī)定。路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期道路等級(jí)路面類(lèi)型瀝背路聞水泥混凝土路面砌塊路向快速路15年3O年主十路15年3O年次十路15年20年10年(20年)支路10；20勺注：砌塊路面采用混凝土預(yù)制塊時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為10年，采用石材為20年。標(biāo)準(zhǔn)軸載應(yīng)符合下列規(guī)定：路面設(shè)計(jì)應(yīng)以雙輪組單軸載lOOkN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)應(yīng)符合下表的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載P(kN)100輪胎接地壓強(qiáng)(MPa)0.70單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑(cin)21.30兩輪中心M(cm)1.5d設(shè)計(jì)交通量的計(jì)算應(yīng)將不同軸

2、載的各種車(chē)輛換算成BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次。大型公交車(chē)比例較高的道路或公交專(zhuān)用道的設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)論證選用適當(dāng)?shù)妮S載和計(jì)算參數(shù)。瀝青路面軸載換算和設(shè)計(jì)交通量應(yīng)符合下列規(guī)定：瀝青路面以設(shè)計(jì)彎沉值、瀝青層剪應(yīng)力和瀝青層層底拉應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，各種軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次Na應(yīng)按下式計(jì)算：N=hccn()4.35a12ipi=1式中：Na以設(shè)計(jì)彎沉值、瀝青層剪應(yīng)力和瀝青層層底拉應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)的當(dāng)量軸次(次/d)；n.被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)(次/d)；iP標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN)；Pi被換算車(chē)型的各級(jí)軸載(kN)；C1被換算車(chē)型的軸數(shù)系數(shù)；C2被換算車(chē)型的輪組系數(shù)，雙輪組為1.0

3、,單輪組為6.4,四輪組為0.38；K被換算車(chē)型的軸載級(jí)別。當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按一個(gè)單獨(dú)的軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：C1=11.2(m-1)式中：m軸數(shù)。瀝青路面當(dāng)以半剛性基層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，各種軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次汕應(yīng)按下式計(jì)算：N=Eccn(Pi)8s12ipi=1式中：Ns以半剛性基層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)的當(dāng)量軸次(次/d)；c被換算車(chē)型的軸數(shù)系數(shù)；1c被換算車(chē)型的輪組系數(shù),雙輪組為1.0,單輪組為18.5,四輪組2為0.09。以拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí),雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)應(yīng)按式下式計(jì)算：C1=1+2(m-1)應(yīng)根據(jù)預(yù)測(cè)交通量,考慮

4、各種車(chē)型的交通組成(或比例),將不同車(chē)型的軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次,求得營(yíng)運(yùn)第一年單向日平均當(dāng)量軸次。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率應(yīng)在項(xiàng)目可行性研究報(bào)告等資料基礎(chǔ)上,經(jīng)研究分析確定。瀝青路面設(shè)計(jì)車(chē)道分布系數(shù)宜依據(jù)道路交通組成、交通管理情況,通過(guò)實(shí)地調(diào)查確定,也可按表設(shè)計(jì)車(chē)道分布系數(shù)選定。當(dāng)上下行交通量或重車(chē)比例有明顯差異時(shí),可區(qū)別對(duì)待,可按上下行交通特點(diǎn)分別進(jìn)行厚度設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)車(chē)道分布系數(shù)車(chē)道特征車(chē)道分布系數(shù)單向單車(chē)道1.00單向兩車(chē)道0.650.95單向三車(chē)道0.500.80單向四車(chē)道0.400.706）瀝青路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次應(yīng)按下式計(jì)算：（1+Y）-lx365N

5、二N耳e丫1式中：Ne設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次（次/車(chē)道）t設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（年）；N1路面營(yíng)運(yùn)第一年單向日平均當(dāng)量軸次（次/d）；口一一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)交通量的年平均年增長(zhǎng)率（）；百一一設(shè)計(jì)車(chē)道分布系數(shù)。二、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(mǎn)足結(jié)構(gòu)整體剛度、瀝青層或半剛性基層抗疲勞開(kāi)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：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)。支路可僅采用路表彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)?？煽慷认禂?shù)可

6、根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)研究成果選擇；當(dāng)無(wú)資料時(shí)可按下表取用可靠度系數(shù)Y存d式中：Ya瀝青路面可靠度系數(shù)；ls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(mǎn)足下式要求：YaBatR式中：瀝青層層底計(jì)算的最大拉應(yīng)變；t瀝青層材料的容許拉應(yīng)變。R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(mǎn)足下式要求：YaOmpR式中：m剛性材料基層層底計(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）。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(mǎn)足下式要求

7、：YaTmTR式中：Tm瀝青面層計(jì)算的最大剪應(yīng)力（MPa）；Tr瀝青面層的容許抗剪強(qiáng)度（MPa）。四、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(lèi)型按下式計(jì)算確定：ld=600Ne-0.2AcAsAb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(lèi)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；A基層類(lèi)型系數(shù)，無(wú)機(jī)結(jié)合料類(lèi)（半剛性）基層1.0，瀝青類(lèi)基層和粒料基層1.6。五、瀝青路面材料的容許拉應(yīng)變E應(yīng)按下列公式計(jì)算確定：R匡=0.15E-1/310m/4Ne-1/4RmeVM二4.84（b-0

8、.69）V+Vba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20C動(dòng)態(tài)回彈模量（MPa）；Vb有效瀝青含量（%）；V空隙率（）。六、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：卜R=Ks式中：s對(duì)于水泥穩(wěn)定類(lèi)材料系指90d齡期的劈裂強(qiáng)度；對(duì)二灰穩(wěn)定類(lèi)和石灰穩(wěn)定類(lèi)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）；Ks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(lèi)型按下列要求進(jìn)行計(jì)算：1、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：Ksr=0.35Neo.11Ac2、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi)的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：K或=0.

9、45Neeo.iiAc七、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：TR=Kr式中:Ts瀝青混合料結(jié)構(gòu)層60C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=1.2Ac；對(duì)交叉口和公交車(chē)停車(chē)站緩慢制動(dòng)路段K0.39No.15/Ac；r=pcNp公交車(chē)停車(chē)站或交叉口設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)同一位置停車(chē)的累計(jì)當(dāng)量軸次。八、路面質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)對(duì)瀝青路面彎沉進(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：l=（+ZS）KK00a12式中：10路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉代表值（0.01mm）；1；路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉平均值（0.01

10、mm）；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(mǎn)足下式要求：110a式中：la路表面彎沉檢測(cè)標(biāo)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(chē)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)

11、，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(chē)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)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)（BZZ-100）標(biāo)準(zhǔn)軸載卩條“）100單輪壓面當(dāng)量直徑d（cm）21.30輪胎接地壓強(qiáng)PMPa）0.7兩輪中心距cm）1.5dkp根據(jù)公式（12-30）N=c1c2n（）435.112iPi=1ni各級(jí)軸載作用次數(shù)；p標(biāo)準(zhǔn)軸載;pi被換算車(chē)型的各級(jí)

12、軸載;C1軸數(shù)系數(shù)，Ci=1+1.2m-1）m為軸數(shù)；c2輪組系數(shù)，雙輪組取為1；將各種不同重量的汽車(chē)荷載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載。車(chē)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)EQ1408040011151.530981黃海JN1639049911315.540756東風(fēng)SP92510020011200總計(jì)865.4275468（1+Y）-11x365根據(jù)公式（12-31）N=N耳（“車(chē)道系數(shù)，取值0.45）e丫1推算設(shè)計(jì)年限期末一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量

13、軸次細(xì)粒式瀝青混凝土4cm中粒式瀝青混凝土6cm粗粒式瀝青混凝土8cm水泥穩(wěn)定碎石25cm得：N=（1+.4）15-e=0.04二、路面結(jié)構(gòu)方案.H一上方案一：x365x865.43x0.45=2846290=285（萬(wàn)次）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8cm粗粒式瀝青混凝土15cm密集配碎石？cm水泥穩(wěn)定沙礫18cm土基路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)如下：材料名稱(chēng)抗壓回彈模量劈裂強(qiáng)度(MPa)15C高溫時(shí)參數(shù)20C15CEv(MPa)C(MPa)細(xì)粒式瀝青混凝土120018001.27500.334中粒式瀝青混凝土100016000.9600粗粒式瀝青混凝土80012000.

14、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(lèi)型系數(shù)，取1.0Ab路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型系數(shù)，取1.0nl=600N-0.2AAA=600 xV285x100-2xlxlx1=30.7(0.01mm)decsb四、計(jì)算待求層厚度。1、求理論彎沉系數(shù)由公式(12-15)2p8El其中，F(xiàn)=1.63-s-l20005、0.38丿/E、0.360lP丿21.3對(duì)于BZZ-100：p=0.7MPa,5=亍=10.65cml=l=0.03cmdsn0.03=2x0.7x10.65a1200ix1.63(30.7、2000 x10

15、.65、0.38(21、0.36丿i.7丿na=4.78l2、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3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7cmn粉煤灰三渣h2E2=600MPa天然沙礫h3E3=160MPa土基E0=27.0MPa計(jì)算H:E=1200MPah=3cm1y11E=800MPaH2yE0=27MPah-4-4=3=0.282；E800=0.667；Eo270.0338510.65E1200E8001y2y查課本圖12-10得a二8.2；K=1.35aKnK4.788.2x1.35二0.43查課本圖12-10得=6.10nH=6.10 x1

16、0.65=64.97(cm)5由：H=h+hE/E+h2：4E/E+h2：4E/E1213中13122書(shū)2123譚312nH=5+72.4800/1000+h2.4600/1000+h24160/1000=64.9723n0.808h+0.466h二53.59123取墊層厚度h為50cm，得h為37.5cm，取38cm。32五、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bR根據(jù)公式(12-34)RK瀝青混凝土或半剛性基層的劈裂強(qiáng)度；K抗拉強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)系數(shù)；S對(duì)瀝青混凝土層的抗拉強(qiáng)度系數(shù)，K0.09N0.22/ASec細(xì)粒式nVbR1中粒式nVbR20.09(2.85X106)0.22

17、Xic,c、2.3681.0=二=12=0.507(MPa)K2.368S0.09(2.85x106)0.22x1、2.3681.0=l=0.338(MPa)K2.368S0.09(2.85X106)0.22X1.1r2=2.6051.0bR3=2=竺=0.230(MPa)K2.605S對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)的抗拉強(qiáng)度系數(shù)，K0.35N0.11/ASecnK0.35(2.85X106)011/1.01.795S粉煤灰三渣層的容許拉應(yīng)力b0.4b0.223(MPa)R4K1.795S(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。將多層結(jié)構(gòu)換算為當(dāng)量三層體

18、系：細(xì)粒式瀝青混凝土3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7cm粉煤灰三渣h2E2=600MPa天然沙礫h3E3=160MPaE=1800MPah=3cm1y11nE=1600MPaH2yEo=27MPa土基E0=27.0MPaH=h12nH=h09E/E+h09：E/E+h09E/E1313122*2123*312+5+70.91200/1600+380.9600/1600+5Oo.916O/1600=26.7cm10.65=0.28，1y16001800=0.89，o2y271600=0.017查圖12-18得，bV0，表明該層層底承受彎曲拉應(yīng)力，自然滿(mǎn)足要求。3、確定中粒式瀝青混凝

19、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3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7cm粉煤灰三渣h2E2=600MPa天然沙礫h3E3=160MPa土基E0=27.0MPaE=1600MPaH11ynE2y=1200MPaH2E0=27MPa=h+h4E/EnH=5+3x1800/1600=8.09cm12111112=h+h0.132+h09E/En3313H=7+380.9600/1200+500.9160/1200=29.92cm210.652.81Ed=E1yH8.09H29.921=0.76，2=510.6551200=0.75，侔=L=0.0225160

20、0E12002y查圖12-18得,0，表明該層層底承受彎曲拉應(yīng)力，自然滿(mǎn)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3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7cm粉煤灰三渣h2E2=600MPa天然沙礫h3E3=160MPa土基E0=27.0MPaE二1200MPaiyH1E=600MPaH2yE=27MPa0H=h+h4E/E+hJE/EnH=7+5x41600/1200+3x41800/1200=15.7cm1131212131111131=h+h0dE/En2332H=38+500.9160/600=49.5cm2=竺=1.47,10.65=竺=4.65510.65E600a=0.5E12001yE27=0.045E6002y查圖1218得，L0.15、m=1.151m=0.552nc=0.7Lmm=0.7x0.15x1.15x0.55=0.066MPaQ=0.230(MPa)m312R35、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：E1y=600MPaH1nE=160MPaH2y2E0=27MPa細(xì)粒式瀝青混凝土3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土7cm粉煤