瀝青路面課程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)資料方案修建一條雙向四車道的高速公路，設(shè)計(jì)使用年限為15年。在使用期內(nèi)，預(yù)計(jì)未來十年，交通量年平均增長(zhǎng)率為11.1%,并有石灰供應(yīng).路基中濕,E=50MP.預(yù)計(jì)交通量如表1.表1預(yù)測(cè)交通組成車型前軸重〔kN〕后軸重〔KN〕后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距〔m〕交通量〔次/日〕中客車SH13016.523.01單輪組2.501512大客車CA10B19.460.91雙輪組4.001262小貨車NJ13038.072.01雙輪組3.303250中貨車SH14226.655.11雙輪組3.501410中貨車HF14019.842.11雙輪組2.901062大貨車JN15049.0101.61雙輪組4.001552特大車日野HY942127.62*753雙輪組1.161512拖掛車SK661中120.6后127.8中93.8后86.62雙輪組5.60102一軸載分析路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。(1)以設(shè)計(jì)彎矩值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載換算采用如下計(jì)算公式：軸載換算結(jié)果表車型〔KN〕〔次/日〕〔次/日〕中客車SH130前軸16.516.415123.8(0)后軸23.016.4151216.2(0)大客車CA10B前軸19.416.412626.4(0)后軸20.91112621.4(0)小貨車NJ130前軸30.816.43250124(0)后軸72.0113250778.6中貨車SH142前軸26.616.4141028.4(0)后軸55.1111410105.4中貨車HF140前軸19.816.410626(0)后軸22.11110621.4(0)大貨車JN150前軸49.016.41552446后軸101.61115521663特大車日野HY942前軸127.616.4151227937.2后軸2*75111512432.6拖掛車SK661前軸中120.6后127.816.41021474.6后軸中93.8后86.61110277.2合計(jì)33100.4注：軸載小于25KN的軸載作用不計(jì),后面掛車的荷載不計(jì).②累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，高速公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取15年，四車道的車道系數(shù)是0.4～0.5，取0.45累計(jì)當(dāng)量軸次：=[(1+0.102)15-1]*365*33100.4*0.45/0.102=175501964次驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載換算采用如下計(jì)算公式：軸載換算結(jié)果表車型〔KN〕C1C2〔次/日〕〔次/日〕中客車SH130前軸16.516.41512--后軸23.016.41512--大客車CA10B前軸19.416.41262--后軸20.9111262--小貨車NJ130前軸30.816.432501.6后軸72.0113250234.8中貨車SH142前軸26.616.414100.2后軸55.111141012中貨車HF140前軸19.816.41062--后軸22.1111062--大貨車JN150前軸49.016.4155233后軸101.61115521762.2特大車日野HY942前軸127.616.4151268004.4后軸2*75111512151.4拖掛車SK661前軸中120.6后127.816.41022921.2后軸中93.8后86.61110261.2合計(jì)73182注：軸載小于50KN的軸載作用不計(jì),后面掛車的荷載不計(jì).②累計(jì)當(dāng)量軸次車道系數(shù)取0.45累計(jì)當(dāng)量軸次：=[(1+0.102)15-1]*365*73182*0.45/0.102=388019020次二、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)1、初擬路面結(jié)構(gòu)組合初擬采用兩種路面結(jié)構(gòu)根據(jù)交通狀況，結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度等因素綜合考慮，初擬各結(jié)構(gòu)層厚度如下：一方案: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二灰碎石40cm二灰土?以二灰土為設(shè)計(jì)層二方案:細(xì)粒式瀝青混凝土4cm中粒式瀝青混凝土6cm水泥穩(wěn)定碎石?級(jí)配碎石40cm以水泥穩(wěn)定碎石為設(shè)計(jì)層2、計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)K〔用于瀝青層〕〔用于二灰碎石和水泥碎石〕〔用于二灰土〕取Ac=1.0,面層為瀝青混凝土,As=1.0,半剛性基層,底基層總厚度大于20cm,Ab=1.0計(jì)算結(jié)果如下：Ld=600*175501964-0.2*1.0*1.0*1.0=13.47(0.01mm)(方案一)Ld=600*388019020-0.2*1.0*1.0*1.0=11.49(0.01mm)(方案二)細(xì)粒式瀝青混凝土K1=0.09*1.0*1755019640.22/1.0=5.86中粒式瀝青混凝土K1=0.09*1.0*1755019640.22/1.0=5.86粗粒式瀝青混凝土K1=0.09*1.1*1755019640.22/1.0=6.45水泥碎石,二灰碎石:K2=0.35*3880190200.11/1.0=3.08石灰土:K2=0.45*3880190200.11/1.0=3.963、確定設(shè)計(jì)參數(shù)資料給出:E0=50MPa泊松比為0.35按試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的方法試驗(yàn)確定20℃的瀝青混合料和其他結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量E1。15℃瀝青混合料和其他結(jié)構(gòu)層材料的彎拉回彈模量值E1，以及瀝青混合料15℃彎拉強(qiáng)度和半剛性材料的彎拉強(qiáng)度值σsp，列于下表：材料名稱瀝青針入度抗壓模量〔〕劈裂強(qiáng)度備注細(xì)粒瀝青混凝土140020001.2~1.6,取1.4中粒瀝青混凝土120018000.8~1.2,取1.0粗粒瀝青混凝土100014000.6~1.0取0.8水泥穩(wěn)定碎石15000.4~0.6,取0.55％～6％〔配合比或規(guī)格要求〕二灰土7500.2~0.3,取0.210：30：60〔配合比或規(guī)格要求〕二灰碎石15000.5～0.8取0.67：13：80〔配合比或規(guī)格要求〕級(jí)配碎石250符合級(jí)配要求,做底基層用4、計(jì)算確定容許彎拉應(yīng)力材料名稱細(xì)粒瀝青混凝土1.44.890.286中粒瀝青混凝土1.04.890.204粗粒瀝青混凝土0.86.450.124水泥穩(wěn)定碎石0.53.080.162二灰土0.23.960.051二灰碎石0.63.080.1955、計(jì)算路表彎沉和底層拉應(yīng)力通過計(jì)算機(jī)程序計(jì)算，輸入各項(xiàng)參數(shù)可得到計(jì)算結(jié)果，兩個(gè)設(shè)計(jì)方案中的設(shè)計(jì)層厚度未定，先假設(shè)初始厚度，假設(shè)計(jì)算不滿足不等式，再調(diào)整厚度，直至滿足為止。6、結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算結(jié)果一方案設(shè)計(jì)層二灰土厚度:H5=50cm設(shè)計(jì)彎沉：Ld=13.47(0.01mm)路表計(jì)算彎沉：ls=12.8(0.01mm)一方案計(jì)算表序號(hào)結(jié)構(gòu)層材料材料模量材料模量材料厚度(cm)泊松比彎拉應(yīng)力容許彎拉應(yīng)力1細(xì)粒瀝青混凝土2000140030.25滿足0.2862中粒瀝青混凝土1800120050.25滿足0.2043粗粒瀝青混凝土1400100070.25滿足0.1244二灰碎石150040滿足0.1955二灰土750500.25滿足0.0516土基35二方案設(shè)計(jì)層二灰碎石層厚度：H4=75cm設(shè)計(jì)彎沉：Ld=11.49(0.01mm)路表計(jì)算彎沉：ls=11.3(0.01mm)二方案計(jì)算表序號(hào)結(jié)構(gòu)層材料材料模量材料模量材料厚度(cm)泊松比彎拉應(yīng)力容許彎拉應(yīng)力1細(xì)粒瀝青混凝土2000140040.25滿足0.2862中粒瀝青混凝土1800120060.25滿足0.2043水泥穩(wěn)定碎石1500800.25滿足0.1624級(jí)配碎石250400.25————5土基408、驗(yàn)算防凍層厚度根據(jù)查表所列的路面最小防凍厚度要求與該路狀況作比照。Ⅱ區(qū)，最低氣溫，可不考慮防凍要求。9、方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬經(jīng)工程預(yù)算分析：一方案經(jīng)濟(jì)預(yù)算序號(hào)工程名稱單位每平方米工程量單價(jià)〔元〕合計(jì)〔元〕1細(xì)粒瀝青混凝土m30.03260.77.8212中粒瀝青混凝土m30.05261.113.0553粗粒瀝青混凝土m30.07261.618.3124二灰碎石m30.4357.51435二灰土m30.5313.1156.556小計(jì)m3338.738二方案經(jīng)濟(jì)預(yù)算序號(hào)工程名稱單位每平方米工程量單價(jià)〔元〕合計(jì)〔元〕1細(xì)粒瀝青混凝土m30.04260.710.4282中粒瀝青混凝土m30.06261.115.6663二灰碎石m30.75357.5268.1254級(jí)配碎石m30.4232.192.845小計(jì)m3387.059可以看出，A方案造價(jià)較低，再結(jié)合本地區(qū)降雨量大，容易引起水損害，同時(shí)考慮路面長(zhǎng)期使用，建議采用A方案，即組合式基層瀝青路面。四