5793696795路面工程課程設(shè)計瀝青路面設(shè)計.doc

1、路面工程課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計資料青海某地擬建一條公路，交通調(diào)查如下：解放ca10b車950輛/日，黃河jn150車200輛/日，東風(fēng)eq140車250輛/日，交通sh141車800輛/日，交通量平均增長率為7%，土質(zhì)為中液限粘土，平均稠度為1.08，土基回彈模量e0=45mpa,季節(jié)性冰凍地區(qū)，冰凍深度為1.2米。詳細(xì)交通組成表如下：車型pic1c2解放ca10b前軸19.411后軸60.8511黃河jn150前軸49.0011后軸101.6011東風(fēng)eq140前軸23.7011后軸69.2011交通sh141前軸25.5511后軸55.1011二、設(shè)計內(nèi)容1、根據(jù)設(shè)計資料要求，確定路面等級

2、和面層等級；2、計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次和設(shè)計彎沉值；3、擬定三種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，確定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量；4、確定抗壓強(qiáng)度及設(shè)計參數(shù)；5、根據(jù)設(shè)計彎沉值計算路面厚度；6、驗算瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求；7、驗算防凍厚度是否符合要求。三、設(shè)計要求 1、設(shè)計計算條理清晰，內(nèi)容完整； 2、設(shè)計步驟合理； 3、根據(jù)自己的三種路面方案進(jìn)行技術(shù)比較； 4、要求用a4紙打印，字體統(tǒng)一（題目為三號黑體，標(biāo)題用小四黑體，其他為小四宋體）。四、設(shè)計時間要求在一周內(nèi)獨立完成。五、參考文獻(xiàn) 1鄧學(xué)鈞.路基路面工程【m】.北京：人民交通出版社

3、，2004.8,第一版 2鄧學(xué)鈞.路基路面工程【m】.北京：人民交通出版社，2005.8，第二版 3中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范（jtg d50-2006）【s】. 北京：人民交通出版社，2006.10 a:瀝青路面設(shè)計 初擬采用兩種路面結(jié)構(gòu) （a）半剛性基層瀝青路面 （b）組合式基層瀝青路面根據(jù)交通狀況，結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度等因素考慮，初擬各層厚度如下： a 半剛性基層瀝青路面 細(xì)粒式密集配瀝青混凝土 4 中粒式密集配瀝青混凝土 6 粗粒式密集配瀝青混凝土 8 水泥穩(wěn)定碎石 22 二灰土 ？ 以二灰為設(shè)計層 b 組合式基層瀝青路面 細(xì)粒式密集配瀝青混凝土 3 中粒式密集配瀝青

4、混凝土 6 大粒式密集配瀝青混凝土 12 二灰穩(wěn)定砂礫 ？ 級配碎石 25 以二灰穩(wěn)定砂礫為設(shè)計層 1.1 計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次 1） 軸載分析 路面設(shè)計以雙輪組單軸載100kn為標(biāo)準(zhǔn)軸載 當(dāng)以設(shè)計彎沉為指標(biāo)及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力時 各級軸載換算采用n=c1c2ni(pi/p)4.35計算，（軸載小于25kn的不計）計算結(jié)果如下表所示車型pi(kn)c1c2ni（次/日-1）c1c2ni(pi/p)4.35解放ca10b前軸19.4119500.7579后軸60.8511950109.460黃河jn150前軸49.00112008.9822后軸101.6011200214.29

5、77東風(fēng)eq140前軸23.70112500.4765后軸69.201125050.3966交通sh141前軸25.55118002.1146后軸55.101180059.8548合計ni=c1c2ni(pi/p)4.35434.01 日交通量=(950+200+250+800)*2=2200輛/日*2=4400輛/日 aadt=adt*(1+)n-1=4400*(1+0.07)20-1=4400*2.58=11352(pcu/d) 為二級公路二級公路瀝青路面的設(shè)計年限為12年，雙向兩車道的車道系數(shù)=0.65則設(shè)計試用期累計當(dāng)量軸次為：ne=.n1.=434.010.65=1796535次當(dāng)驗

6、算半剛性基層層底拉應(yīng)力時：各級軸次（軸載小于50kn的不計）車型pi(kn)c1c2ni（次/日-1）c1c2ni(pi/p)4.35解放ca10b后軸60.8511950109.460黃河jn150后軸101.6011200214.2977東風(fēng)eq140后軸69.201125050.3966交通sh141后軸55.101180059.8548合計ni=c1c2ni(pi/p)4.35434.01則用半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算的累計當(dāng)量軸次為： ne= .n1.=1796535次1.2 確定路面等級和面層類型 根據(jù)“瀝青路面規(guī)范”并結(jié)合上面計算，確定路面等級為高級路面：面層為瀝青混泥土。又因為由

7、題意得e0=45mpa1.3 設(shè)計彎沉值計算 用： ld=600nacasab計算 二級公路，取ac=1.1，面層為瀝青混泥土，取 as=1.0,半剛性基層，取ab=1.0. 設(shè)計彎沉： ld=600nacasab=60017965350.21.21.01.0=37.03（0.01）（方案a） ld=600nacasab=60017965350.21.21.01.0= 37.03（0.01）（方案b）3.1 擬定路面結(jié)構(gòu)組合方案 經(jīng)計算，路基設(shè)計使用年限內(nèi)一個車道上累計標(biāo)準(zhǔn)軸載次為18104次左右，根據(jù)表14-4得此交通為輕交通，路面等級為一級公路，因此采用雙層式結(jié)構(gòu)。3.2 擬定路面結(jié)構(gòu)層厚

8、度 表面層采用4cm厚細(xì)粒式密集配瀝青混凝土，下層采用6cm厚粗粒式密集配瀝青混凝土。由于沿線可開采礫石，砂粒，并有粉煤灰，石灰，水泥等財力供應(yīng)，基層和底層分別采用剛度較高，水穩(wěn)定性好的石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石基層（厚20cm）和石灰穩(wěn)定土基層。3.3 各層材料設(shè)計參數(shù) 材料名稱 抗壓回彈模量（mpa） 劈裂強(qiáng)度（mpa） 200c 150c細(xì)粒式瀝青砼 1400 2000 1.4中粒式瀝青砼 1200 1800 1大粒式瀝青砼 1200 1400 0.8粗粒式瀝青砼 1000 1400 0.8水泥穩(wěn)定碎石 1500 0.65 二灰土 750 0.25二灰穩(wěn)定砂礫 1300 0.7級配碎石 400

9、- 土基 27 -4 根據(jù)設(shè)計彎沉值計算路面厚度計算各層材料容許層底拉應(yīng)力細(xì)粒式密集配瀝青混凝土 r=sp/ksks=0.09ne0.22/ac=0.0917965350.22/1.0=2.14r=sp/ks=1.4/2.14=0.65mpa中粒式密集配瀝青混凝土：ks=0.09ne0.22/ac=0.0917965350.22/1.0=2.14r=sp/ks=1/2.14=0.47mpa粗粒式密集配瀝青混凝土：ks=0.09ne0.22/ac=0.0917965350.22/1.0=2.14r=sp/ks=0.8/2.14=0.37mpa大粒式密集配瀝青混凝土：ks=0.09ne0.22/a

10、c=0.0917965350.22/1.0=2.14r=sp/ks=0.8/2.14=0.37mpa水泥穩(wěn)定碎石：ks=0.35ne0.11/ac=0.3517965350.11/1.0=1.71mpar=sp/ks=0.65/1.71=0.38mpa二灰土：ks=0.45ne0.11/ac=0.4517965350.11/1.0=2.19mpar=sp/ks=0.25/2.19=0.11mpa二灰穩(wěn)定砂礫：ks=0.35ne0.11/ac=0.3517965350.11/1.0=1.71mpar=sp/ks=0.7/1.71=0.41mpa 設(shè)計參數(shù)匯總表（a方案）設(shè)計層二灰土最小厚度 h（

11、5）=20設(shè)計彎沉值 ld=37.03（0.01）有電腦軟件可生成 路表計算彎沉值 ：ls=23.64 路面第5層厚度為20 第一結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為23.64（0.01mm）（滿足要求） 第二結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為26.15（0.01mm）（滿足要求） 第三結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為25.83（0.01mm）（滿足要求） 第四結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為25.22（0.01mm）（滿足要求） 第五結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為28.49（0.01mm）（滿足要求） 材料名稱層厚200c抗壓模量（mpa）150c抗壓模量（mpa）容許拉應(yīng)力（mpa）細(xì)粒式密集配瀝青混凝土 4140020000.65

12、中粒式密集配瀝青混凝土6120018000.47粗粒式密集配瀝青混凝土8100014000.37水泥穩(wěn)定碎石2215000.38二灰土207500.11土基-45- b方案 設(shè)計層二灰穩(wěn)定砂礫h（5）=25 設(shè)計彎沉值 ld=37.03（0.01） 路表計算彎沉值 ：l=23.92（0.01） 路面第5層厚度：25cm 第一結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為23.92（0.01mm）（滿足要求） 第二結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為26.54（0.01mm）（滿足要求） 第三結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為30.99（0.01mm）（滿足要求） 第四結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉為42.89（0.01mm）（滿足要求） 第五結(jié)

13、構(gòu)層頂面施工控制彎沉為165.44（0.01mm）（滿足要求） 材料名稱層厚200c抗壓模量（mpa）150c抗壓模量（mpa）容許拉應(yīng)力（mpa）細(xì)粒式密集配瀝青混凝土 4140020000.65中粒式密集配瀝青混凝土6120018000.47粗粒式密集配瀝青混凝土12100014000.37二灰穩(wěn)定砂礫2515000.41級配碎石20275-土基-25-6.1 驗算是否滿足要求 1計算路表彎沉值ls底層拉應(yīng)力 通過計算機(jī)程序計算，輸入各項參數(shù)得到計算結(jié)果，設(shè)計方案中的設(shè)計層厚度未定，先假設(shè)初始厚度，若計算不滿足等式，在調(diào)整厚度，直到滿意為止。 ls=la m=r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： a方案_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 22cm二灰土 20cm土基 b方案 細(xì)粒式瀝青混凝土 4cm中粒式瀝青混凝土 6cm大粒式瀝青混凝土 12cm二灰穩(wěn)定砂礫 25cm級配碎石 20土基7 驗算防凍層厚度青海為季節(jié)性冰凍區(qū)，