瀝青課程設(shè)計(jì)

1、路基路面工程課程設(shè)計(jì) 瀝青路面設(shè)計(jì) 姓名：杜洋 班級(jí)：路橋2班學(xué)號(hào)：201130490607目錄基本設(shè)計(jì)資料3一.軸載分析3二.結(jié)構(gòu)組合與材料選取6三.各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度6四.設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定7五.路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算9六.瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算10七.防凍層厚度檢驗(yàn)18八.路面結(jié)構(gòu)圖18（一）設(shè)計(jì)資料東北某地（II4）擬建一條公路，全長(zhǎng)60km（K0k60），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的瀝青路面結(jié)構(gòu)。有關(guān)資料如下： 1公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)公路，路面寬度為11.0m。 2交通狀況，經(jīng)調(diào)查交通量為4000輛/日，交通組成如表2所示，交通量年平均增長(zhǎng)率= 4.9%。交通組成 表1黃

2、河JN150解放 CA10B東風(fēng)EQ140太脫拉138小汽車(chē)25%50%15%3%7%汽車(chē)參數(shù) 表2 車(chē) 型總重(KN)載重(KN)前軸重(KN)后軸重(KN)后軸數(shù)后輪輪組數(shù)前輪輪組數(shù)軸 距(cm)JN150150.682.649101.6l雙單CA10B80.254019.4060.851雙單EQ14092.9050.0023.7069.201雙單太脫拉138211.4120.0051.402802雙單1323 路基土質(zhì)為粘性土，干濕狀態(tài)為潮濕( 各班內(nèi)前三個(gè)) ，道路凍深為175cm。（二）設(shè)計(jì)方法及內(nèi)容1. 根據(jù)自然區(qū)劃，路基土類(lèi)型和干濕狀態(tài)確定題目回彈模量；2. 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的

3、累積當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉3. 根據(jù)設(shè)計(jì)資料，確定合適的結(jié)構(gòu)層類(lèi)型（包括面層材料級(jí)配類(lèi)型）4. 擬定2種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，確定各結(jié)構(gòu)層材料的計(jì)算參數(shù)；5. 根基公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算擬定的路面結(jié)構(gòu)。（三）提交的設(shè)計(jì)文件 1路面結(jié)構(gòu)圖； 2設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。一軸載分析我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ-100。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表3-1確定。表3-1 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載名稱(chēng)BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載名稱(chēng)BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載P（KN）100單輪當(dāng)量圓直徑d（mm）21.30輪胎接地壓強(qiáng)P（Mpa）0.70兩輪中心距（cm）15d1當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及

4、瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡前、后軸軸載大于40kN的各級(jí)軸載的作用次數(shù)均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。式中： 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)； 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）； 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）； 各種被換算車(chē)型的軸載（）； 輪組系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38； 軸數(shù)系數(shù)。 被換算車(chē)型的軸載級(jí)別。當(dāng)軸間距離大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算：式中：m軸數(shù)。表2-2 軸載換算結(jié)果車(chē)型（）（次/日）黃河JN150前軸4916.41000287.43后軸101.6111071.49解放

5、CA10B前軸19.416.42000后軸60.8511230.44東風(fēng)EQ140前軸23.716.4600后軸69.211120.95太脫拉138前軸51.416.412042.47后軸802.21100N1852.78則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次： 式中 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)當(dāng)量次數(shù)； t 設(shè)計(jì)年限，由材料知，t=15年； 設(shè)計(jì)端竣工后一年雙向日平均當(dāng)量軸次； 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長(zhǎng)率，由材料知，=0.049； 車(chē)道系數(shù)，由材料知=0.65。2驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次時(shí)，凡軸載大于50KN的各級(jí)軸載的作用次數(shù)均按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。式中： 以設(shè)計(jì)

6、彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)； 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）； 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）； 各種被換算車(chē)型的軸載（）； 輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09。 軸數(shù)系數(shù)；表2-3 軸載換算結(jié)果車(chē)型（）（次/日）黃河JN150前軸49118.51000后軸101.6111135.40解放 CA10B前軸19.4118.52000后軸60.851137.59東風(fēng)EQ140前軸23.7118.5600后軸69.21131.55太脫拉138前軸51.4118.512010.82后軸803160.4N1275.76則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次為：二結(jié)

7、構(gòu)組合與材料選取方案一：根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（190）采用三層式瀝青混凝土面層：表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（40） 中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（60） 下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（90）基層采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度待定）底層采用二灰土（400）方案二：根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（250）采用三層式瀝青混凝土面層：表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（40） 中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（60） 下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（150）基層采用二灰碎石（350）底層采用石灰土（厚度待定）三各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度方案一：

8、土基回彈模量的確定可根據(jù)查表法查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及 裂強(qiáng)度已參照規(guī)范給出的推薦值確定。見(jiàn)表：層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強(qiáng)度劈裂（Mpa）15C模量20C模量細(xì)粒式瀝青混凝土4200014001.4中粒式瀝青混凝土6180012001.0粗粒式瀝青混凝土9120010000.8 水泥穩(wěn)定碎石待定150015000.5二灰土407507500.25土基3030方案二：土基回彈模量的確定可根據(jù)查表法查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度已參照規(guī)范給出的推薦值確定。見(jiàn)表：層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強(qiáng)度劈裂（Mpa）15C模量20C模量細(xì)粒式瀝青混凝土4200014001.4中

9、粒式瀝青混凝土6180012001.0粗粒式瀝青混凝8二灰碎石35150015000.65石灰土待定5505500.25土基3030四設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定1設(shè)計(jì)彎沉值公路為一級(jí)，則公路等級(jí)系數(shù)取1.0；面層是瀝青混凝土，則面層類(lèi)型的系數(shù)取1.0；路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，則路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型系數(shù)取1.0。式中： 設(shè)計(jì)彎沉值 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量年標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù) 公路等級(jí)系數(shù)，一級(jí)公路為1.0 面層類(lèi)型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0 基層類(lèi)型系數(shù)，半剛性基層為1.0 2各層材料按容許層底拉應(yīng)力，按下列公式計(jì)算： 式中： 路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（Mpa）； 路面結(jié)構(gòu)材料的容許

10、拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限次加載疲勞 彎拉應(yīng)力（Mpa）； 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。方案一： 對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù): 對(duì)水泥穩(wěn)定碎石抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： 對(duì)二灰土抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：材料名稱(chēng)（Mpa）（Mpa）細(xì)粒瀝青混凝土1.44.160.34中粒瀝青混凝土1.04.160.24粗粒瀝青混凝土0.84.160.19水泥穩(wěn)定碎石0.52.430.21二灰土0.253.130.08方案二： 對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù): 對(duì)水泥穩(wěn)定碎石抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： 對(duì)二灰土抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：材料名稱(chēng)（Mpa）（Mpa）細(xì)粒瀝青混凝土1.44.160.34中粒瀝青混凝土1.04.160.24粗

11、粒瀝青混凝土0.84.160.19水泥穩(wěn)定碎石0.652.430.27二灰土0.253.130.08五 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算 1理論彎沉系數(shù)的確定式中： 當(dāng)量圓半徑；F 彎沉綜合修正系數(shù)， 。因此： F=1.6322.62/2000/10.650.38(30/0.70) 0.36=0.43 =22.621400/(200010.650.70.43)=3.86方案一：2確定設(shè)計(jì)層厚度采用三層體系表面彎沉系數(shù)，由諾莫圖算設(shè)計(jì)層厚度。h/=4/10.65=0.376 E2/E1=1200/1400=0.857；由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得：=6.22。h/=4/10.65=0.376 =30/120

12、0=0.029；由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得K1=1.440。又因?yàn)镵2= /(K1）=3.86/（6.221.44）=0.431，由上查表得：H/=6.7，H= 10.656.7=71.36。由可知：，因?yàn)镠=71.36cm，可知h4=21.95cm，故取h4=22cm。方案二： (2)確定設(shè)計(jì)層厚度采用三層體系表面彎沉系數(shù)，由諾莫圖算設(shè)計(jì)層厚度。h/=4/10.65=0.376 E2/E1=1200/1400=0.857；由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得：=6.22。h/=4/10.65=0.376 =30/1200=0.029；由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得K1=1.440。又因?yàn)镵2= /(

13、K1）=3.86/（6.221.44）=0.431，由上查表得：H/=6.7，H= 10.656.7=71.36。由可知：，因?yàn)镠=71.36cm，可知h5=4.36cm，故取h5=10cm。六瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 方案一：1.對(duì)于細(xì)粒式瀝青混凝土土面層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa h=4cm E1=2000Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1400MPa H=37.33cm E2=1800MPah4=22cm E4=1500MPa h5=40cm E5=550MPa E0 =30 MPa E0=30MPa

14、 ；，（1） 查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)），（2）查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)） 2.對(duì)于中粒式瀝青混凝土土面層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa h=10.11cm E1=1800Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1400MPa H=63.18cm E2=1400MPah4=22cm E4=1500MPa h5=40cm E5=550MPa E0 =30 MPa E0=30MPa ；，(1)查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)），（2）查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)

15、力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)）3.對(duì)于粗粒式瀝青混凝土土面層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa h=25.76cm E1=1400Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1400MPa H=38.28cm E2=1500MPah4=22cm E4=1500MPa h5=40cm E5=550MPa E0 =30 MPa E0=30MPa ；，(1)查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)），（2）查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)）2對(duì)于二灰碎石層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa

16、h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1400MPa h=60.32cm E1=2000Mpa h4=22cm E4=1500MPa H=10cm E2=1800MPah5=40cm E5=750MPa E0 =30 MPa E0=30MPa (1)查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)）（2）查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)）綜上所述，各層均滿(mǎn)足要求 方案二：1.對(duì)于細(xì)粒式瀝青混凝土土面層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa h=4cm E1=2000Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=15cm

17、E3=1400MPa H=37.33cm E2=1800MPah4=35cm E4=1500MPa h5=10cm E5=550MPa E0 =30 MPa E0=30MPa ；，（1）查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)），（2）查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)） 2.對(duì)于中粒式瀝青混凝土土面層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa h=10.11cm E1=1800Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=15cm E3=1400MPa H=53.54cm E2=1400MPah4=35cm E4=1500MPa h5

18、=10cm E5=550MPa E0 =30 MPa E0=30MPa ；，(1)查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)），（2）查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)）3.對(duì)于粗粒式瀝青混凝土土面層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa h=25.76cm E1=1400Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=15cm E3=1400MPa H=38.28cm E2=1500MPah4=35cm E4=1500MPa h5=10cm E5=550MPa E0 =30 MPa E0=30MPa ；，(1)查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)），（2）查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)）2對(duì)于二灰碎石層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 _ _ h1=4cm E1=2000MPa h2=6cm E2=1800MPa h3=15cm E3=1400MPa h=60.32cm E1=2000Mpa h4=35cm E4=1500MPa H=10cm E2=1800MPah5=10cm E5=550MPa E0 =30 MPa E0=30MPa ，(1)查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖（上層中層層間連續(xù)