瀝青路面專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)例樣本(共22頁(yè))

1、瀝青路面專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)例路面工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)資料 東北某地（II4）擬建二級(jí)公路，全長(zhǎng)40km（K0k40），除由于 K31150k33350路段縱坡較大（一般為5%左右），采用水泥混凝土路面外，其余均采用瀝青類路面，其中K15600k22440路段為老路改造，采用補(bǔ)強(qiáng)措施，有關(guān)資料如下： 1公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)公路，。 2交通狀況，經(jīng)調(diào)查交通量為4100輛/日，交通組成如表2所示，交通量年平均增長(zhǎng)率= %。交通組成 表1黃河JN150解放 CA10B東風(fēng)EQ140太脫拉138小汽車25%50%15%3%7%汽車參數(shù) 表2 車 型總重(KN)載重(KN)前軸重(KN)后軸重(KN)后軸

2、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138211.4120.0051.402×802雙單132 3路基土質(zhì)為粘性土，干濕狀態(tài)為潮濕，道路凍深為160cm。 4K15+600K22440路段原路面為瀝青路面，瀝青面層厚度h3cm，路面實(shí)測(cè)彎沉值分別為：72、81、78、64、66、65、68、75、72、71、66、73、68、77、74、74、81、82、78、79（）等共20測(cè)點(diǎn)，彎沉測(cè)定采用標(biāo)準(zhǔn)軸載，前5小時(shí)的平均溫度為2

3、5（注：季節(jié)影響系數(shù)以kl=，溫度影響系數(shù)K2=）。二、設(shè)計(jì)要求 1交通分析； 2擬定路面結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明選用該種路面結(jié)構(gòu)的原因；確定材料參數(shù)及水泥混凝土路面板的平面設(shè)計(jì)； 3計(jì)算或驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)層厚度；瀝青路面可采用手工計(jì)算和計(jì)算機(jī)計(jì)算兩種方式之一，并分析其結(jié)果以及說(shuō)明理由；擬定幾種瀝青路面厚度，采用計(jì)算機(jī)計(jì)算，分析瀝青面層變化對(duì)基層厚度的影響，基層厚度變化對(duì)底基層厚度的影響；對(duì)于水泥混凝土路面采用手工計(jì)算； 4繪制路面結(jié)構(gòu)圖及水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構(gòu)造圖； 5編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。三、提交的設(shè)計(jì)文件 1路面結(jié)構(gòu)圖； 2水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構(gòu)造圖； 3設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 路面課程設(shè)計(jì)計(jì)劃

4、書(shū)第一步，根據(jù)設(shè)計(jì)題目，利用各種途徑查閱專業(yè)資料，如設(shè)計(jì)規(guī)范、教材等；第二步，根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)及老師的現(xiàn)場(chǎng)答疑指導(dǎo)進(jìn)行各部分的設(shè)計(jì)計(jì)算；第三步，編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，并將其提交給指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可；學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)內(nèi)容；內(nèi)容上要求條理清晰，盡量采用簡(jiǎn)圖和表格形式；外觀上要求字體工整，紙張和封面統(tǒng)一。具體要求如下：（1）初步掌握路面工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟及方法；（2）能夠比較全面地收集和查詢有關(guān)技術(shù)資料；（3）合理擬定路面的設(shè)計(jì)方案；（4）獨(dú)立完成路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算和驗(yàn)算；（5）能夠分析路面設(shè)計(jì)時(shí)存在的問(wèn)題并能加以解決。第二步，課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和時(shí)間安排（1）布置設(shè)計(jì)任務(wù)。教師

5、提供路基路面課程設(shè)計(jì)的基本資料，并交待課程設(shè)計(jì)的目的、方法、要求等。（2）路面設(shè)計(jì)資料分析、確定路面等級(jí)和面層類型 （3）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)參數(shù)及設(shè)計(jì)參數(shù)確定，應(yīng)擬定三種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案；路面厚度計(jì)算和應(yīng)力驗(yàn)算，提出合理的路面合理的路面結(jié)構(gòu)型式。整理及編寫(xiě)整理路面工程課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)報(bào)告、計(jì)算書(shū)整理 3天4 考核內(nèi)容與方法 課程設(shè)計(jì)考核方式 課程設(shè)計(jì)成績(jī)以設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量為主，結(jié)合平時(shí)的考差進(jìn)行評(píng)定。凡成績(jī)不及格者，必須重修。平時(shí)考查主要檢查學(xué)生的出勤情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、是否獨(dú)立完成設(shè)計(jì)等幾方面。設(shè)計(jì)成果的檢查，著重檢查設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算書(shū)的完整性和正確性。成績(jī)的評(píng)定要按課程的目的要求，突

6、出學(xué)生獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新性的評(píng)定。課程設(shè)計(jì)的成績(jī)按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五級(jí)評(píng)定。 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（1）優(yōu)能夠熟練綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，全面獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠提出自己的見(jiàn)解；設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)計(jì)算正確，數(shù)據(jù)可靠；圖面質(zhì)量整潔，能很好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖；計(jì)算書(shū)表達(dá)清楚，文字通順，書(shū)寫(xiě)工整。（2）良能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，全面完成設(shè)計(jì)任務(wù)；設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)計(jì)算基本正確，；圖面質(zhì)量整潔，能夠較好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖；計(jì)算書(shū)表達(dá)清楚，文字通順，書(shū)寫(xiě)工整。（3）中能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)；能基本掌握設(shè)計(jì)與計(jì)算方法；圖面質(zhì)量一般，能較好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖；計(jì)算書(shū)表達(dá)一般，有多

7、處不夠確切。（4）及格基本能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)；設(shè)計(jì)與計(jì)算沒(méi)有原則性錯(cuò)誤；圖面質(zhì)量不夠完整，基本能表達(dá)設(shè)計(jì)意圖；計(jì)算書(shū)表達(dá)一般，有多處錯(cuò)誤存在。（5）不及格運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力差，不能按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)；設(shè)計(jì)與計(jì)算有嚴(yán)重錯(cuò)誤；圖面不整潔，不能表達(dá)設(shè)計(jì)意圖；計(jì)算書(shū)不完整，有多處錯(cuò)誤存在。 瀝青混凝土路面厚度計(jì)算書(shū)一、 設(shè)計(jì)資料（見(jiàn)任務(wù)書(shū)）二、交通分析路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。（1）軸載換算。軸載換算采用如下的計(jì)算公式： 計(jì)算結(jié)果如表1所示表1 軸載換算結(jié)果表（彎沉）車型黃河JN150前軸491.06.4820235.69后軸101.61.01.0820878.62解放CA

8、10B前軸19.041.06.41845后軸60.851.01.01845212.58東風(fēng)EQ140前軸23.701.06.4820后軸69.201.01.0820165.30太脫拉138前軸51.41.06.420572.55后軸802.21.0205170.85總和1735.59注：小于25KN的軸載不計(jì)。（2）累計(jì)當(dāng)量軸次。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，二級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取12年，,。（1）軸載換算。驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為計(jì)算結(jié)果如表2所示。表2 軸載換算結(jié)果表（彎沉）車型黃河JN150前軸491.018.5820后軸101.61.01.0820931.03解放CA10B前軸1

9、9.041.018.51845后軸60.851.01.0184534.68東風(fēng)EQ140前軸23.701.018.5820后軸69.201.01.082043.12太脫拉138前軸51.41.018.520518.48后軸803.01.0205103.18總和1130（2）累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50-2006)交通分級(jí)可確定軸載等級(jí)為：中等交通等級(jí)。三、初擬路面結(jié)構(gòu)計(jì)算得設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載次約為650萬(wàn)次左右。初步擬定路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土，二級(jí)公路瀝青層推薦厚度510cm取10cm?；鶎硬捎盟喾€(wěn)定碎石（取25cm），底基層采用石灰土（厚度待定

10、）。對(duì)于的一、二級(jí)公路，路面面層多為雙層結(jié)構(gòu)，上層為密級(jí)配的細(xì)粒式或中粒式瀝青混凝土（取密級(jí)配的細(xì)粒式厚4cm），下層為粗粒式瀝青混凝土、瀝青碎石或?yàn)r青貫入式（取粗粒式瀝青混凝土厚6cm）。四、各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度 查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度。抗壓模量取的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到的抗壓模量：細(xì)粒式密級(jí)配的瀝青混凝土為1400MPa，粗粒式密級(jí)配的瀝青混凝土為1000MPa，水泥碎石為1500MPa，石灰土550MPa。各層材料的劈裂強(qiáng)度：，。五、土基回彈模量的確定 該路段處于區(qū)，為粘性土，干濕為潮濕，查表“二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值”。規(guī)范規(guī)定士基

11、因彈模量值應(yīng)大于30MPa。潮濕、過(guò)濕狀態(tài)的路基，應(yīng)采取換填砂、砂礫、碎石滲水性材料處理地基，根據(jù)各種路基處理措施，確定土基回彈模量設(shè)計(jì)值。六、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定。路面設(shè)計(jì)彎沉值根據(jù)公式 計(jì)算。該公路為二級(jí)公路。，面層是瀝青混凝土。，半剛性基層、底基層總厚度大于20cm，。設(shè)計(jì)彎沉值為 細(xì)粒式密級(jí)配的瀝青混凝土：粗粒式密級(jí)配的瀝青混凝土：水泥碎石：石灰土： （），相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)绫?.表3 設(shè)計(jì)資料匯總表材料名稱細(xì)粒式瀝青混凝土4180014001.40.5426粗粒式瀝青混凝土6120010000.80.2817水泥碎石2515000.50.2793石灰土？5500.2250.0978土基33

12、.5通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算得到，石灰土的厚度為 25cm ，實(shí)際路面的路表實(shí)測(cè)彎沉值為 （），各層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。路面防凍最小厚度，路基類型為潮濕凍深150cm，查表的防凍最小厚度為60cm。滿足防凍要求。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟新建瀝青路面按以下步驟進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：(1) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和路面等級(jí)及面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。(2) 按路基土類型和干濕狀態(tài)，將路基劃分為幾個(gè)路段，確定路段回彈模量值。(3) 根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范推薦的路面結(jié)構(gòu)，擬定幾中可能的路面結(jié)構(gòu)組合及厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)及測(cè)定結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材

13、料設(shè)計(jì)參數(shù)。(4) 根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度。對(duì)二級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性基層材料的基層、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)層組合，或調(diào)整材料配合比，提高材料極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。 路面結(jié)構(gòu)層計(jì)算該路位于中原黃河沖積平原區(qū)，地質(zhì)條件一般為a）第一層：沖積土；b）第二層：粘質(zhì)土；c）第三層：巖石。平原區(qū)二級(jí)汽車專用瀝青混凝土公路，路面使用年限為12年，年預(yù)測(cè)平均增長(zhǎng)率為6%。（1）軸載分析 本設(shè)計(jì)的累計(jì)當(dāng)量軸次的計(jì)算以雙輪組單軸載100kN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)按表7-1確定。表7-1 標(biāo)準(zhǔn)軸載

14、計(jì)算參數(shù)標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載BZZ-100標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載P（kN）100單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d(cm)21.30輪胎接地壓力p（MPa）0.70兩輪中心距（cm)1.5d表7-2 起始年交通量表車型小汽車解放CA15東風(fēng)EQ140黃河JN162數(shù)量（輛/d）15008006002001）以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力 軸載換算各級(jí)軸載換算采用如下計(jì)算公式： （7-1）式中：N1標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次/日； ni被換算車輛的各級(jí)軸載作用次數(shù)，次/日；P標(biāo)準(zhǔn)軸載，kN；Pi被換算車輛的各級(jí)軸載，kN；k被換算車輛類型；C1軸數(shù)系數(shù)，C1=1+（m-1），m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距大

15、于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，應(yīng)考慮軸系數(shù)； C2輪組系數(shù)，。計(jì)算結(jié)果如下表7-3所示。 表7-3 軸載換算結(jié)果表（彎沉）車 型Pi(KN)CiC2ni 解放CA15前軸20.9711800后軸70.3811800173.58東風(fēng)EQ140前軸23.7011600后軸69.2011600120.95黃河JN162后軸59.501120020.90后軸115.0011200367.34 682.77注：軸載小于25kN的軸載作用不計(jì)。 累計(jì)當(dāng)量軸次為： （7-2）式中：Ne累計(jì)當(dāng)量軸次；車道系數(shù)，；t路面使用年限，二級(jí)公路取12年；年預(yù)測(cè)平均增長(zhǎng)率，二級(jí)路取6%；N1標(biāo)準(zhǔn)軸

16、載的當(dāng)量軸次，次/日。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 軸載換算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為：N1'=C1'*C2'*ni(pi/p)8 （7-3）計(jì)算結(jié)果如表7-4所示。 表7-4 軸載換算結(jié)果表（半剛性基層層底拉應(yīng)力）車 型Pi（kN）C1'C2'ni(次/日)C1'*C2'*ni(pi/p)8(次/日)解放CA15后軸70.381180048.16東風(fēng)EQ140后軸69.201160031.55黃河JN162前軸59.50118.52003.14后軸115.5011200611.80N1'=C1

17、9;*C2'*ni(pi/p)8694.65注：軸載小于50kN的軸載作用不計(jì)。 累計(jì)當(dāng)量軸次參數(shù)值同上，累計(jì)當(dāng)量軸次Ne'為： （7-4） （2）路面結(jié)構(gòu)組合材料選取經(jīng)計(jì)算路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為250萬(wàn)次左右，根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到當(dāng)?shù)夭牧瞎┯脳l件，決定面層采用瀝青混凝土路面（6cm），基層采用水泥混凝土穩(wěn)定基層（水泥碎石15cm），底基層采用石灰穩(wěn)定土（厚度待定）。（3）各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度的選定查鄧學(xué)均主編的路基路面工程表14-13、14-14，得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度。路面設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度時(shí)，取20的抗壓模量，中粒式密級(jí)

18、配瀝青混凝土E1=1400Mpa，驗(yàn)算層底彎拉應(yīng)力時(shí)，取15的抗壓模量，中粒式瀝青混凝土E1=1800 Mpa。水泥穩(wěn)定碎石E2=1300 Mpa；石灰穩(wěn)定土E3=600 Mpa。各層材料劈裂強(qiáng)度：中粒式瀝青混凝土= Mpa；水泥穩(wěn)定碎石= Mpa；石灰穩(wěn)定土= MPa。（4）土基回彈模量的確定該路段處于2區(qū)，為粘質(zhì)土，查鄧學(xué)均主編的路基路面工程表14-9得土基回彈模量E0=。（5）設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定 設(shè)計(jì)彎沉值 （7-5）式中：路面設(shè)計(jì)彎沉值（）； Ac公路等級(jí)系數(shù)，； As面層類型系數(shù)，； Ab基層類型系數(shù)，對(duì)半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm時(shí)，Ab =；所以：=（） 各層材料容許層

19、底拉應(yīng)力 （7-6） 式中：路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力，MPa； 結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強(qiáng)度，MPa，由實(shí)驗(yàn)確定。我國(guó)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范采用極限劈裂強(qiáng)度；抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。瀝青混凝土面層： =水泥穩(wěn)定碎石： = =石灰土：= =式中：Aa瀝青混合料級(jí)配系數(shù)；細(xì)、，； Ac公路等級(jí)系數(shù)，。（6）設(shè)計(jì)資料總結(jié)（），相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)绫?-5。表7-5 設(shè)計(jì)資料匯總表材料名稱h（cm）20抗壓摸量（MPa）容許拉應(yīng)力（MPa）瀝青混凝土（E1）614000.57水泥穩(wěn)定碎石（E2）1513000.31石灰土（E3）？6000.17 （7）確定石灰土層厚度 計(jì)算容許彎沉值cm （7-7）式中：容許回彈彎沉值，cm； Ne累計(jì)當(dāng)量軸載作用次數(shù)；B回歸系數(shù)，；隨N改變的變化率。 計(jì)算彎沉綜合修正系數(shù)F= （7-8）式中：F彎沉綜合修正系數(shù)；路面實(shí)測(cè)彎沉值，在計(jì)算路面厚度時(shí)，可用容許彎沉值； 、標(biāo)準(zhǔn)車型的輪胎接地壓強(qiáng)（MPa）和當(dāng)量圓半徑（cm），通常 ，；E0土基回彈模量。 計(jì)算理論彎沉系數(shù)= （7-9） 用三層體系為計(jì)算體系，將四層體系按照彎沉等效的原則換算為三層體系。換算圖式如圖7-1所示。 圖7-1 多層體系換算示意圖由已知參數(shù)求得： ；查