課程設(shè)計(jì)最終版本

1、目錄一、瀝青路面設(shè)計(jì) 21基本資料 22初擬路面結(jié)構(gòu)組合 33標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)交通量 44計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù) 55.確定設(shè)計(jì)參數(shù) 66計(jì)算確定容許彎拉應(yīng)力 67使用HPDS2003計(jì)算軟件計(jì)算結(jié)果 6二、水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 321. 基本資料 322. 交通分析 323. 初擬路面結(jié)構(gòu) 334. 路面材料參數(shù)確定 335荷載疲勞應(yīng)力 346溫度疲勞應(yīng)力 35三、路基設(shè)計(jì) 351.擋土墻設(shè)計(jì) 3511基本資料 3512材料選擇 3613擋土墻計(jì)算 36公路瀝青路面設(shè)計(jì)1基本資料新建一級(jí)公路，公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年為 2011年，使用年限15年，擬選瀝青路面結(jié)構(gòu)路面進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 公路技術(shù)等級(jí)為一

2、級(jí)公路，為雙向六車道。預(yù)測(cè) 前五年交通量年增長(zhǎng)率為丫 = 8后十年丫 = 6%1.1 氣象資料該公路處于U 4區(qū)1.2 地質(zhì)資料與筑路資料由于路線地處平原U4區(qū)，土基為低液限粉土樁號(hào)設(shè)計(jì)標(biāo)咼地面標(biāo)咼水位標(biāo)咼K0+0008.1017.0305.000+507.7407.1405.000+1006.8717.2565.000+1506.3217.2785.000+2007.0007.1305.000+3007.9217.2135.000+8008.9237.1345.000K2+00010.0346.1015.000K3+00012.1265.9805.0001.3 交通資料表1-1交通組成與交通

3、量車型輛/日前軸重后軸重后軸數(shù)CA10B120019.4060.851EQ14080023.7069.201JN16250059.50115.001138S30045.4090.002SH141130025.5551.101SH36110060.00110.0022. 初擬路面結(jié)構(gòu)組合潮濕過濕情況下新建瀝青路面細(xì)粒式瀝青混凝土30 mm中粒式瀝青混凝土70 mm粗粒式瀝青混凝土80 mm水泥穩(wěn)定碎石180 mm水泥穩(wěn)定碎石180 mm石灰粉煤灰土？新建路基干燥情況下新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算細(xì)粒式瀝青混凝土40 mm中粒式瀝青混凝土60 mm粗粒式瀝青混凝土80 mm水泥穩(wěn)定碎石180 mm水泥穩(wěn)定

4、碎石180 mm石灰粉煤灰土？新建路基3. 標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)交通量車道系數(shù)0.4A.用于彎沉驗(yàn)算和瀝青層彎拉應(yīng)力驗(yàn)算的Ne( A)：4.35C1C2 nii 1表1-2汽車參數(shù)及交通量換算表車型輛/日前軸重C1C2Ni后軸重后軸 數(shù)C1C2NiCA10B120019.40 (6.401.000.0260.8511.001.0022.56EQ14080023.706.401.000.0569.2011.001.0042.07JN16250059.506.401.0050.27115.0011.001.001529.51138S30045.406.401.003.4790.0021.002.20284

5、.11車型輛/前軸后軸后軸C1C2C1C2十Ni日重重?cái)?shù)CA10B120019.4018.51.0060.8511.001.0022.56EQ14080023.7018.51.0069.2011.001.0042.07JN16250059.5018.51.00115.0011.001.001529.51138S30045.4018.51.0090.0021.002.20284.11SH141130025.5518.51.0051.1011.001.006.04SH36110060.0018.51.00110.0021.002.20471.59路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次:2823(1)七

6、1* 365Ne(B)N1設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次:1.025238* 10屬中等交通等級(jí)一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1680 ,屬重交通等級(jí)SH141SH3611300 25.55 6.40 1.000.1551.1010060.00 6.40 1.00 10.75 110.001.001.001.002.2010060.006.401.00SH361路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次69.36110.0025691.002.206.04471.59333.03 |Ne(A) (1)t 1* 365N1設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 屬中等交通等級(jí)93

7、29915B.用于半剛性基層彎拉應(yīng)力驗(yàn)算的Ne(B):ni表1-3汽車參數(shù)及交通量換算表4. 計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉ld和容許應(yīng)力公路等級(jí)系數(shù)1面層類型系數(shù)1路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)10 2Id 600 Ne Ac AsAb路面設(shè)計(jì)彎沉值 ：24.2 (0.01mm)RKs(A)0 20.09Ne . (A)/Ac（ 瀝青面層）Ks(B)0 110.35Ne (B)/AC（水穩(wěn)，一灰穩(wěn)定碎石）Ks(C)0 110.45Ne (C)/AC（一灰土）層位結(jié)構(gòu)層材料 名稱20 C平均抗壓15C平均抗壓容許應(yīng)力1細(xì)粒式瀝青混凝 土14002000.392中粒式瀝青混凝 土12001600.333粗粒式瀝青混凝 土100

8、01200.264水泥穩(wěn)定碎石15001500.295水泥穩(wěn)定碎石15001500.296石灰粉煤灰土750750.085. 確定設(shè)計(jì)參數(shù)查表得U 4區(qū)低液限粉土樁號(hào)H1H2H3H土質(zhì)類型WcE0K0+000H1HH2中濕31.0+50H1HH2中濕31.0+100H3H過濕0.75024.5+150H3H過濕0.75024.5+200H3H過濕0.75024.5+300H2HH3潮濕24.5+800HH1干燥1.05043.0K2+000HH1干燥1.05043.0K3+000HH1干燥1.05043.06使用HPDS200計(jì)算軟件計(jì)算結(jié)果一、軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào)車型名稱

9、刖軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m) 交通量1解放CA10B19.460.851雙輪組12002東風(fēng)EQ14023.769.21雙輪組8003黃河JN16259.51151雙輪組5004太脫拉138S45.4902雙輪組33005交通SH14125.5555.11雙輪組13006交通SH361601102雙輪組3100設(shè)計(jì)年限15車道系數(shù).4序號(hào)分段時(shí)間(年)交通量年增長(zhǎng)率158%2106%一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1680 ,屬重交通等級(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次：2569設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的

10、累計(jì)當(dāng)量軸次：9329915屬中等交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次：2823設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次：1.025238E+07屬中等交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)公路等級(jí)一級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)1公路等級(jí)系數(shù)1面層類型系數(shù)1路面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土1.2.392中粒式瀝青混凝土1.333粗粒式瀝青混凝土.8.264水泥穩(wěn)定碎石.6.295水泥穩(wěn)定碎石.6.296石灰粉煤灰土.2.08、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算新建路面的層數(shù)：6標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZ

11、Z-100路面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位：6設(shè)計(jì)層最小厚度：200 (mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度20 C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差15 C平均抗模量(MPa) (MPa)模量(MPa)壓標(biāo)準(zhǔn)差容許應(yīng)力(mm)(MPa) (MPa)1 細(xì)粒式瀝青混凝土0.392 中粒式瀝青混凝土0.333 粗粒式瀝青混凝土0.264 水泥穩(wěn)定碎石0.295 水泥穩(wěn)定碎石0.296 石灰粉煤灰土401400020006012000180080100001200180150001500180150001500?75007500 .087 新建路基31按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：LD= 24.2 (

12、0.01mm)H( 6 )= 200 mm LS= 20.2 (0.01mm)由于設(shè)計(jì)層厚度 H( 6 )=Hmin 時(shí)LS=LD,故彎沉計(jì)算已滿足要求.H( 6 )= 200 mm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：H( 6 )=:200 mm(第1H( 6 )=:200 mm(第2H( 6 )=:200 mm(第3H( 6 )=:200 mm(第4H( 6 )=:200 mm(第5H( 6 )=:200 mm(第6路面設(shè)計(jì)層厚度：H( 6 )= 200 mm(層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求層底面

13、拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求僅考慮彎沉)H( 6 )= 200 mm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗(yàn)算路面防凍厚度：路面最小防凍厚度700 mm驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下細(xì)粒式瀝青混凝土40 mm中粒式瀝青混凝土60 mm粗粒式瀝青混凝土80 mm水泥穩(wěn)定碎石180mm水泥穩(wěn)定碎石180mm石灰粉煤灰土200mm新建路基、交工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度20 C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差15 C平均抗壓標(biāo)準(zhǔn)差綜合影響系數(shù)(mm)模量(MPa) (MPa)模量(MPa)(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土40140002000012中粒式瀝青混凝土

14、60120001800013粗粒式瀝青混凝土80100001200014水泥穩(wěn)定碎石180150001500015水泥穩(wěn)定碎石180150001500016石灰粉煤灰土2007500750017新建路基311計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值第1層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 20.2 (0.01mm)第2層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 21.9 (0.01mm)第3層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 24.5 (0.01mm)第4層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 28.5 (0.01mm)第5層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 51.1 (0.01mm)第6層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=

15、 138.5 (0.01mm)路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 300.5 (0.01mm)(T ( 1 )=-.186 (MPa)(T ( 2 )=-.019 (MPa)(T ( 3 )=-.033 (MPa)(T ( 4 )= .024 (MPa)(T ( 5 )= .082 (MPa)(T ( 6 )= .07 (MPa)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力:(未考慮綜合影響系數(shù))第1層底面最大拉應(yīng)力第2層底面最大拉應(yīng)力第3層底面最大拉應(yīng)力第4層底面最大拉應(yīng)力第5層底面最大拉應(yīng)力第6層底面最大拉應(yīng)力*公路新建路面設(shè)計(jì)成果文件匯總*、軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào)車型名稱前軸重(kN

16、)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)軸距(m) 交通量1解放CA10B19.460.851雙輪組12002東風(fēng)EQ14023.769.21雙輪組8003黃河JN16259.51151雙輪組5004太脫拉138S45.4902雙輪組33005交通SH14125.5555.11雙輪組13006父通SH36160 1102雙輪組3100設(shè)計(jì)年限15車道系數(shù).4序號(hào)分段時(shí)間（年）交誦量年增長(zhǎng)率158%2106%一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1680 ,屬重交通等級(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次：2569設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次

17、：9329915屬中等交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次：2823設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次：1.025238E+07屬中等交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)公路等級(jí)一級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù)1面層類型系數(shù)1路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)1路面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土1.2.392中粒式瀝青混凝土1.333粗粒式瀝青混凝土.8.264水泥穩(wěn)定碎石.6.295水泥穩(wěn)定碎石.6.296石灰粉煤灰土.2.08、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算新建路面的層數(shù)：6標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ-100路

18、面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位：6設(shè)計(jì)層最小厚度：200 (mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度20 C平均抗壓標(biāo)準(zhǔn)差15 C平均抗壓標(biāo)準(zhǔn)差容許應(yīng)力(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa) (MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土401400020000.392中粒式瀝青混凝土601200018000.333粗粒式瀝青混凝土801000012000.264水泥穩(wěn)定碎石1801500015000.295水泥穩(wěn)定碎石1801500015000.296石灰粉煤灰土?75007500.087新建路基43按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：LD= 24.2 (0.01mm)H( 6 )= 2

19、00 mm LS= 17.8 (0.01mm)由于設(shè)計(jì)層厚度 H( 6 )=Hmin 時(shí)LS=LD,故彎沉計(jì)算已滿足要求.H( 6 )= 200 mm( 僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：H( 6 )= 200 mm( 第1層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H( 6 )= 200 mm(H( 6 )= 200 mm(H( 6 )= 200 mm(H( 6 )= 200 mm(H( 6 )= 200 mm(路面設(shè)計(jì)層厚度：H( 6 )= 200 mm(H( 6 )= 200 mm(驗(yàn)算路面防凍厚度：第2層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第3層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第4層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第5

20、層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第6層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求）僅考慮彎沉）同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力）路面最小防凍厚度700 mm驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下細(xì)粒式瀝青混凝土40 mm中粒式瀝青混凝土60 mm粗粒式瀝青混凝土80 mm水泥穩(wěn)定碎石180 mm水泥穩(wěn)定碎石180 mm石灰粉煤灰土200 mm新建路基三、交工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度20 C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差15 C平均抗 壓標(biāo)準(zhǔn)差綜合影響系數(shù)(mm)模量(MPa) (MPa) 模量(MPa)(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土40140002000012中粒式瀝青

21、混凝土60120001800013粗粒式瀝青混凝土80100001200014水泥穩(wěn)定碎石180150001500015水泥穩(wěn)定碎石180150001500016石灰粉煤灰土2007500750017新建路基431計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 17.8 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 19.2 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 21.3 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 24.7 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 43.5 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 113.4 (0.0

22、1mm)(T ( 1 )=-.178 (MPa)(T ( 2 )=-.014 (MPa)(T ( 3 )=-.031 (MPa)(T ( 4 )= .023 (MPa)(T ( 5 )= .077 (MPa)(T ( 6 )= .064 (MPa)路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 216.6 (0.01mm)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力:(未考慮綜合影響系數(shù))第1層底面最大拉應(yīng)力第2層底面最大拉應(yīng)力第3層底面最大拉應(yīng)力第4層底面最大拉應(yīng)力第5層底面最大拉應(yīng)力第6層底面最大拉應(yīng)力改建道路瀝青路面設(shè)計(jì)改建路段原路面當(dāng)量回彈模量計(jì)算100( P100 )0.87h( P )I0 (l0 Z S)

23、QK2K32pEt 1000 mm1 0原路面實(shí)測(cè)彎沉值(0.01mm)7482.179.263.470.978.980.172.368.371.481.394.8舍去的過大或過小彎沉值為：L( 12 )= 94.8原路面有效彎沉數(shù)：11原路面平均彎沉值：75 (0.01mm)原路面彎沉值標(biāo)準(zhǔn)差：6 (0.01mm)測(cè)定汽車軸載：100 kN改建公路等級(jí)二級(jí)公路與保證率有關(guān)的系數(shù)：1.5原路面瀝青面層厚度：50 (mm)季節(jié)影響系數(shù)1.2濕度影響系數(shù) 1溫度修正系數(shù)-原路面計(jì)算彎沉值 ：101 (0.01 mm) 原路面當(dāng)量回彈模量：162.4 (MPa)原路面實(shí)測(cè)彎沉值(0.01mm)81.

24、394.8101.4111120.3119.4118.3117.4113.8114.3舍去的過大或過小彎沉值為：L( 1 )= 81.3L( 2 )= 94.8L( 3 )= 101.4原路面有效彎沉數(shù):7原路面平均彎沉值:116 (0.01mm)原路面彎沉值標(biāo)準(zhǔn)差:3 (0.01mm)測(cè)定汽車軸載100 kN改建公路等級(jí)二級(jí)公路與保證率有關(guān)的系數(shù)1.5原路面瀝青面層厚度50 (mm)季節(jié)影響系數(shù) 1.2濕度影響系數(shù)1溫度修正系數(shù) 1原路面計(jì)算彎沉值：145 (0.01 mm)原路面當(dāng)量回彈模量：113.1 (MPa)使用HPDS2006計(jì)算軟件計(jì)算結(jié)果*公路改建路面設(shè)計(jì)成果文件匯總*、軸載換

25、算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào)車型名稱刖軸重(kN)軸距(m) 交通量1解放CA10B19.460.8512002東風(fēng)EQ14023.769.28003黃河JN16259.51155004太脫拉138S45.49033005交通SH14125.5555.113006交通SH361601103100設(shè)計(jì)年限15車道系數(shù).4序號(hào)分段時(shí)間(年)1582106后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后1雙輪組1雙輪組1雙輪組2雙輪組1雙輪組2雙輪組交通量年增長(zhǎng)率%一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1680,屬重交通等級(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)

26、量軸次：2569設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次：9329915屬中等交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次：2823設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次：1.025238E+07屬中等交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)公路等級(jí)一級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù)1面層類型系數(shù)1路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)1路面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土1.2.392中粒式瀝青混凝土1.333粗粒式瀝青混凝土.8.264水泥穩(wěn)定碎石.6.295石灰粉煤灰土.2.08、改建路面加鋪補(bǔ)強(qiáng)層厚度計(jì)算加鋪路面的層

27、數(shù)：5標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ-100路面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位：5設(shè)計(jì)層最小厚度：150 (mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度20 C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差15(MPa)(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土400.392中粒式瀝青混凝土600.333粗粒式瀝青混凝土800.264水泥穩(wěn)定碎石1800.295石灰粉煤灰土?0.086改建前原路面壓標(biāo)準(zhǔn)差容許應(yīng)力(mm)模量(MPa) (MPa)1400020001200018001000012001500015007500750162.4C平均抗模量(MPa)按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:（彎沉值按新建路面F公式計(jì)算）LD= 24.2 （0.0

28、1mm）H（ 5 ）= 150 mm LS= 1.2 （0.01mm）由于設(shè)計(jì)層厚度 H（ 5 ）=Hmin 時(shí)LS=LD,故彎沉計(jì)算已滿足要求.H（ 5 ）= 150 mm（僅考慮彎沉）按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：第1層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第2層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第3層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第4層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第5層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求）700 mmH( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(路面設(shè)計(jì)層厚度：H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 1

29、50 mm(驗(yàn)算路面防凍厚度：路面最小防凍厚度僅考慮彎沉）同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力）改建前原路面總厚度200 mm驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下細(xì)粒式瀝青混凝土40mm中粒式瀝青混凝土60mm粗粒式瀝青混凝土80mm水泥穩(wěn)定碎石180 mm石灰粉煤灰土150 mm改建前原路面、交工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算壓標(biāo)準(zhǔn)差綜合影響系數(shù)(mm)模量(MPa) (MPa)(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土40140002000012中粒式瀝青混凝土60120001800013粗粒式瀝青混凝土80100001200014水泥穩(wěn)定碎石180150001500015

30、石灰粉煤灰土1507500750016改建前原路面162.4層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度20 C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差15 C平均抗模量(MPa)計(jì)算改建路面各加鋪層頂面交工驗(yàn)收彎沉值：(按新建路面F公式計(jì)算)第1層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 1.2 (0.01mm)第2層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 1.3 (0.01mm)第3層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 1.5 (0.01mm)第4層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 1.9 (0.01mm)第5層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 4.2 (0.01mm)計(jì)算改建路面各加鋪層底面最大拉應(yīng)力：(未考慮綜合影響系數(shù))第1層底面最大拉應(yīng)力(T ( 1 )=-.1

31、81 (MPa)第2層底面最大拉應(yīng)力(T ( 2 )=-.002 (MPa)第3層底面最大拉應(yīng)力(T ( 3 )=-.O16 (MPa)第4層底面最大拉應(yīng)力(T ( 4 )= .096 (MPa)第5層底面最大拉應(yīng)力(T ( 5 )= .022 (MPa)*公路改建路面設(shè)計(jì)成果文件匯總*、軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào)車型名稱刖軸重(kN)軸距(m) 交通量1解放CA10B19.460.8512002東風(fēng)EQ14023.769.28003黃河JN16259.51155004太脫拉138S45.49033005交通SH14125.5555.113006交通SH361601103100設(shè)

32、計(jì)年限15車道系數(shù).4序號(hào)分段時(shí)間(年)158后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后1雙輪組1雙輪組1雙輪組2雙輪組1雙輪組2雙輪組交通量年增長(zhǎng)率%2 10 6 %一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1680 ,屬重交通等級(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次：2569設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次：9329915屬中等交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)：路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次：2823設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次：1.025238E+07屬中等交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)公路等級(jí)一級(jí)公路公路等級(jí)系

33、數(shù)1面層類型系數(shù)1路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)1路面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土1.2.392中粒式瀝青混凝土1.333粗粒式瀝青混凝土.8.264 水泥穩(wěn)定碎石5 石灰粉煤灰土.6.29.2.08二、改建路面加鋪補(bǔ)強(qiáng)層厚度計(jì)算加鋪路面的層數(shù)：5標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ-100路面設(shè)計(jì)彎沉值：24.2 (0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位：5設(shè)計(jì)層最小厚度：150 (mm)層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度20 C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差15 C平均抗 壓標(biāo)準(zhǔn)差容許應(yīng)力(mm)模量(MPa) (MPa) 模量(MPa)(MPa) (MPa)1細(xì)粒式瀝青

34、混凝土401400020000.392中粒式瀝青混凝土601200018000.333粗粒式瀝青混凝土801000012000.264水泥穩(wěn)定碎石1801500015000.295石灰粉煤灰土?75007500 .086改建前原路面113.1按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:（彎沉值按新建路面F公式計(jì)算）LD= 24.2 （0.01mm）H（ 5 ）= 150 mm LS= 1.4 （0.01mm）由于設(shè)計(jì)層厚度 H（ 5 ）=Hmin 時(shí)LS=LD,故彎沉計(jì)算已滿足要求.H（ 5 ）= 150 mm（ 僅考慮彎沉）按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：第1層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第2層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足

35、要求） 第3層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第4層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求） 第5層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求）H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(路面設(shè)計(jì)層厚度：H( 5 )= 150 mm(H( 5 )= 150 mm(驗(yàn)算路面防凍厚度：僅考慮彎沉）同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力）路面最小防凍厚度700 mm改建前原路面總厚度200 mm驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求、交工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算層位結(jié)構(gòu)層材料名稱壓標(biāo)準(zhǔn)差綜合影響系數(shù)厚度20 C平均抗壓標(biāo)準(zhǔn)差模量(MPa) (MPa)(m

36、m)(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土40140002000012中粒式瀝青混凝土60120001800013粗粒式瀝青混凝土80100001200014水泥穩(wěn)定碎石180150001500015石灰粉煤灰土1507500750016改建前原路面113.115 C平均抗模量(MPa)計(jì)算改建路面各加鋪層頂面交工驗(yàn)收彎沉值：(按新建路面F公式計(jì)算)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 1.4 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 1.5 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 1.8 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 2.2 (0.01mm)層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS= 5

37、.6 (0.01mm)計(jì)算改建路面各加鋪層底面最大拉應(yīng)力：（未考慮綜合影響系數(shù)）第1層底面最大拉應(yīng)力第2層底面最大拉應(yīng)力第3層底面最大拉應(yīng)力第4層底面最大拉應(yīng)力第5層底面最大拉應(yīng)力(T ( 1 )=-.197 (MPa)(T ( 2 )=-.01 (MPa)(T ( 3 )=-.017 (MPa)(T ( 4 )= .108 (MPa)(T ( 5 )= .036 (MPa)公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)1.基本資料1基本資料新建一級(jí)公路，公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年為 2011年，使用年限30年，擬選瀝青路面結(jié)構(gòu)路面進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)公路，為雙向六車道。預(yù)測(cè) 前5年交通量年增長(zhǎng)率為丫 = 8后

38、25年丫 = 6%1.1氣象資料該公路處于U 4區(qū)1.2地質(zhì)資料與筑路資料由于路線地處平原U 4區(qū)，土基為低液限粉土樁號(hào)設(shè)計(jì)標(biāo)咼地面標(biāo)咼水位標(biāo)咼K0+0008.1017.0305.000+507.7407.1405.000+1006.8717.2565.000+1506.3217.2785.000+2007.0007.1305.000+3007.9217.2135.000+8008.9237.1345.000K2+00010.0346.1015.000K3+00012.1265.9805.0001.3交通資料表1-1交通組成與交通量車型輛/日前軸重后軸重后軸數(shù)CA10B120019.4060.

39、851EQ14080023.7069.201JN16250059.50115.001138S30045.4090.002SH141130025.5551.101SH36110060.00110.0022.2標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)查一級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30年，安全等級(jí)為二級(jí)。臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取0.22行駛方向分配系數(shù)0.5 車道分配系數(shù) 0.4計(jì)算得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)為Ns 1 gr t 1365gr201329.7 10.0513650.0490.396.387 106 次故屬重交通等級(jí)。3.初擬路面結(jié)構(gòu)由查表得相應(yīng)于安全等級(jí)二級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)

40、級(jí)。根據(jù)一級(jí)級(jí)公路、重交通等級(jí)和低級(jí)變異水平等級(jí)，初擬普通混凝土面層厚度在為 0.22m。有利于 比較，選擇合適面層厚度?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量 6%，厚度0.24m。 墊層為0.15m石灰粉煤灰土。普通混凝土板的平面尺寸為寬 4.5m、長(zhǎng)5.0m。據(jù)公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D402002)縱縫為設(shè)拉桿平縫，上部 鋸切槽口，深度50mm寬度5mm特重和重交通公路橫向縮縫為設(shè)傳力桿的假縫 形式。4.路面材料參數(shù)確定查表取普通混凝土面層的拉彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 5MPa相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為 31GPa已知，路基回彈模量為 31Mpa 43Mpa查表得，低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土 墊層回

41、彈模量取600MPa水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取 1300MPa計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量：1300 0.22600 0.152 20.20.151048MPaEh3E2h23h1hp 21Dx12124Eh0.20.15 211413000.26000.15xh, h22hx 3 12Dx Ex 3 12 3.1110480.329m11300 0.23600 0.153E2h212120.456.22 11.51 EE06.221 1.510.451048304.322b11.440.55Ex 百0.55104811.44 -300.796.b廠Ex / r2 =5/0.724=6.906,有

42、規(guī)范可查得普通混凝土板厚h1 =0.22m, Bx10.72 ;3_ 0 796“1048Etahx Eq4.322 0.32930174.947Eq30取普通混凝土面層厚度0.22m和0.24m,則普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑分別為：ri0.537h3 EcTE； 0.537 0.22 3 31000174.947 0.664r2 0.537h3 EEf 0.537 0.24 3 31000174.947 0.7245荷載疲勞應(yīng)力0.6 2卩引 0.077ah10.6, 2ps2 0.077r2h2標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算:0.077 0.6640.6 0.22 21.244M

43、Pa0.077 0.7240.6 0.24 21.101MPa因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr=0.87?？紤]設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)Kf Nen60.0576.387 102.44。根據(jù)公路等級(jí)，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)Kc=1.20.則荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為pr1 K r K f Kc ps1 . 872.44 1.2 1.2443.17MPapr2 Kr K f Kc ps2 0.872.44 1.2 1.1012.80MPa6溫度疲勞應(yīng)力II區(qū)，查得最大溫度梯度取88攝氏度每米。板長(zhǎng) 5m, l / r1 =5/0.664=7.