路基路面課程設(shè)計計算書瀝青路面利用諾謨圖計算

1、 路基路面工程課程設(shè)計計算書某新建瀝青高速路面設(shè)計 （利用諾謨圖計算）道路與橋梁方向 指導(dǎo)老師： 專業(yè)年級： 班級，學(xué)號： 學(xué)生姓名： 完成時間：2012年6月24日 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算基本資料：某地區(qū)規(guī)劃修建一條四車道的一級公路，沿線筑路材料的情況：石料：本地區(qū)山丘均產(chǎn)花崗巖、流紋巖和凝灰熔巖；儲量豐富，巖體完整。石料強度高。砂：海島沿岸多處沙灘可供取砂，運輸較方便。土料：沿線丘崗均有磚紅色亞粘土和黃褐色砂礫質(zhì)粘土可供路基用土。 此公路的設(shè)計年限為20年，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。一、 軸載分析。1、設(shè)計年限內(nèi)交通量的平均增長率：由主要預(yù)測年交通量表可算得：2000年到2005年的年增長率

2、：，可算得：2005年到2010年的年增長率：，可算得：2010年到2015年的年增長率：，可算得：2015年到2020年的年增長率：，可算得：故2、設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次的計算。 路面設(shè)計采用雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ100表示。1） 當(dāng)以設(shè)計彎沉值為設(shè)計指標(biāo)時，換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N的公式為： 預(yù)測交通組成表車型前軸重（KN）前軸重（KN）后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量（輛/日）躍進NJ130解放CA10B黃河JN15016.2019.4049.0038.3060.85101.60111雙輪組雙輪組雙輪組702962661對于躍進NJ130：前軸：=

3、16.20KN<25KN，省略不算后軸：=1, =1, =38.30KN，P=100KN, =702 次/d對于解放CA10B：前軸：=19.40KN<25KN,省略不算。后軸：=1, =1, =60.85KN，P=100KN, =962 次/d對于黃河JN150:前軸：=1, =6.4, =49.00KN，P=100KN, =661 次/d后軸：=1, =1, =101.60KN，P=100KN, =661 次/d最終可匯成下表：軸載換算結(jié)果表（彎沉）車型（KN）(次/日)躍進NJ130前軸16.2016.47020后軸38.301170210.8解放CA10B前軸19.4016

4、.49620后軸60.8511962110.8黃河JN150前軸49.0016.4661190.0后軸101.6011661708.3合計 1019.9設(shè)計年限內(nèi)一個方向上一個車道的累計當(dāng)量軸次的計算：設(shè)計年限為t=20年，=7.8%，雙向四車道，故車道系數(shù)選為0.4。故次2） 當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時，換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N 的公式為： 同理，計算結(jié)果可如下表所示：軸載換算結(jié)果（半剛性基層層底拉應(yīng)力）車型（KN）(次/日)躍進NJ130前軸16.2011.857020后軸38.30117020解放CA10B前軸19.4011.859620后軸60.851196218.1黃河

5、JN150前軸49.0011.856610后軸101.6011661750.5合計 768.6設(shè)計年限內(nèi)一個方向上一個車道的累計當(dāng)量軸次的計算：次二、 擬定路面結(jié)構(gòu)組合方案及厚度。組合方案，擬定了兩種，其簡圖如下所示：方案一： 方案二：細粒式瀝青混凝土 h=4cm中粒式瀝青混凝土 h=5cm粗粒式瀝青混凝土 h=6cm水泥穩(wěn)定碎石 h=20cm石灰土 h=?級配碎、礫石 h=12cm土基細粒式瀝青混凝土 h=4cm中粒式瀝青混凝土 h=6cm粗粒式瀝青混凝土 h=8cm水泥穩(wěn)定碎石 h=？二灰土 h=16cm填隙碎石 h=10cm土基三、 各層材料的抗壓模量與劈裂強度、土基的回彈模量的確定。1

6、） 確定各層材料的抗壓模量與劈裂強度。查表可得下列設(shè)計參數(shù)，匯表如下：材料名稱抗壓回彈模量（）15劈裂強度（）2015細粒式瀝青混凝土140020001.4中粒式瀝青混凝土120014001.0粗粒式瀝青混凝土 10001200 0.8水泥穩(wěn)定碎石15000.5石灰土5500.225二灰土7500.25級配碎、礫石225填隙碎石2502） 確定土基的回彈模量。該路段處于區(qū)，為黏質(zhì)土，且稠度為1.00 。查公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范可得土基回彈模量為34.5四、 設(shè)計指標(biāo)的確定。對于一級公路，規(guī)范要求以設(shè)計彎沉值作為設(shè)計指標(biāo)，并進行結(jié)構(gòu)底層拉應(yīng)力驗算。1、設(shè)計彎沉值的計算:該公路為一級公路，故公路等級

7、系數(shù)=1.0，且是瀝青混凝土面層，故面層類型系數(shù)=1.0。方案一：半剛性基層上設(shè)置40mm+50mm+60mm=150mm<160mml瀝青混合料結(jié)構(gòu)層，=1.0。 故 mm方案二：半剛性基層上設(shè)置40mm+60mm+80mm=180mm,介于160mm和260mm之間的瀝青混合料結(jié)構(gòu)層，故由線性內(nèi)插可求得=1.12。 故2、各層材料的容許層底拉應(yīng)力的計算。 容許拉應(yīng)力 細粒式瀝青混凝土：中粒式瀝青混凝土：粗粒式瀝青混凝土：水泥穩(wěn)定碎石：石灰土：二灰土： 計算結(jié)果列于下表：各層材料的容許拉應(yīng)力材料名稱（）K（）細粒式瀝青混凝土1.42.680.5224中粒式瀝青混凝土1.02.680.3

8、731粗粒式瀝青混凝土0.82.950.2712水泥穩(wěn)定碎石0.51.910.2618石灰土0.2252.460.0915二灰土0.252.460.1016五、 確定設(shè)計層的厚度。1、方案一計算:(采用三層體系為計算體系)1）令實際彎沉，則彎沉綜合修正系數(shù)彈性三層體系的實際彎沉故理論彎沉系數(shù) 2）將多層體系照彎沉等效的原則換算為按三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE HE則中層厚度的換算公式為：3） 查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖可得=1.44 ，查諾謨圖可得=5.8 由三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖上的計算理論彎沉的公式可得： 故 再查諾謨圖可得 故 故=51.1

9、由此可解得： 2、方案二計算：(采用三層體系為計算體系)1）令實際彎沉，則彎沉綜合修正系數(shù)彈性三層體系的實際彎沉故理論彎沉系數(shù) 2）將多層體系照彎沉等效的原則換算為按三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE HE則中層厚度的換算公式為： 3） 查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖可得=1.44 ，查諾謨圖可得=5.8 由三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖上的計算理論彎沉的公式可得： 故 再查諾謨圖可得 故 故 由此可解得：六、 層底彎拉應(yīng)力驗算。公路為一級公路，故對瀝青混凝土面層、半剛性基層、底基層都應(yīng)進行拉應(yīng)力的驗算。1、方案一的層底拉應(yīng)力的驗算。（采用三層體系驗算多層路面的結(jié)構(gòu)

10、層底部拉應(yīng)力）1） 驗算瀝青混凝土面層底面的彎拉應(yīng)力。將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE HE 由三層體系上層底面最大拉應(yīng)力系數(shù)計算諾謨圖可得， 查諾謨圖可得： ， 又因為 查諾謨圖可得：故瀝青混凝土面層底面的最大拉應(yīng)力 容許拉應(yīng)力2）驗算半剛性基層底面的彎拉應(yīng)力。將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE HE由三層體系上層底面最大拉應(yīng)力系數(shù)計算諾謨圖可得， 查諾謨圖可得： ， 又因為 查諾謨圖可得：故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力 容許拉應(yīng)力3）驗算底基層

11、底面的彎拉應(yīng)力。將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE hE由三層體系上層底面最大拉應(yīng)力系數(shù)計算諾謨圖可得， 查諾謨圖可得： ， 又因為 查諾謨圖可得：故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力 容許拉應(yīng)力 2方案二的層底拉應(yīng)力的驗算。（采用三層體系驗算多層路面的結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力）1) 驗算瀝青混凝土面層底面的彎拉應(yīng)力。將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE HE由三層體系上層底面最大拉應(yīng)力系數(shù)計算諾謨圖可得， 查諾謨圖可得： ， 又因為 查諾謨圖可得：故瀝青混凝土面層底面的最大拉應(yīng)力 容許拉應(yīng)力2）驗算半剛性基層底面的彎拉應(yīng)力。將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE HE由三層體系上層底面最大拉應(yīng)力系數(shù)計算諾謨圖可得， 查諾謨圖可得： ， 又因為 查諾謨圖可得：故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力容許拉應(yīng)力3）驗算底基層底面的彎拉應(yīng)力。將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為彈性三層體系，如下圖所示：E hE hE hE hE hE hEE hE hE由三層體系上層底面最大拉應(yīng)力系數(shù)計算諾謨圖可得， 查諾謨圖可得： ， 又因為 查諾謨圖可得：故半剛性基層底面的最大拉應(yīng)力 容許拉應(yīng)力