瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)算案例及瀝青路面課程設(shè)計(jì)

1、a瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)算案例一、新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按彎沉或彎拉指標(biāo)分別計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次，確定設(shè)計(jì)交通量與交通等級(jí)，擬定面層、基層類型，并計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值或容許拉應(yīng)力。(2)按路基土類與干濕類型及路基橫斷面形式，將路基劃分為若干路段，確定各個(gè)路段土基回彈模量設(shè)計(jì)值o(3)參考本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范擬定幾種可行的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)工程選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)，測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、劈裂強(qiáng)度等，確定各結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)參數(shù)。(4)根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)采用多層彈性體系理論設(shè)計(jì)程序計(jì)算或驗(yàn)算路面厚度。如不滿足要求，應(yīng)調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材

2、料配合比，提高材料極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。(5)對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。(6)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定路面結(jié)構(gòu)方案。需要注意的是,完成結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)后進(jìn)行厚度計(jì)算,厚度計(jì)算應(yīng)采用專業(yè)設(shè)計(jì)程序。有關(guān)公路新建及改建路面設(shè)計(jì)方法、程序及相關(guān)要求詳見瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范。二、計(jì)算示例(一)基本資料1 .自然地理?xiàng)l件新建雙向四車道高速公路地處n2區(qū)，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，填方路基高1.8m,路基土為中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m,一般路基處于中濕狀態(tài)。2 .土基回彈模量的確定該設(shè)計(jì)路段路基處于中濕狀態(tài)，路基土為中液限黏性土，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)法確定土基回彈模量設(shè)計(jì)值為40

3、MPa3 .預(yù)測(cè)交通量預(yù)測(cè)竣工年初交通組成與交通量，見表9-11.預(yù)測(cè)交通量的年平均增長(zhǎng)率為4 .0%.表9-11預(yù)測(cè)交通組成與交通量車型分類代表車型交通量(輛/d)小客車桑塔納20002280中客車江淮AL6600220大客車黃海DD680450輕型貨車北京BJ130260中型貨車東風(fēng)EQ140660重型客車黃河JN163868較接掛車東風(fēng)SP9250330（二）根據(jù)交通量計(jì)算累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次Ne,根據(jù)公路等級(jí)、面層、基層類型及Ne計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值。解:1.計(jì)算累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算。路面設(shè)計(jì)采用雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示，根據(jù)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，新建公路

4、根據(jù)交通調(diào)查資料，主要以中客車、大客車、輕型貨車、中型貨車、大型貨車、錢鏈掛車等的數(shù)量與軸重進(jìn)行預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)交通量，即除桑塔納2000外均應(yīng)進(jìn)行換算。計(jì)算公司為：nPN八產(chǎn)2口爺嚴(yán)對(duì)于北京BJ130型輕型貨車前軸:C1=1,C2=6.4,Pi=13.4KN,ni=260N=C1XC2XniX（Pi/P）4.35=1X6.4X260X（13.4/100）4.35=0.3（次/d）后軸：C1=1,C2=1,Pi=27.4KN,P=100KN,ni=260N=C1XC2XniX（Pi/P）4.35=1X1X260X（27.4/100）4.35=0.9（次/d）對(duì)于東風(fēng)EQ140ffl中型貨車前軸:N=7

5、.9（次/d）后軸：N=133.9（次/d）對(duì)于東風(fēng)SP9250型校接掛車前軸：N=110（次/d）后軸：N=1704.3（次/d）對(duì)于黃海DD680大客車前軸：N=129.3（次/d）后軸：N=305.8（次/d）對(duì)于黃河JN163型重型貨車前軸：543.3（次/d）后軸：N=1534.8（次/d）對(duì)于江淮AL6600型中客車前軸：N=0.6（次/d）后軸：N=0.7（次/d）合計(jì)：N=4471.8（次/d）累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次Ne瀝青路面高速公路設(shè)計(jì)使用年限以15年計(jì)，車道系數(shù)4=0.45,則累計(jì)當(dāng)量軸次為：NeJ(1)t-1365N1=(1+0.05)15-1X365X4471.8X0.45

6、/0.05=15849307(次)累計(jì)軸次計(jì)算結(jié)果見表9-12,屬于重交通等級(jí)。表9-12軸載換算與累計(jì)軸載汽車類型前軸重(KN)后軸重(KN后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(項(xiàng)日交通里(輛/d)北京BJ130型輕型貨車東風(fēng)EQ140中型貨車東風(fēng)SP9250a較接掛車黃海DD68cs大客車黃河JN163型重型貨車江淮AL6600型中客車13.423.650.749.058.617.027.469.3113.391.5114.526.5113111222222004000260660330450868220換算方法彎沉及瀝青層拉應(yīng)力指標(biāo)累計(jì)交通軸次1585萬次注：以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，各級(jí)軸

7、載換算過程略。2.路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算1)初擬路面結(jié)構(gòu)2)根據(jù)本地區(qū)得到路用材料，結(jié)合已有工程經(jīng)驗(yàn)與典型結(jié)構(gòu)，擬定了3個(gè)結(jié)構(gòu)組合方案。方案一：4cm細(xì)粒式瀝青混凝土+6cm中粒式瀝青混凝土+8cm粗粒式瀝青混凝土+38cm水泥穩(wěn)定石石基層+?水泥石灰沙礫土層，以水泥穩(wěn)定沙礫為設(shè)計(jì)層。方案二：4cm細(xì)粒式瀝青混凝土+8cm中粒式瀝青混凝土+15crn及配瀝青碎石+?水泥穩(wěn)定沙礫+18cm級(jí)配沙礫墊層，以水泥穩(wěn)定沙礫為設(shè)計(jì)層。方案三：4cm細(xì)粒式瀝青混凝土+8cm中粒式瀝青混凝土+2X10cm密及配瀝青碎石+35cm配砂石。2)計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉值ld=600Ne4.2AcAsAbld=600Ne0

8、.2AAA方案一：該結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土面層，半剛性基層：Ac=1.0,As=1.0,從=1.0ld=600Ne0.2義AAA=600義1584930702X1.0X1.0X1.0=21.78(0.01mrr)方案二：該結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土面層，柔性基層與半剛性基層組合，根據(jù)內(nèi)插法確定基層系數(shù)為1.45;Ac=1.0,As=1.0,人=1.45ld=600Ne.2XACASAb=600158493072X1.0X1.0X1.45=31.59(0.01mm)方案三：該結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土面層，柔性基層。Ac=1.0,As=1.0,人=1.6ld=600Ne.2XACASAb=60015849307.2X1.

9、0X1.0X1.6=34.86(0.01mm)瀝青路面課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立的進(jìn)行瀝青路面的設(shè)計(jì)工作，以培養(yǎng)和提高對(duì)路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算能力，掌握路面設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。通過課程設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到以下目的：（1）進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)基本理論知識(shí)的理解和掌握，完善理論和實(shí)踐的銜接；（2）熟悉路基路面設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和程序，了解和熟悉現(xiàn)行的國(guó)家行業(yè)“標(biāo)準(zhǔn)”和“規(guī)范”；（3）學(xué)會(huì)收集及查找相關(guān)資料的方法和途徑；（4）培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力；（5）養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。二、設(shè)計(jì)資料某高速公路的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)任務(wù)要求某公路設(shè)計(jì)等級(jí)為高速公路，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

10、年為2006年，設(shè)計(jì)使用年限為20年，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu)，需進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（二）氣象資料該公路處于R5區(qū)，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，氣候溫和，四季分明。年平均氣溫在1414.5C,月份氣溫最低，月平均氣溫為-0.204C,7月份氣溫27。C左右，歷史最高氣溫為40.50C,歷史最低氣溫為-17C,年平均降水量為525.4658.4mm雨水多集中在69月份，約占全年降雨量50%。平均初霜日在11月上旬，終霜日在次年3月中下旬，年均無霜日為220266d.地面最大凍土深度為20cm,夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，年平均風(fēng)速在3.0m/s.（三）地質(zhì)資料與筑路材料路線位于平原微丘區(qū)，調(diào)查及勘探中發(fā)現(xiàn)

11、，該地區(qū)主要分布于低山丘陵區(qū)，坡地前和山前沖擊、傾斜平原表層，具有大空隙，垂直裂縫發(fā)育，厚度變化大，承載能力低，該層具輕微濕陷性，應(yīng)注意發(fā)生不均勻沉陷的可能。未發(fā)現(xiàn)有影響工程穩(wěn)定的其他不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。當(dāng)?shù)匮鼐€碎石產(chǎn)量豐富，石料質(zhì)量良好，可考慮用水泥穩(wěn)定石屑作基層，路段所處的土基強(qiáng)弱懸殊，其計(jì)算回彈模量E0,有兩個(gè)代表值分別為30MP和60Mp.沿線有多個(gè)石灰廠，石灰產(chǎn)量大、質(zhì)量好。另外，附近發(fā)電廠粉煤灰儲(chǔ)量極為豐富，可用于本項(xiàng)目建設(shè)。本項(xiàng)目所在地域較缺乏砂礫。（四）交通資料根據(jù)工程可行性研究報(bào)告得知近期交通組成與交通量如表9-13所示，交通量年增長(zhǎng)率如表9-14所小o9-13近期交通組成與交

12、通量車型交通量（輛/d）車型交逋量（輛/d）二菱FR415380江淮HF150510410520五十鈴NPR595G430東風(fēng)SP9135B江淮HF140A510五十鈴東風(fēng)M340490EXR181L9-14交通量年增長(zhǎng)率期限增長(zhǎng)率（）20072011年9.020122016年7.520172021年5.5三、設(shè)計(jì)依據(jù)高速公路全線按六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)行車道路緣帶、中間帶、硬路肩和土路肩。路基寬度為0.35m,雙向三車道2X3X3.75m,中間分隔帶寬度為3.0m,左側(cè)路緣帶寬度為0.75m,右側(cè)硬肩路總寬為3.25m土路肩寬為0.75m.計(jì)算行車速度為100km/h,全線全封閉全立交。四、設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)內(nèi)容要求根據(jù)以上設(shè)計(jì)資料，首先確定路面的類型，然后擬定至少兩個(gè)方案進(jìn)行比選，對(duì)瀝青路面設(shè)計(jì)確定路面的各層厚度，并驗(yàn)算層底