瀝青路面設計計算案例及瀝青路面課程設計

1、a瀝青路面設計計算案例一、新建路面結構設計流程（1）根據(jù)設計要求，按彎沉或彎拉指標分別計算設計年限內一個車道的累計標 準當量軸次，確定設計交通量與交通等級，擬定面層、基層類型，并計算設計彎 沉值或容許拉應力。（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 各個路段土基回彈模量設計值。（3）參考本地區(qū)的經驗和規(guī)范擬定幾種可行的路面結構組合與厚度方案，根據(jù) 工程選用的材料進行配合比試驗，測定各結構層材料的抗壓回彈模量、劈裂強度 等，確定各結構層的設計參數(shù)。（4）根據(jù)設計指標采用多層彈性體系理論設計程序計算或驗算路面厚度。如不 滿足要求，應調整路面結構層厚度，或變更路面結構組

2、合，或調整材料配合比， 提高材料極限抗拉強度，再重新計算。（5）對于季節(jié)性冰凍地區(qū)應驗算防凍厚度是否符合要求。（6）進行技術經濟比較，確定路面結構方案。需要注意的是，完成結構組合設計后進行厚度計算， 厚度計算應采用專業(yè)設計程 序。有關公路新建及改建路面設計方法、程序及相關要求詳見瀝青路面設計規(guī) 范。二、計算示例（一）基本資料1自然地理條件新建雙向四車道高速公路地處U 2區(qū)，擬采用瀝青路面結構進行施工圖設計， 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, 般路 基處于中濕狀態(tài)。2. 土基回彈模量的確定該設計路段路基處于中濕狀態(tài)，路基土為中液限黏性土，根據(jù)室內試驗法確定

3、 土基回彈模量設計值為40MPa3. 預測交通量預測竣工年初交通組成與交通量，見表9-11.預測交通量的年平均增長率為5.0 %.表9-11 預測交通組成與交通量車型分類代表車型交通量（輛/d）小客車中客車大客車 輕型貨車 中型貨車桑塔納2000江淮AL6600黃海DD680北京BJ130東風EQ1402280220450260660重型客車鉸接掛車黃河JN163東風SP9250868330（二）根據(jù)交通量計算累計標準軸次 Ne,根據(jù)公路等級、面層、基層類型及Ne計算設計彎沉值。解:1.計算累計標準當量軸次標準軸載及軸載換算。路面設計采用雙輪組單軸載100KN為標準軸載，以BZZ-100表示，

4、根據(jù)瀝青路 面設計規(guī)范規(guī)定，新建公路根據(jù)交通調查資料，主要以中客車、大客車、輕型 貨車、中型貨車、大型貨車、鉸鏈掛車等的數(shù)量與軸重進行預測設計交通量，即 除桑塔納2000外均應進行換算。計算公司為：nPN 八 CGniG）4.35得P對于北京BJ130型輕型貨車前軸:C 1=1, C2=6.4, Pi=13.4KN, ni=260N=C1 x C2X ni x（ Pi/P ） 4.35=1 x 6.4 x 260x （13.4/100） 435=0.3（次/d）后軸：C1=1, C2=1, Pi=27.4KN, P=100KN,ni=260N=C1 x C2x ni x（ Pi/P ） 4.3

5、5=1 x 1 x 260x （27.4/100） 4.35=0.9（次/d）對于東風EQ140型中型貨車前軸:N=7.9（次/d）后軸：N=133.9（次/d）對于東風SP9250型鉸接掛車前軸：N=110（次/d）后軸：N=1704.3（次/d）對于黃海DD680型大客車前軸：N=129.3（次/d）后軸：N=305.8（次/d）對于黃河JN163型重型貨車前軸：543.3（次/d）后軸：N=1534.8（次/d）對于江淮AL6600型中客車前軸：N=0.6（次/d）后軸：N=0.7（次/d）合計：N=4471.8（次/d）累計標準當量軸次Na瀝青路面高速公路設計使用年限以15年計，車道系

6、數(shù)n =0.45 ,則累計當量軸次 為：Ne = （1+Y）t -1365Ni=(1+0.05) 15-1 X 365X 4471.8 X 0.45/0.05 =15849307 (次)累計軸次計算結果見表9-12，屬于重交通等級。表9-12軸載換算與累計軸載汽車類型前軸 重(KN)后軸重(KN后軸數(shù)后軸輪 組數(shù)后軸距(m日交通量(輛 /d )北京BJ130型輕型貨車13.427.4120260東風EQ140型中型貨車23.669.3120660東風SP9250型鉸接掛車50.7113.3324330黃海DD680型大客車49.091.5120450黃河JN163型重型貨車58.6114.51

7、20868江淮AL6600型中客車17.026.5120220換算方法彎沉及瀝青層拉應力指標累計交通軸次1585萬次注：以半剛性材料層的拉應力為設計指標時，各級軸載換算過程略。2.路面設計彎沉值的計算1) 初擬路面結構2) 根據(jù)本地區(qū)得到路用材料，結合已有工程經驗與典型結構，擬定了 3個結構 組合方案。方案一：4cm細粒式瀝青混凝土 +6cm中粒式瀝青混凝土 +8cm粗粒式瀝青混凝土 +38cm水泥穩(wěn)定碎石基層+?水泥石灰沙礫土層，以水泥穩(wěn)定沙礫為設計層。方案二：4cm細粒式瀝青混凝土 +8cm中粒式瀝青混凝土 +15cm密及配瀝青碎石+？ 水泥穩(wěn)定沙礫+18cm級配沙礫墊層，以水泥穩(wěn)定沙礫為

8、設計層。方案三：4cm細粒式瀝青混凝土 +8cm中粒式瀝青混凝土 +2X 10cm密及配瀝青碎 石+35cm級配砂石。2)計算路面設計彎沉值l600Ne43.2AcAsAbId =600Ne°.2AAA方案一：該結構為瀝青混凝土面層，半剛性基層：Ac=1 .0 ， As=1 .0 ， Ab=1.0l d=600Ne°.2 X AAAb =600 X 15849307°.2 X 1.0 X 1.0 X 1.0=21.78 (0.01mm方案二：該結構為瀝青混凝土面層，柔性基層與半剛性基層組合，根據(jù)內插法確 定基層系數(shù)為1.45 ;Ac=1.0，As=1.0，Ad=1

9、.45-0 2 -0 2l d =600Ne . X ACASAb=60X 15849307 . X 1.0 X 1.0 X 1.45=31.59(0.01mm) 方案三：該結構為瀝青混凝土面層，柔性基層。Ac=1.0 ， As=1 .0 ， Ab=1.6l d =600Ne-0.2 X ACASAb=60X 15849307°2 X 1.0 X 1.0 X 1.6=34.86(0.01mm)瀝青路面課程設計、設計目的運用所學的知識， 在教師的指導下， 獨立的進行瀝青路面的設計工作， 以培 養(yǎng)和提高對路面結構的設計計算能力， 掌握路面設計的基本方法和步驟。 通過課 程設計，應達到以下

10、目的：（1）進一步加深對所學基本理論知識的理解和掌握，完善理論和實踐的銜接； （ 2）熟悉路基路面設計的基本內容和程序， 了解和熟悉現(xiàn)行的國家行業(yè) “標準” 和“規(guī)范 ”；（3）學會收集及查找相關資料的方法和途徑；（4）培養(yǎng)運用所學知識分析問題、解決問題的能力；（5）養(yǎng)成嚴謹求實的工作作風。二、設計資料某高速公路的瀝青路面結構設計（一）設計任務要求某公路設計等級為高速公路，設計基準年為 2006 年，設計使用年限為 20 年，擬采用瀝青路面結構，需進行路面結構設計。（二）氣象資料該公路處于U 5區(qū)，屬于溫帶大陸性季風氣候，氣候溫和，四季分明。年平 均氣溫在1414.5 ° C,月份氣

11、溫最低，月平均氣溫為-0.20.4° C, 7月份氣溫 27° C左右，歷史最高氣溫為40.5 ° C,歷史最低氣溫為-17 ° C,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，冬季多西北風，年平均風速在3.0m/s.（三）地質資料與筑路材料路線位于平原微丘區(qū)，調查及勘探中發(fā)現(xiàn)，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

12、具輕微濕陷性， 應注意發(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現(xiàn)象。 當?shù)匮鼐€碎石產量豐富， 石料質量良好， 可 考慮用水泥穩(wěn)定石屑作基層，路段所處的土基強弱懸殊，其計算回彈模量E0,有兩個代表值分別為30MP和60MP.沿線有多個石灰廠，石灰產量大、質量好。另外，附近發(fā)電廠粉煤灰儲量極為豐富， 可用于本項目建設。本項目所在地域較缺 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，交通量年增長率如表9-14所示。9-13近期交通組成與交通量車型交通量（輛/ d）車型交通量（輛/ d）三菱FR415380江淮H/p>

13、0五十鈴NPR595G430東風 SP9135B江淮HF140A510五十鈴東風M340490EXR181L9-14交通量年增長率期限增長率（）20072011年9.020122016年7.520172021年5.5三、設計依據(jù)高速公路全線按六車道高速公路標準設計行車道路緣帶、 中間帶、硬路肩和 土路肩。路基寬度為0.35m,雙向三車道2X 3X 3.75m,中間分隔帶寬度為3.0m, 左側路緣帶寬度為0.75m,右側硬肩路總寬為3.25m土路肩寬為0.75m.計算行車 速度為100km/h,全線全圭寸閉全立交。四、設計方法與設計內容要求根據(jù)以上設計資料，首先確定路面的類型，然后擬定至少兩個方案進行 比選，對瀝青路面設計確定路面的