路基路面課程設(shè)計(jì)水泥混凝土瀝青

1、路基路面課程設(shè)計(jì)水泥混凝土瀝青路基路面工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目東青高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系（部）土木工程專業(yè)土木工程班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)12月9日至12月16日共1周指導(dǎo)教師( 簽字)系主任(簽字)目錄：三、 設(shè)計(jì)原始資料：1、工程概況東青高速公路青州段，北起東營，南止青州，途經(jīng)廣饒、桓臺(tái)等縣市，是山東省高速公路干線網(wǎng)的重要組成部分，為構(gòu)建山東中部地區(qū)大交通體系，發(fā)揮高速公路的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用，促進(jìn)山東半島內(nèi)陸地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將產(chǎn)生重要影響。其中青州段樁號(hào)為84K+331.5106K+856，.5全長22.525KM。該路段地處 5區(qū)，屬東部濕潤季凍區(qū)，魯豫輕冰區(qū)，多年平均最大凍深為 45cm，平均最低氣

2、溫為 -13 ，最高氣溫 37.5 ，年平均降雨量為 960mm，潮濕系數(shù)為 0.5 1.00 ，地溫地貌類型屬?zèng)_積平原，地勢平坦，土質(zhì)為粘性土，據(jù)調(diào)查和設(shè)計(jì)要求，路床表面距地下水位平均為 1.8m。沿線有碎石、水泥、石灰建筑材料，該地區(qū)靠近西部有博山有火力發(fā)電場，設(shè)計(jì)時(shí)若采用粉煤灰，供量充足。2 、交通資料序汽車車型載重自重前軸后軸 1后軸 2后軸 3作用次數(shù)號(hào)KNKN次日1紅巖 CO30290180.0120.062.0119.0119.03502江淮 HF150804245.1101.54203黃河 SPP200200.0114.650.7113.376.7576.751004湘江 HQ

3、P40140982.3.173.273.23205尼龍克2766170.090.067.0102.5102.5102.580交通調(diào)查資料為2012年，設(shè)計(jì)計(jì)算年限的起算年為2015年，交通量按交通量年增長率為10%考慮。對(duì)水泥混凝土全設(shè)計(jì)年限內(nèi)均采用4.5%。3、其它設(shè)計(jì)參數(shù)可參照規(guī)范進(jìn)行選用。另據(jù)研究資料表明，各設(shè)計(jì)模量比規(guī)范所提供的數(shù)值中值略偏低。4. 建筑材料資料(1) 現(xiàn)有的粗集料、細(xì)集料、礦粉三種礦質(zhì)材料、篩分結(jié)果按分計(jì)篩余計(jì)，列于下表：篩孔尺粗集料()細(xì)集料()礦粉()寸(1)A(2)B(3)C(4)D(5)E(6)F(7)G(1)H(2)I(1)J(2)H(mm)31.526.5

4、4.119.03.25.016.02.63.74.026.113.279.31.238.141.95.16.19.51.880.719.228.240.763.24.7588.823.52.550.423.720.21.82.3610.80.82.92.539.814.05.21.180.91.523.425.54.80.616.619.013.70.315.338.50.1511.421.30.07510.816.54.017<0.07595.883(2) 馬歇爾試驗(yàn)物理力學(xué)指標(biāo)測定結(jié)果匯總于下表：試件瀝青技術(shù)指標(biāo)礦料瀝青飽編號(hào)用量視密度空隙率穩(wěn)定度流 值間隙率和 度sVVMSMS(

5、)VMAVFA(gcm)（%）（KN）(0.lmm)3( )( )A-15.02.3285.817.964.56.721A-25.52.3464.717.671.87.723A-36.02.3543.617.479.58.325A-46.52.3532.917.782.08.228A-57.02.3482.518.485.57.837馬歇爾模數(shù)T（KNmm）31.933.533.229.321.1瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果馬歇爾穩(wěn)定度 MS浸水馬歇爾穩(wěn)定度MS浸水殘留穩(wěn)定度MS瀝青用量10（KN）（KN）（%）OAC=6.08.37.692OAC=?8.07.885瀝青混合料抗車轍試驗(yàn)結(jié)果瀝青

6、用量試驗(yàn)溫度試驗(yàn)輪壓試驗(yàn)條件動(dòng)穩(wěn)定度T（）P（MPa）DS（次/ ）OAC=6.0600.7不浸水1030OAC=?600.7不浸水1360(3) 其他資料可按設(shè)計(jì)規(guī)范，施工技術(shù)規(guī)范自選。三、設(shè)計(jì)完成后提交的文件和圖表1設(shè)計(jì)說明部分：路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書瀝青路面和水泥混凝土路面各一份，若打印時(shí)，統(tǒng)一使用 word 文檔，正文采用小4 號(hào)宋體，A4紙，頁邊距均為 20mm，行間距采用18 磅，裝訂線留 5mm。文中標(biāo)題采用小三號(hào)宋體加粗。2圖紙部分：瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、水泥混凝土中路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，水泥混凝土路面分塊示意圖，水泥混凝土路面接縫構(gòu)造圖。要求排版成A4紙輸出。3設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及要求（1）封

7、面，包括題目、系（部）、班級(jí)、學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、指導(dǎo)教師及時(shí)間（年、月、日）等項(xiàng)。（2）摘要（僅對(duì)論文），摘要是論文內(nèi)容的簡短陳述。關(guān)鍵詞應(yīng)為反映論文主題內(nèi)內(nèi)容的通用技術(shù)詞匯，一般為3-4 個(gè)左右，一定要在摘要中出現(xiàn)。（3）目錄，要求層次清晰，給出標(biāo)題及頁次。其最后一項(xiàng)是無序號(hào)的"參考文獻(xiàn)"。（4）正文，正文應(yīng)按照目錄所定的順序依次撰寫，要求計(jì)算準(zhǔn)確，論述清楚、簡練、通順，插圖清晰，書寫整潔。文中圖、表及公式應(yīng)規(guī)范地繪制和書寫。（5）參考文獻(xiàn)，參考文獻(xiàn)必須是學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中真正閱讀過和運(yùn)用過的，文獻(xiàn)按照在正文中的出現(xiàn)順序排列。（6）課程設(shè)計(jì)資料的裝訂，課程設(shè)計(jì)按以下順序裝訂成

8、冊(cè)：封面、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、成績?cè)u(píng)定表、目錄、摘要、正文、設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見、參考文獻(xiàn)、圖紙。四、進(jìn)程安排序號(hào)項(xiàng)目時(shí)間( 天)1. 瀝青路面設(shè)計(jì)（2.5 天）（一）路面等級(jí)確定和結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)1（二）路面材料選擇和材料組成設(shè)計(jì)1（三）設(shè)計(jì)參數(shù)確定，厚度計(jì)算及拉應(yīng)力驗(yàn)算0.52. 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)（1.5 天）（四）交通等級(jí)確定及結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)0.5（五）水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)1（六）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書0.5（七）施工圖繪制及裝訂成冊(cè)0.5五、主要參考資料1、道路建筑材料第三版嚴(yán)家伋編著2、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTG B012003)3、公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTGD60 2006)4、

9、公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D40-2002)5、公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034 2000)6、公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40 2004)7、公路工程混合料配合比設(shè)計(jì)與試驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)路基路面工程課程設(shè)計(jì)一、瀝青路面設(shè)計(jì)1. 交通調(diào)查與分析（1）按瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，按彎沉計(jì)算及瀝青混凝土路面拉應(yīng)力驗(yàn)算條件，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)軸載的換算。（2）注意合理選定軸載數(shù)量及軸載類型。2. 累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次計(jì)算（1）合理選定車道系數(shù)，交通量增長率，計(jì)算累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。（2）注意設(shè)計(jì)計(jì)算年限及分段計(jì)算累計(jì)作用軸次方法。3. 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)（1）根據(jù)設(shè)計(jì)資料提供的地質(zhì)、水文、氣候、材料供應(yīng)等條件

10、，合理選擇路面結(jié)構(gòu)類型。（2）按規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)厚度范圍，結(jié)合累計(jì)作用軸次情況，擬定各結(jié)構(gòu)層厚度，并確定設(shè)計(jì)層位。4. 各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度5. 路基、路面材料回彈模量確定（1）土基回彈模量值可按查表法確定。（2）路面材料各層的回彈模量值及劈裂強(qiáng)度可參照規(guī)范合理選用，注意取用高限或低限的條件。6. 計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值（1）按設(shè)計(jì)彎沉值公式計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值。（2）注意各個(gè)系數(shù)的選擇。7. 路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力驗(yàn)算8. 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)9. 結(jié)構(gòu)層防凍驗(yàn)算10. 方案比選如果有其它方案，還需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳方案。11. 確定其它各項(xiàng)指標(biāo)，如路面、路肩寬度、路拱橫坡度、路緣石，各結(jié)構(gòu)層寬度，路基邊

11、坡坡度、邊溝等。并繪制路基路面結(jié)構(gòu)斷面圖。二、水泥混凝土路面設(shè)計(jì)1. 調(diào)查資料整理與設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（1）按所給定交通量情況，按照水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范所給定公式，進(jìn)行軸載換算，注意區(qū)分軸載類型（雙軸、三軸、單軸等情況）（2）換算中所用軸載重量為軸型組的總重。（3）進(jìn)行交通量分級(jí)、確定設(shè)計(jì)計(jì)算基準(zhǔn)期。（4）確定水泥混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和彎拉彈性模量值2. 結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)（1）按路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則，擬定路面結(jié)構(gòu)層次。（2）基層、墊層在選用時(shí)，應(yīng)注意抗沖刷條件。（3）按規(guī)范所推薦基層、墊層，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，合理選擇基、墊層類型。（4）確定水泥混凝土路面板的厚度范圍，并結(jié)合交通量情況，初定厚度。（5）計(jì)算基

12、層頂面的當(dāng)量回彈模量，當(dāng)?shù)谆鶎雍蛪|層同時(shí)存在時(shí)，可先將底基層和墊層換算成具有當(dāng)量回彈模量和當(dāng)量厚度的單層，然后再與基層一起進(jìn)行計(jì)算。3. 水泥混凝土路面板厚設(shè)計(jì)（1）選取板的縱向邊緣中部作為產(chǎn)生最大荷載和溫度梯度綜合疲勞損壞的臨界荷位。（2）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處的疲勞荷載應(yīng)力。（3）計(jì)算臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力。（4）根據(jù)可靠度系數(shù)，判斷荷載疲勞應(yīng)力與溫度疲勞應(yīng)力之和，是否在允許范圍之內(nèi)，否則需進(jìn)行必要的調(diào)整。4. 板的平面尺寸設(shè)計(jì)合理確定板的平面尺寸（板長及寬度）5. 接縫及配筋設(shè)計(jì)按水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范第5節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行接縫設(shè)計(jì)，按第6節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。6. 結(jié)構(gòu)層防凍厚度驗(yàn)算在季

13、節(jié)性冰凍地區(qū)，若路面的總厚度小于最小防凍厚度時(shí)，必需進(jìn)行防凍厚度驗(yàn)算，可考慮加設(shè)計(jì)墊層補(bǔ)足。7. 方案比選如果有其它方案，還需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳方案。確定其它各項(xiàng)指標(biāo)，如路面、路肩寬度、路拱橫坡度、路緣石，各結(jié)構(gòu)層寬度，路基邊坡坡度、邊溝等。并繪制路基路面結(jié)構(gòu)斷面圖。瀝青路面設(shè)計(jì)：1 軸載分析：交通資料表序載重自重前軸后軸 1后軸 2后軸 3作用次數(shù)汽車車型KNKN號(hào)次日1紅巖 CO30290180.0120.062.0119.0119.03782江淮 HF150804245.1101.54203黃河 SPP200200.0114.650.7113.376.7576.75100湘江

14、HQP40140982.3.173.273.23205尤尼克2766170.090.067.0102.5102.5102.580（1） 以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次。當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25KN的各級(jí)軸載Pi 的作用次數(shù) ni ，均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量次數(shù)N。k4.35NC1,iC2, i niPii 1P計(jì)算結(jié)果如下表所示：軸載換算結(jié)果表（彎沉）車型Pi/KNC 1C2niN紅巖 CO30290前軸62.016.43783024后軸119.02.213781772.3江淮 HF150前軸45.116.442084.2后

15、軸101511420448.1黃河 SPP200前軸50.716.410033.3后軸 1113.311100172.1后軸 276.752.2110069.6湘江 HQP40后軸73.221320164.7尤尼克 2766前軸67016.48089.7后軸102.53.4180302.8累計(jì)34393計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)擬建高速公路，瀝青路面的設(shè)計(jì)年限為15年，四車道的車道系數(shù)是0.40.5，取=0.45365 N1 1t=365 1 0.1 15113439.3 0.45 =17948435次400萬次N e0.1故應(yīng)屬于高級(jí)路面。該值可用于來計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及瀝青層底

16、拉應(yīng)力。（2） 演算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次。當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于50KN的各級(jí)軸載Pi 的作用次數(shù) ni , 均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N 。8NC1C2niPiP計(jì)算結(jié)果如下表所示軸載換算結(jié)果表（半剛性基層層底拉應(yīng)力）車型Pi/KNC 1C 2niN紅巖 CO30290前軸62.0118.53781527后軸119.0313784560.2江淮 HF150前軸45.1118.542013.3后軸101511420473.1黃河 SPP200前軸50.7118.51008.1后軸 1113.311100271.5后軸 276.75311003

17、6.1湘江 HQP40后軸73.22132052.8尤尼克 2766前軸670118.58060.1后軸102.55180487.4累計(jì)6115.3累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)365N1 1t151= 3651 0.16115.30.45 =31913489次。'1N e0.1該值可用來計(jì)算半剛性基層層底拉應(yīng)力。2、路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（17cm），基層采用石灰粉煤灰土（20cm）底基層采用石灰土（25cm），規(guī)范規(guī)定高速公路的面層由兩層至三層組成，所以采用三層式瀝青層面，表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土厚度分別為3cm），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚度為 6cm），下

18、面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚度8cm）。+3、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與劈裂強(qiáng)度?？箟耗Ａ咳?0的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到 20的抗壓模量：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為 1400MPa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1200MPa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為900MPa，二灰碎石為 1500MPa，石灰土為 550MPa各.層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為 1.4MPa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為 1.0MPa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為0.8MPa，二灰碎石為0.6MPa，石灰土為0.225MPa.4、土基回彈模量的確定a 、確定臨界高度：由于

19、路床表面至地下水位的高度為1.8m，又由于該路段位于魯豫輕凍區(qū)，自然區(qū)劃為5 區(qū)，土質(zhì)為棕粘性土，查表得H 1 =2.5m ， H 2 =2.0m，故得土基的干濕類型為潮濕狀態(tài)。b、擬定土的平均稠：查表得=1.20，=1.03,=0.86。=0.962c1c2c3Cc、由路基土的平局稠度c =0.962，查表，內(nèi)插得土基回彈模量E0 =35.4MPa因?yàn)樵撀范问歉咚俟?，由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范說明，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，土基回彈模量 提E0高 15%-30%，取 15%。則土的回彈模量E0 =35.4（1+15%）=40.7MPa。5、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定對(duì)于高速公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并

20、進(jìn)行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力演算。1 ）、路面設(shè)計(jì)彎沉值對(duì)于高速公路，公路等級(jí)系數(shù)A =1.0； A ：面層是瀝青混凝土面層，面層類型系數(shù)取1.0CSAb ：基層類型系數(shù)，對(duì)于半剛性基層為1.0N e ：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)為次。設(shè)計(jì)彎沉值為：600=6001 1 1（）ld0.2Ac As Ab 179484350. 2=21.20.01mmN e2 ）、各層材料的容許層底拉應(yīng)力為： RSP / kS細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土0.09*0.22/0.09 * 1.0*0.22/ 1.04.00kSANeA31913489acR SP / kS =1.4/4.00=0.35MPa中粒式密級(jí)配

21、瀝青混凝土0.09*0.22/0.09 * 1.0*0.22/ 1.04.03kSANeA31913489acR SP / kS =1.0/4.00=0.25MPa粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土kS0.220.224.430.09 Aa * N e / Ac 0.09 * 1.1 * 31913489/ 1.0RSP / kS =0.8/4.43=0.18MPa二灰碎石0.110.112.34kS 0.35 * N e / Ac0.35 * 31913489 / 1.0RSP / kS =0.6/2.34=0.26MPa石灰土kS0. 110.113.010.45 N e / Ac0.45 * 319

22、13489 / 1.0R SP / kS =0.225/3.01=0.075MPa6、設(shè)計(jì)資料總結(jié)設(shè)計(jì)彎沉值為20.7（0.01mm），相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)缦卤怼ＴO(shè)計(jì)資料匯總表材料名稱h/cm15模量20模量劈裂強(qiáng)度 /MPa容許拉應(yīng)力/MPa細(xì)粒式密級(jí)配3200014001.40.35瀝青混凝土中粒式密級(jí)配4160012001.00.25瀝青混凝土粗粒式密級(jí)配612009000.80.18瀝青混凝土二灰碎石-150015000.60.26石灰土255505500.2250.075土基1540.7-7、確定石灰土層厚度通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算得到，二灰碎石的厚度為29.7cm，實(shí)際路面結(jié)構(gòu)的路表實(shí)測彎

23、沉值為68.2（0.01mm），瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力，二灰碎石層底的最大拉應(yīng)力為0.124MPa，石灰土層底最大拉應(yīng)力為0.062MPa。以上設(shè)計(jì)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。8 計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果：*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)后軸重(kN)后軸數(shù) 后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量1紅巖 CQ30290621192雙輪組<33622江淮 HF15045.1101.51雙輪組4203其他車50.7113.31雙輪組1004其他車76.752雙輪組<31005湘江 HQP4023.173.22雙輪組>33206尤尼克 27666710

24、2.53雙輪組<380設(shè)計(jì)年限 15車道系數(shù) .45交通量平均年增長率 10當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí):路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次: 2439設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次: 1.794572E+07當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí):路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次: 6115設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次: 3.191234E+07公路等級(jí)高速公路公路等級(jí)系數(shù) 1面層類型系數(shù) 1基層類型系數(shù) 1路面設(shè)計(jì)彎沉值:21.1 (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1.4.392中粒式瀝青混凝土1.283粗粒式瀝青混凝

25、土.8.24石灰粉煤灰碎石.6.265石灰土.25.086天然砂礫新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算公路等級(jí):高速公路新建路面的層數(shù) : 6標(biāo)準(zhǔn)軸載 : BZZ-100路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 21.2 (0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位 : 4設(shè)計(jì)層最小厚度 : 15 (cm)層位結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱厚度(cm)抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa)容許應(yīng)力(MPa)(20)(15)1細(xì)粒式瀝青混凝土314002000.372中粒式瀝青混凝土412001600.283粗粒式瀝青混凝土69001200.24石灰粉煤灰碎石?15001500.265石灰土25550550.086天然砂礫151501507土基40.

26、7按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:LD= 20,7(0.01mm)H( 4 )= 25 cmLS= 22.6 (0.01mm)H( 4 )= 30 cmLS= 20.3 (0.01mm)H( 4 )= 28.3 cm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度:H( 4 )= 28.3 cm(第 1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 4 )= 28.3 cm(第 2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 4 )= 28.3 cm(第 3層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 4 )= 28.3 cm(第 4層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H( 4 )= 28.3 cm(第 5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)路面設(shè)計(jì)層厚度 :H( 4

27、 )= 28.3 cm(僅考慮彎沉)H( 4 )= 28.3 cm(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 45 cm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3 cm-中粒式瀝青混凝土4 cm-粗粒式瀝青混凝土6 cm-石灰粉煤灰碎石29.7 cm-石灰土25 cm-天然砂礫15 cm-土基竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算公路等級(jí):高速公路新建路面的層數(shù): 6標(biāo)準(zhǔn)軸載 : BZZ-100層位結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱厚度(cm)抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 計(jì)算信息(20)(15)1細(xì)粒式瀝青混凝

28、土314002000計(jì)算應(yīng)力2中粒式瀝青混凝土412001600計(jì)算應(yīng)力3粗粒式瀝青混凝土69001200計(jì)算應(yīng)力4石灰粉煤灰碎石2915001500計(jì)算應(yīng)力5石灰土25550550計(jì)算應(yīng)力6天然砂礫15150150不算應(yīng)力7土基40.7計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值:第 1 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 20.7 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 22 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 23.8 (0.01mm) 第 4 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 26.5 (0.01mm) 第 5 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 78.8

29、 (0.01mm) 第 6 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 261 (0.01mm)土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 287.8 (0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁公式)LS= 228.9 (0.01mm)(根據(jù)“測試規(guī)程”第56 頁公式)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力:第 1 層底面最大拉應(yīng)力 ( 1 )=-.229 (MPa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 ( 2 )=-.098 (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )=-.055 (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 ( 4 )= .124 (MPa) 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 ( 5 )= .062 (MPa)9 瀝青

30、混凝土路面圖紙水泥混凝土路面設(shè)計(jì)1、交通分析序汽車車型載重自重前軸后軸 1后軸 2后軸 3作用次數(shù)號(hào)KNKN次日1紅巖 CO30290180.0120.062.0119.0119.02782江淮 HF150804245.1101.54203黃河 SPP200200.0114.650.7113.3100黃河 SPP200200.076.7576.751004湘江 HQP40140982.3.173.273.23205尤尼克 2766170.090.067.0102.5102.5102.580交通調(diào)查資料為2012年，設(shè)計(jì)計(jì)算年限的起算年為2015年，對(duì)水泥混凝土全設(shè)計(jì)年限內(nèi)均采用4.5%。（1）

31、軸載換算紅巖 CO30290：nPi1662.016N1i Ni=3-0.43+2.22 1062.0278i 1P100161.0710-5（2- 0.222782 119.0119.0）100=1458.6次江淮 HF150：nPi1645.116101.516=3-0.43+1 420=533.5次N 2N i2.22 10420i 1iP45.1100100黃河 SPP200：16161610 350 .7 - 0.4310050.7+1100113.3= 738.2 次NnNPi =2.223iiP100100i 1黃河 SPP200：nPi1616=0+1.0710-5（2-0.2

32、21002 76.75=0.3次N 3i Ni76.75）100i 1P湘江 HQP40：nPi1610323.1-0.4332023.116N 4i N i=2.22+i1P1002 73.2161.0710- 5（2-0.22320=0.5次73.2）100尤尼克 2766：P163-0.4316ni=2.2267.0+N 5N i1067 .080i100i1P3102.5162.2410-8（3-0.2280=80.5次102.5）100NSN1N2 N3N 3N 4N5 =2811.6次（2）標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累

33、計(jì)作用次數(shù)分為 4 級(jí)，即特重交通、重交通、中等交通和輕交通四個(gè)等級(jí)。具體分級(jí)如下表。交通分級(jí)特重重中等輕設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)20001002003103N e / 10400由高速公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30年，安全等級(jí)為一級(jí)。取臨界荷載處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取 0.2，交通量年平均增長率4.5% 。則計(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：365NS 1t1= 365 2811.6 1 0.045 3010.2 =12.2 10 6 次Ne0.045由于 400萬12.2106 次2000萬次，故屬于重交通等級(jí)。2、初擬路面結(jié)構(gòu)由相應(yīng)于安全等級(jí)一級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)。根據(jù)

34、高速公路、重交通等級(jí)和低級(jí)變異水平等級(jí)，查表得初擬普通混凝土面層厚度為0.25m。基層選用水泥穩(wěn)定材料，厚 0.20m，墊層為 0.15m低劑量石灰土穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.75m，長 5.0m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。3、路面材料參數(shù)確定取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31GPa。路基回彈模量取40MPa，低劑量石灰土穩(wěn)定土墊層回彈模量取500MPa，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取 1300MPa。計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：h1E1h2E2=13000.2025000.152MPa=1012MPa22EX220.2020.

35、152h1h2332113500 0.153h1 E1h2 E2 + h1h21=1300 0.20+D X124E1 h1E2 h2120.200.152111?()413000.20500=2.79MNm0.1512DX1 32.79 1012 =0.321m=3 12hXE Xhx 基層和墊層的當(dāng)量厚度（m）有關(guān)的回歸系數(shù)。a、b與E X / EO 有關(guān)的回歸系數(shù)。a=6.221-1.51(E X1012=4.03) 0 .45 =6.22 1-1.51() 0.45Eo40E X0.550 .55b=1-1.44=1-1.441012=0.756EO40基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et1 /

36、 311012bE X0.7583Et =ah xEoEO=4.03 0.3214040=200MPa>100MPa普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑為：11Ec3310003r=0.537h=0.5370.25Et200=0.712m4、荷載疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為：ps0.077r0.6h20.0770.7120.60.252=1.012MPa因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷載的應(yīng)力折減系數(shù)k r =0.87. 考慮設(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)n12.4 1060 .057k fN e=2.537。根據(jù)公路等級(jí)，由下表所示，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)=1.35。K c交通條件特重重中等輕綜合影響系數(shù)K