k路基路面課程設(shè)計(jì)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。k路基路面課程設(shè)計(jì)k路基路面課程設(shè)計(jì) 路基路面課程設(shè)計(jì) （河南理工大學(xué) 能源學(xué)院 ） 姓名：陳昊 學(xué)號(hào)：310702030306 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：交通0703 重力式擋土墻設(shè)計(jì)（一） 基本資料墻身及基礎(chǔ)填料及地基 擋土類(lèi)型仰斜式路肩墻填料種類(lèi)重度(kN/m)砂類(lèi)土 19 墻高H(m) 4.00填料內(nèi)摩擦角() 35 墻面坡度 1:0.2填料與墻背摩擦角 墻背坡度 1:0.2基礎(chǔ)頂面埋深（m）0.80 砌筑材料 M5漿砌MU50片石地基土類(lèi)別重度(kN/m)密實(shí)砂類(lèi)土 21砌筑材料的重度(kN/m) 23地基土

2、承載力特征值(kN)400地基坡度tan 0.20基底與地基土摩擦系數(shù)0.40圬工砌體間的摩擦系數(shù) 0.70地基土摩擦系數(shù)0.80公路等級(jí)及荷載強(qiáng)度 片石砂漿砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值公路等級(jí)一級(jí)抗壓0.71汽車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)公路I-級(jí)軸心抗拉0.048墻頂護(hù)欄荷強(qiáng)度7彎曲抗拉0.072直接抗剪0.120已建擋土墻的截面尺寸見(jiàn)圖1，試按本細(xì)則的規(guī)定對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)算：（二） 擋土墻的平面立面布置如下圖：擋土墻立面圖：擋土墻平面圖：（三） 擋土墻自重及重心計(jì)算取單位墻長(zhǎng)（1m），如圖1虛線(xiàn)所示，將擋土墻截面劃分為三部分（圖中都是以毫米為單位）：: 圖1截面各部分對(duì)應(yīng)的墻體重量為： 截面各部分的重心至墻趾（）的距離： 單

3、位墻長(zhǎng)的自重重力為： 全截面重心至墻趾的距離： 如圖2所示： 圖2（四） 后踵點(diǎn)界面處，墻后填土和車(chē)輛荷載所引起的主動(dòng)土壓力計(jì)算按照規(guī)定，當(dāng)墻身高度為5m時(shí)，附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 換算等代均布土層厚度為： 因基礎(chǔ)埋置較淺，不計(jì)墻前被動(dòng)土壓力。當(dāng)采用庫(kù)侖土壓力理論計(jì)算墻后填土和車(chē)輛荷載引起的主動(dòng)土壓力時(shí)候，計(jì)算圖式如圖3所示： 圖3 按本細(xì)則附錄A.0.3條所列土壓力計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果如下： 因d=0，故 墻頂至后踵點(diǎn) 后踵點(diǎn)土壓力為：?jiǎn)挝粔﹂L(zhǎng)（1m）上土壓力的水平分量：?jiǎn)挝粔﹂L(zhǎng)（1m）上土壓力的豎直分量：土壓力水平分量的作用點(diǎn)至墻趾的距離： 土壓力豎直分量的作用點(diǎn)至墻趾的距離：（五） 按基礎(chǔ)寬、深

4、作修正的地基承載力特征值基礎(chǔ)最小深（算至墻趾點(diǎn)）：符合基礎(chǔ)最小埋深的規(guī)定；但所以修正后的地基承載力特征值等于地基承載力特征值。按本細(xì)則表5.2.8的規(guī)定，當(dāng)采用荷載組合H時(shí)，地基承載力特征值提高系數(shù)K=1.0,故=1.0400=400（kPa） 驗(yàn)算地基承載力時(shí)，計(jì)入作用在擋土墻頂面的護(hù)欄荷載強(qiáng)度與車(chē)輛附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值?；讘?yīng)力計(jì)算的力系圖可參見(jiàn)圖4. 圖4（六） 基底合力的偏心距驗(yàn)算：按本細(xì)則5.2.1條的規(guī)定：在地基承載力計(jì)算中，基礎(chǔ)的作用效應(yīng)取正常使用極限狀態(tài)下作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。 作用于基底形心處的彎矩： 作用于傾斜基底的垂直力： 傾斜于基底合力的偏心距為：偏心距驗(yàn)算符合本細(xì)則表5.2.4

5、及公式（5.2.2-4）的規(guī)定。（七） 地基承載力驗(yàn)算：有本細(xì)則公式（5.2.2）可算得： 基底最大壓應(yīng)力與地基承載力特征值比較： =400（kpa）地基承載力驗(yàn)算通過(guò)。(七) 擋土墻及基礎(chǔ)沿基底平面、墻踵處地基水平面的滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算： 按本細(xì)則5.2.1條規(guī)定：計(jì)算擋土墻及地基穩(wěn)定時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的作用效應(yīng)組合。（1） 沿基地平面滑動(dòng)的穩(wěn)定性驗(yàn)算如圖5 圖5不計(jì)墻前填土的被動(dòng)土壓力，即，計(jì)入作用于墻頂?shù)淖o(hù)欄重力?；瑒?dòng)穩(wěn)定方程應(yīng)符合： 按本細(xì)則表4.1.7規(guī)定，土壓力作用的綜合效應(yīng)增長(zhǎng)對(duì)擋土墻結(jié)構(gòu)起不利作用時(shí)，,則有：符合沿基底傾斜平面滑動(dòng)穩(wěn)定方程的規(guī)定?？够瑒?dòng)穩(wěn)定系數(shù)： 本細(xì)

6、則表5.3.5規(guī)定，荷載組合II時(shí)，抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)，故本例沿傾斜基底的抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)，符合本細(xì)則的規(guī)定。（2） 沿過(guò)墻踵點(diǎn)水平面滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算如圖6 圖6計(jì)入傾斜基底與水平滑動(dòng)面之間的土楔的重力，砂性土粘聚力c=0。 滑動(dòng)穩(wěn)定方程應(yīng)符合： 即：計(jì)算結(jié)果符合滑動(dòng)穩(wěn)定方程的規(guī)定?？够瑒?dòng)穩(wěn)定系數(shù)： 符合本細(xì)則抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)的規(guī)定。（八） 擋土墻繞墻趾點(diǎn)傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算（1）傾覆穩(wěn)定方程應(yīng)符合： 即：計(jì)算結(jié)果符合傾覆穩(wěn)定方程的規(guī)定。（2） 抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：本細(xì)則表5.3.5規(guī)定，荷載組合I時(shí)，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)故本例的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)符合本例的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)符合本細(xì)則規(guī)定。（九） 擋土墻身正截面強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算取

7、基頂截面為驗(yàn)算截面：（1） 基頂截面壓力計(jì)算如圖7：由墻踵點(diǎn)土壓力的計(jì)算結(jié)果：;基頂截面寬度：基頂截面處的計(jì)算墻高為： 按：;基頂處的土壓力為：?jiǎn)挝粔﹂L(zhǎng)（1m）上土壓力的水平分量： 單位墻長(zhǎng)（1m）上土壓力的豎直分量： 土壓力水平分量的作用點(diǎn)至基頂截面前緣的力臂長(zhǎng)度： 土壓力豎直分量的作用點(diǎn)至基頂截面前緣的力臂長(zhǎng)度： （2） 基頂截面偏心距驗(yàn)算：截面寬度：取單位墻長(zhǎng)（1m），基頂截面以上墻身自重：墻身重心至驗(yàn)算截面前緣力臂長(zhǎng)度： 墻頂防撞護(hù)欄重量換算集中力：護(hù)欄換算集中力至驗(yàn)算截面前緣的力臂長(zhǎng)度： 按本細(xì)則公式（6.3.5）計(jì)算，查表6.3.5-1取綜合數(shù)應(yīng)組合系數(shù)并按表4.1.7的規(guī)定，取荷

8、載分項(xiàng)系數(shù)截面形心上的豎向力組合設(shè)計(jì)值為： 基底截面形心處，墻身自重及護(hù)欄重量作用的力矩： 基底截面形心處，墻身自重及護(hù)欄重量作用的力矩： 按本細(xì)則表4.1.7的規(guī)定，分別取作用分項(xiàng)系數(shù)：根據(jù)本細(xì)則表6.3.5-1的規(guī)定，取綜合效應(yīng)組合系數(shù)截面形心上的總力矩組合設(shè)計(jì)值： 查本細(xì)則表6.3.6得合力偏心距容許限值為： 截面上的軸向力合力偏心距：符合偏心距驗(yàn)算要求，應(yīng)按本細(xì)則公式（6.3.8-1）驗(yàn)算受壓構(gòu)件墻身承載力。（3） 截面承載力驗(yàn)算：由前計(jì)算結(jié)果知，作用于截面形心上的豎向力組合設(shè)計(jì)值為： 按本細(xì)則表3.1.5的規(guī)定，本擋土墻之結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為：查本細(xì)則表6.3.8得長(zhǎng)細(xì)比修正系數(shù)：由本細(xì)

9、則公式（6.3.8-3）計(jì)算構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比： 按本細(xì)則6.3.8條規(guī)定：由公式（6.3.8-1）得構(gòu)件軸向力的偏心距和長(zhǎng)細(xì)比對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)： 墻身受壓構(gòu)件抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值：因?yàn)榉媳炯?xì)則公式（6.3.8-1）的規(guī)定，所以截面尺寸滿(mǎn)足承載力驗(yàn)算要求。（4） 正截面直接受剪驗(yàn)算：按本細(xì)則6.3.12條規(guī)定，要求： 計(jì)算截面上的剪力組合設(shè)計(jì)值： 由基礎(chǔ)資料得： 又：可計(jì)算得到軸壓比為：查本細(xì)則表6.3.12得： 符合正截面直接受剪驗(yàn)算要求。路面課程設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)資料公路自然區(qū)劃區(qū)擬建高速公路，采用瀝青路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)年限為15年，土基為粉質(zhì)土，確定土基的稠度為1.03，路基干濕狀態(tài)為干燥狀態(tài)。

10、有關(guān)資料如下：1.初始條件：表1 交通組成型號(hào)前軸載(KN)后軸載(KN)后軸數(shù)輪組數(shù)軸距(cm)交通量(輛/日)三菱T653B29.348.01雙-500黃河JN15049.0101.61雙-500江淮HF15045.1101.51雙-500解放CA15028.768.21雙-400湘江HQP4023.173.22雙>3m500東風(fēng)EQ14023.769.21雙-400東風(fēng)EQ15526.556.72雙-500長(zhǎng)征XD98037.172.652雙-500 2公路技術(shù)等級(jí)為高速，為雙向六車(chē)道。 3交通組成如表1所示，交通量年平均增長(zhǎng)率= 8%。 設(shè)計(jì)過(guò)程：1、 交通分析高速公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

11、期查表為15年，齊可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的安全等級(jí)查表為一級(jí)。臨界荷位處的車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)超標(biāo)可取0.2。交通量的年增長(zhǎng)率為8%。我國(guó)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定以汽車(chē)軸重100KN的單軸荷載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載。凡是前后軸載大于25KN的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)。對(duì)于軸載小于后者等于25KN的軸數(shù)，因?yàn)樗跒r青路面內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力很小，引起的疲勞損壞也很小，因此可以忽略不計(jì)。根據(jù)上面表一的交通組成可得標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)Ns=1286設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)按公式：得Ne=次 ，屬于重交通等級(jí)。（1）路面設(shè)計(jì)成雙輪軸載100為標(biāo)準(zhǔn)軸載1）以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載

12、換算 軸載換算采用如下的計(jì)算公式注:軸載小于25KN的軸載作用不計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)年限取15年,四車(chē)道的車(chē)道系數(shù)是040.5,取0.45累計(jì)當(dāng)量軸次Ne=2.55E06次2)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力平均累積當(dāng)量軸次軸載換算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為:計(jì)算結(jié)果如表2所示2）累計(jì)當(dāng)量軸次參數(shù)取值同上，設(shè)計(jì)年限15年，累計(jì)當(dāng)量軸次Ne=2.55E06次注：軸載小于50KN的軸載作用不計(jì)1.2、結(jié)構(gòu)組合與材料選取由上面計(jì)算，根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（15cm），基層采用水泥穩(wěn)定碎石（取25 cm），底基層采用石灰土(厚度待定)。規(guī)范規(guī)定高速公路、一級(jí)

13、公路的 面層由二層至三層組成。查規(guī)范中的 第四節(jié)瀝青路面的4-2高級(jí)路面中的 表4.2.1“瀝青混合料類(lèi)型的 選擇（方孔篩）”，采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土厚度(4cm),中面層采用中粒式瀝青混凝土(厚度5cm)，下面層采用粗粒式混凝土（厚度6cm）1.3、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和劈裂強(qiáng)度?？箟耗Ａ咳時(shí)的模量，各值取規(guī)范給定范圍中值，因此得到C時(shí)的模量：細(xì)粒式瀝青混凝土：1400Mpa。中粒式密集度瀝青混凝土1200Mpa。粗粒式密集度混凝土1000Mpa，水泥碎石為1500Mpa，石灰550Mpa。各層材料的 劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式瀝青混凝

14、土：1.4Mpa。中粒式密集度瀝青混凝土1.0Mpa。粗粒式密集度混凝土0.8Mpa，水泥穩(wěn)定碎石為 0.5Mpa，石灰0.225Mpa。1.4、土基回彈模量的確定該路段地處區(qū)，屬東部溫潤(rùn)季冬區(qū)，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為2.0 m。查瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，路基高度H2<H<H1,所以路基干濕類(lèi)型為中濕。查得路基土的平均稠度 c=1.03，由路基土的平均稠度，查表得土基回彈模量 E0=40.3MPa，如果是高等公路，由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范說(shuō)明，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，土基回彈模量：E0提高20%，即40.3×(1+20%)=48.36MPa1.5、設(shè)計(jì)指標(biāo)確

15、定對(duì)于高速公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎層作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)基地拉應(yīng)力驗(yàn)算（1）該公路為高速公路，公路等級(jí)系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類(lèi)型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層厚度大于20cm，基層類(lèi)型系數(shù)取1.0，設(shè)計(jì)彎層：（2）各層材料容許層底拉應(yīng)力細(xì)粒式密級(jí)配混凝土：中粒式密級(jí)配混凝土：粗粒式密級(jí)配混凝土：水泥碎石：石灰土 1.6、設(shè)計(jì)資料總結(jié)設(shè)計(jì)彎沉值28.39（0.01mm），相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)绫頌r青-3設(shè)計(jì)資料匯總 表瀝青-3材料名稱(chēng)h/cm15°c模量20°c模量劈裂強(qiáng)度/Mpa容許拉應(yīng)力/Mpa細(xì)粒式瀝青混凝土4180014001.40.6061中粒式瀝青混

16、凝土5160012001.00.4329粗粒式瀝青混凝土6120010000.80.315水泥碎石2515000.50.2825石灰土？5500.2250.0987土基-48.36-1.7、用計(jì)算機(jī)程序驗(yàn)算其層底拉應(yīng)力和防凍層厚度根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面寬。 軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算 型號(hào)前軸載(KN)后軸載(KN)后軸數(shù)輪組數(shù)軸距(cm)交通量(輛/日)三菱T653B29.348.01雙-500黃河JN15049.0101.61雙-500江淮HF15045.1101.51雙-500解放CA15028.768.21雙-400湘江HQP4023.173.22雙>3m500東風(fēng)EQ

17、14023.769.21雙-400東風(fēng)EQ15526.556.72雙-500長(zhǎng)征XD98037.172.652雙-500 設(shè)計(jì)年限 15 車(chē)道系數(shù) 0 .45 交通量年增長(zhǎng)率8 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 : 1286 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 4.25E+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 : 1286 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 4.25E+07 公路等級(jí) 高速公路 公路等級(jí)系數(shù) 1 面層類(lèi)型系數(shù) 1 基層類(lèi)型系數(shù) 1 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 28.39 (0.01mm)層位 結(jié)

18、 構(gòu) 層 材 料 名 稱(chēng) 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 0.61 2 中粒式瀝青混凝土 1 0.43 3 粗粒式瀝青混凝土 0.8 0.31 4 水泥穩(wěn)定碎石 0.5 0.28 5 石灰土 0 .25 0.09 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) : 5 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 28.39 (0.01mm) 路面設(shè)計(jì)層層位 : 5 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 15 (cm) 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng)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

19、凝土 4 1400 2000 0.61 2 中粒式瀝青混凝土 5 1200 1600 0.43 3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 0.31 4 水泥穩(wěn)定碎石 25 1500 1500 0.28 5 石灰土 ? 550 550 0.09 6 土基 48.36 按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : LD= 28.39 (0.01mm) H( 5 )= 30 cm LS= 20.6 (0.01mm) H( 5 )= 35 cm LS= 19.2 (0.01mm) H( 5 )= 30.7 cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 5 )= 30.7 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算

20、滿(mǎn)足要求) H( 5 )= 30.7 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求) H( 5 )= 30.7 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求) H( 5 )= 30.7 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求) H( 5 )= 30.7 cm(第 5 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求) 路面設(shè)計(jì)層厚度 : H( 5 )= 30.7 cm(僅考慮彎沉) H( 5 )= 30.7 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 40 cm 驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿(mǎn)足防凍要求 . 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下: - 細(xì)粒

21、式瀝青混凝土 4 cm - 中粒式瀝青混凝土 5 cm - 粗粒式瀝青混凝土 6 cm - 水泥穩(wěn)定碎石 25 cm - 石灰土 31 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) : 5 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng) 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 計(jì)算信息 (20) (15) 1 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 1400 2000 計(jì)算應(yīng)力 2 中粒式瀝青混凝土 5 1200 1600 計(jì)算應(yīng)力 3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 計(jì)算應(yīng)力 4 水泥穩(wěn)定碎石 25 1500 1500 計(jì)算應(yīng)力

22、5 石灰土 31 550 550 計(jì)算應(yīng)力 6 土基 48.36 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= 20.3 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 22.1 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 24.6 (0.01mm) 第 4 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 27.6 (0.01mm) 第 5 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 73.8 (0.01mm)土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS= 244.8 (0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁(yè)公式) LS= 192.6 (0.01mm)(根

23、據(jù)“測(cè)試規(guī)程”第56頁(yè)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 )=-0.197 (MPa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 ( 2 )=-0.057 (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )=-0.041 (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 ( 4 )= 0.102 (MPa) 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 ( 5 )= 0.057 (MPa)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求參考文獻(xiàn)： 1.路基路面工程 鄧學(xué)鈞 2. JTGD50-2004瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范附錄：JTGD50-2004瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 新建路面的結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算8.0.1 1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采用雙圓均布垂直荷載作用下

24、的彈性層狀連續(xù)體系理論進(jìn)行計(jì)算，路面荷載及計(jì)算點(diǎn)如圖8.0.1所示。圖8.0.1 路面荷載及計(jì)算點(diǎn)圖示8.0.2 高速、一級(jí)、 二級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)以路表面回彈彎沉值和瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力(拉應(yīng)變)及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)。三級(jí)、四級(jí)公路以路表面設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)。有條件時(shí)，對(duì)重載交通路面宜檢驗(yàn)瀝青混合料的抗剪切強(qiáng)度。8.0.3 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)整體承載力與抵抗疲勞開(kāi)裂的要求：1 輪隙中心處（A點(diǎn)）路表計(jì)算彎沉值小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值，即： （8.0.3-1）2 輪隙中心（C點(diǎn)）或單圓荷載中心處（B點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力，即： （8.0.3-2）

25、8.0.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按圖8.0.4所示的流程進(jìn)行，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:1 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，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(chē)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)、面層、基層類(lèi)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(lèi)與干濕類(lèi)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。3 參考本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)擬定幾種可行的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)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、彎拉模量與抗拉強(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)算路面厚度。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

26、求。6 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定路面結(jié)構(gòu)方案。收集調(diào)查交通量并計(jì)算累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次根據(jù)公路等級(jí)、面層、基層類(lèi)型及Ne計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值氣象資料、材料調(diào)查及混合料試驗(yàn)土基類(lèi)型劃分，確定土基回彈模量擬定路面結(jié)構(gòu)方案按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度是否驗(yàn)算拉應(yīng)力進(jìn)行劈裂試驗(yàn)、確定抗拉強(qiáng)度sp確定容許拉應(yīng)力r計(jì)算層底拉應(yīng)力mmr是否增加厚度是否調(diào)整材料配合比，提高sp是否驗(yàn)算防凍層厚度是否有下一個(gè)結(jié)構(gòu)層變更路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用的路面結(jié)構(gòu)方案驗(yàn)算防凍厚度確定材料模量驗(yàn)算不驗(yàn)算滿(mǎn)足是不滿(mǎn)足否是是 否沒(méi)有是否是 圖8. 0.4 設(shè)計(jì)程序流程圖8.0.5 設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次、面層

27、和基層類(lèi)型按式8.0.5-1計(jì)算確定。 (8.0.5-1)式中： 設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）； 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道累計(jì)當(dāng)量軸次； 公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0，二級(jí)公路為1.1，三、四級(jí)公路為1.2； 面層類(lèi)型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面、瀝青表面處治為1.1；中、低級(jí)路面為1.2。 基層類(lèi)型系數(shù)，對(duì)半剛性基層=1.0；柔性基層=1.6；對(duì)于混合式基層采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插確定基層類(lèi)型系數(shù)： (8.0.5-2)式中： 為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（cm）；8.0.6 瀝青混凝土面層、半剛性材料基層、底基層以彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，材料的容許拉

28、應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算： （8.0.6-1）式中： 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力(MPa); 瀝青混凝土或半剛性材料的極限抗拉強(qiáng)度(MPa)； 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。1 對(duì)瀝青混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，系指15時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度；對(duì)水泥穩(wěn)定類(lèi)材料齡期為90d的極限抗拉強(qiáng)度(MPa)；對(duì)二灰穩(wěn)定類(lèi)、石灰穩(wěn)定類(lèi)的材料齡期為180d的極限抗拉強(qiáng)度(MPa)。2 對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，宜按式(8.0.6-2)計(jì)算： （8.0.6-2）對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)： （8.0.6-3）對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi)： （8.0.6-4）8.0.7 路面設(shè)計(jì)中各結(jié)構(gòu)層的材料設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)和設(shè)計(jì)階段的要求確定。

29、1 高速公路、一級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)擬采用的路面材料實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)；各級(jí)公路采用新材料時(shí)，也必須進(jìn)行材料試驗(yàn)實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)。2 高速公路、一級(jí)公路初步設(shè)計(jì)階段或二級(jí)及其以下公路施工圖設(shè)計(jì)階段可借鑒本地區(qū)已有的相近材料試驗(yàn)資料，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)確定。3 初步設(shè)計(jì)階段可根據(jù)附錄E確定設(shè)計(jì)參數(shù)。8.0.8 以路表彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量，對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為20；8.0.9 以彎拉應(yīng)力（應(yīng)變）為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)采用抗拉強(qiáng)度與彎拉回彈模量，對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為15。也可采用劈裂強(qiáng)度與抗壓回彈模量。8.0.10 各地區(qū)應(yīng)建立抗壓設(shè)計(jì)參數(shù)與彎拉設(shè)計(jì)參數(shù)的相關(guān)關(guān)系；彎拉強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度

30、的相關(guān)關(guān)系；強(qiáng)度、回彈模量與齡期的相關(guān)關(guān)系；以及快速養(yǎng)生方法等預(yù)估規(guī)定齡期的材料強(qiáng)度、模量的換算關(guān)系，經(jīng)充分論證后作為設(shè)計(jì)參數(shù)及施工過(guò)程中各結(jié)構(gòu)層彎沉檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算參數(shù)的取值方法。8.0.11 半剛性材料的設(shè)計(jì)參數(shù)按公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定測(cè)定。瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定測(cè)定。考慮到模量取值的不利組合，回彈模量（）的設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算： 1 計(jì)算路表彎沉值時(shí)，抗壓回彈模量應(yīng)按式8.0.11-1計(jì)算其設(shè)計(jì)值： (8.0.11-1)2 計(jì)算層底拉應(yīng)力時(shí)，計(jì)算層以下各層的模量應(yīng)采用式8.0.12-1計(jì)算其設(shè)計(jì)值；計(jì)算層及以上各層模量應(yīng)采用式8.0.8-2

31、計(jì)算其設(shè)計(jì)值： (8.0.11-2)式中： 各試件模量的平均值； S 各試件模量的標(biāo)準(zhǔn)差； 保證率按95%，系數(shù)取2.0。8.0.12 輪隙中心路表回彈彎沉的計(jì)算1 路表彎沉值應(yīng)按式8.0.12-1計(jì)算 (8.0.12-1)式中：2 彎沉綜合修正系數(shù) (8.0.12-2)式中： 路面計(jì)算彎沉值（0.01mm）； p, 標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型的輪胎接地壓強(qiáng)(MPa)和當(dāng)量圓半徑（cm）； 理論彎沉系數(shù)；或 土基回彈模量值 (Mpa)； , 各層材料回彈模量(Mpa)；, 各結(jié)構(gòu)層厚度（cm）。8.0.13 層底拉應(yīng)力設(shè)計(jì)與驗(yàn)算層底拉應(yīng)力以單圓中心 (B點(diǎn))及雙圓輪隙中心 (C點(diǎn))為計(jì)算點(diǎn)，并取較大值作為層底拉應(yīng)力。按下式計(jì)算層底最大拉應(yīng)力： （8.0.13-1）式中： 理論最大拉應(yīng)力系數(shù)。8.0.14 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，根據(jù)施工厚度要求擬定面層和其它各層的厚度。當(dāng)采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時(shí)，可選用任一層為設(shè)計(jì)層；當(dāng)采用半剛性基層、粒料類(lèi)材料為底基層時(shí)，宜擬定面層、底基層厚度，一般半剛性基層為設(shè)計(jì)