路面设计Word格式.docx
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以BZZ-100表示
标准轴载BZZ-100各项参数
标准轴载名称
BZZ-100
标准轴载P（KN）
轮胎接地压力p（MPa）
0.70
两轮中心（cm）
1.5d
单轮当量圆直径d（cm）
21.30
二、累计标准轴次计算
以上汽车类型前轴均为单论组，所以轮组系数C2=6.4；
经过查询得知以上汽车类型后轴轴距分别为1.3m、4m、1.3m、1.3m、3m；
后轴轴数系数分别为C1=2.2、C1=2.2、C1=2.2、C1=2.2、C1=3.4.
2007年的交通量
（2007年）作用次数次/日=（2003）作用次数次/日×
（1+10%）4
1、当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时，换算轴载当量
N=C1·
C2·
n1·
（Pi/P）4.35
Pi（KN）
C1
C2
n1（次/日）
C1C2n1（Pi/P）4.35
1
6.4
293
234.4
后轴
2.2
1373.7
220
75.25
104.6
588.6
146
48.7
251.3
76.75
101.6
176
281.6
275.8
117
131.16
3.4
443
∑N
3805
2009年累计当量轴次为：
3805×
[1+10%]2=4604（次）
2010年累计当量轴次为：
4604×
（1+0.07）=4926.28（次）
设计年限累计当量标准轴载数Ne
因为该路面宽为7m，为双向四车道，所以根据车道系数表，取车道系数η为0.5；
ϒ设计年限内2007-2010平均增长率=0.1；
2010-之后的设计年限内平均增长率为=0.07；
t为设计年限分别为3和12年；
Ne=[（1+ϒ）t-1]×
365×
N1·
η
Ne1=[（1+0.1）3-1]×
0.5=229850.537（次）
Ne2=[（1+0.07）12-1]×
4926.28×
0.5=1125777.685（次）
则Ne=Ne1+Ne2=1.3556×
106次
2、以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，轴载当量换算：
N=C1·
（Pi/P）8
C1=1+2（m-1）
C2=轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09
18.5
118.35
3
3534
18.63
315.25
11.8
396.5
52.73
262.58
283
87.89
5
712.76
5793.5
5793.7×
[1+10%]2=7010.3（次）
7010.3×
（1+0.07）=7501（次）
Ne=[（1+ϒ）t-1]×
5793.5×
0.5=349970.85（次）
7501×
0.5=1714165.765（次）
则Ne=Ne1+Ne2=2.06413×
三、计算设计弯沉值
因为公路为高速公路，所以公路等级系数为Ac=1.0；
且面层为沥青混凝土面层，即面层类型系数为As=1.0；
又因为采用半刚性基层，所以路面结构类型系数AB=1.0；
设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数为6.88×
107次；
设计弯沉值：
Ld=600Ne-0.2AcAsAB
Ld=600×
（2.0641×
106）-0.2×
1.0×
1.0=31.54mm
四、路面结构组合设计
确定路面等级和面层类型
路面为高级路面，面层类型为沥青混凝土。
确定土基回弹模量
确定路基干湿类型：
因为该路段处于Ⅱ5区，路床距地下水位为1.9m
H1<
1.9m<
H2，查表（1-9）可知为中湿路基。
确定平均稠度：
查表（14-9）可知约为ω=1.0
即土基回弹模量E0=38.5KPa
设计方案有三种，方案一：
3cm细粒式沥青混凝土+4cm中粒式沥青混凝土+6cm粗粒式沥青混凝土+？
水泥粉煤灰碎石基层（厚度待定）+20cm石灰土碎石底基层
方案二：
5cm细粒式沥青混凝土+8cm中粒式沥青混凝土+25cm密级配沥青碎石+30cm级配碎石
方案三：
3cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+6cm密级配沥青混凝土+？
cm密级配碎石基层（厚度待定）+25cm级配碎石底基层
方案一按计算法求结构厚度
各层材料设计参数
路面及土基回弹模量以及各强度值
材料名称
抗压模量（MPa）
劈裂强度（MPa）
20°
15°
细粒式沥青混凝土
1400
2000
1.4
中粒式沥青混凝土
1200
1800
粗粒式沥青混凝土
1000
0.8
水泥粉煤灰碎石
1500
0．45
石灰土碎石
900
0.35
设计指标确定
1、设计弯沉值计算
设计弯沉值：
Ld=600Ne-0.2AcAsAB
Ld=600×
2、结构层允许弯拉应力
σR=σsp/KS
3、沥青面层抗拉强度结构系数K:
K=0.09Ne0.22/AcK=4.77
4、对于结合料稳定集料抗拉强度结构系数K：
K=0.35Ne0.11/AcK=2.55
σs
KS
σR
4.77
0.29
1.0
0.21
0.168
0.45
2.55
0.176
0.137
五、路面结构厚度计算
1、理论弯沉设计系数确定ac
ac=
F为弯沉综合修正系数，F=1.63（Ld/2000δ）0.38（E0/P）0.36
因此F=1.63（16.24/2000/10.65）0.38（38.5/0.7）0.36=0.45
ac=16.24×
1400/（2000×
10.65×
0.7×
0.45）=3.389
2、确定设计层厚度
采用三层体系表面弯沉系数，由诺莫图计算厚度。
h/δ=3/10.65=0.282E2/E1=0.857
由三层体系查诺莫图得a=3.5
h/δ=3/10.65=0.282E0/E2=0.025
由三层体系查诺莫图得K1=1.630
又因为K2=ac（aK1）=3.389/3.5/1.630=0.59,E0/E2=0.025,h/δ=3/10.65=0.282由诺莫图查得H/δ=5.6，H=10.65×
5.6=59.64≈60
H4=30cm
如图所示
h1=3cmE1=2000MPah1=3cmE1=2000MP
h2=4cmE1=1800MPa
h3=6cmE1=1200MPaH=?
E1=1800MPa
h4=30cmE1=3600MPa
h5=20cmE1=2000MPah5=20cmE1=2000MPa
E0=38.5MPaE0=38.5MPa
六沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力
1、沥青混凝土面层层底拉应力验算
h1=3cmE1=2000MPah1=17.72cmE1=1400MP
h3=6cmE1=1200MPaH=?
E1=1000MPa
h4=30cmE1=36000MPa
h5=20cmE1=2000MPa
h=∑hk
=3
+4
+6
=3.873+4.89+9=17.72cm
H=∑hk0.9
=30×
0.9×
1+20×
0.9
=31.5cm
h/δ=17.72/10.65=1.67,E2/E1=3
查连续体系上层拉应力系数诺莫图σs=0.06MPa<
σR=0.2MPa满足要求。
2、水泥稳定碎石层层底拉应力验算
=33cm
3、沥青混凝土面层层底拉应力验算
h1=3cmE1=2000MPah1=33cmE1=1400MP
h2=4cmE1=1800MPa
h3=6cmE1=1200MPaH=35cmE1=1000MPa
h5=20cmE1=2000MPa
E0=38.5MPaE0=38.5MPa
H=∑hk0.9
=35cm
h/δ=35/10.65=3.287,E0/E2=30/2400=0.0125
查表得知σ=0.05MPa
h/δ=35/10.65=3.287，E2/E1=0.78
查表得n1=3.1
h/δ=35/10.65=3.287，h/δ=31.5/10.65=2.96
查表得n2=0.72
由公式σm=Pσn1n2得σm=0.8×
0.05×
3.1×
0.7=0.0868MPa<
σR=0.2MPa满足要求满足要求。
4、石灰土碎石层底拉应力验算
h1=3cmE1=2000MPah1=42.6cmE1=3600MP
h3=6cmE1=1200MPaH=35cmE1=1000MPa
E0=38.5MPaE0=38.5MPa
=42.6cm
·
由H/δ=35/10.65=3.29,E0/E2=0.0125，可知=0.16
由H/δ=35/10.65=3.29,E2/E1=0.67，可知n1=1.18
由H/δ=35/10.65=3.29,E2/E1=0.67，h/δ=4,可知n2=0.5
由公式σm=Pσn1n2得σm=0.8×
0.16×
0.5×
1.18=0.0758MPa<
σR=0.35MPa满足要求满足要求。
七、防冻层厚度检验
根据规范知：
在季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，路面设计应该防冻厚度检验。
因为该h=3+4+6+35+20=74cm>
40cm,满足要求。
不需要进行防冻设计。
八、按验算法验算方案二的结构厚度
设计弯沉值计算
1.6=50.464m
因为为柔性基层所以AB=1.6
计算弯沉值：
Ls=10002pδF
aC=f（h/δ，E2/E1。
。
）
F=1.63（Ls/2000δ）0.38（E0/P）0.36
通过通用软件计算得到：
Ls=48.3cm
Ls<
Ld
该结构为柔性基层，根据工程经验，确定基层的系数为1.6，设计弯沉值为50.46（0.01mm）。
计算程序计算的结果为48.3cm,小于设计弯沉，符合要求。
结构层材料名称
厚度（cm）
层底拉应力（MPa）
容许拉应力（MPa）
均值
标准差
1991
201
2680
344
1.2
-0.18
0.46
粒式沥青混凝土
1425
105
2175
187
8
0.12
0.38
密级配沥青碎石
1248
116
1715
156
0.6
25
0.15
0.23
级配碎石
350
——
30
土基
38.5
方案三的结构厚度计算表
方案三：
该结构为半刚性基层，沥青路面的基层系数类型为1.0，设计弯沉值为28.79（0.01mm）求出满足设计弯沉基表的水泥石灰砂砾土层厚度为23cm，满足层底弯拉应力要求的石灰砂砾土层厚度为33.43cm。
设计厚度取水泥石灰砂砾土层厚为25cm，路表弯沉为32.59（0.01），符合要求。
-0.14
0.09
6
-0.08
水泥稳定碎石
3188
782
35
0.14
0.27
水泥石灰砂砾
1591
250
0.4
0.13
方案一：
h=3+4+6+35+20=68cm>
方案二：
h=5+8+30+25=68cm>
40cm，满足要求。
h=3+5+6+35+25=74cm>
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