沥青路面课程设计Word文件下载.docx
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车型
小汽车
解放CA30A
东风EQ140
太脱拉130S
辆/日
2500
400
200
300
日野KB222
吉尔130
解放CA15
扶桑FV102N
100
交通量年平均增长率为6.5%。
拟建成年月：
2013年7月；
本路段设计使用年限为20年。
1基本资料的确定
1.1确定公路等级
1）计算2011年7月的折算交通量
其中折算系数查《公路工程技术指标》（JTGB012003），表2.0.2各汽车代表车型与车辆折算系数。
计算结果如下表：
表1折算交通量
车型序号
车型名称
折算系数
交通量（辆/日）
折算后交通量（辆/日）
1
2
1.5
600
3
4
5
6
7
8
总计
5800
有上表可知，2011年7月的月平均日交通量为5800辆/日，近似代替2011年的年平均日交通量。
2）计算设计交通量
其中：
AADT—设计交通量（pcu/d）；
ADT—起始年平均日交通量（pcu/d）；
—年平均增长率（%）；
n—预测年限
故2033年的设计交通量为：
3）确定公路等级
根据《公路工程技术标准》（JTGB012003），将公路根据功能和适应的交通量分为五个等级。
1．高速公路为专供汽车分向分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路，四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000辆；
六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000~80000辆；
八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量60000~100000辆。
2．一级公路为供汽车分向分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路，四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000~30000辆；
六车道
一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000~55000辆。
3．二级公路为供汽车行驶的双车道公路，双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000~15000辆。
4．三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路，双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000~6000辆。
5．四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路，双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量2000辆以下；
单车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量400辆以下。
由设计交通量和道路的重要性可初步选定道路等级为高速公路，四车道。
1.2拟定路基宽度和设计速度及其他资料
1）拟定设计速度为：
100km/h；
2）根据《公路工程技术标准》（JTGB012003）表3.0.11双向四车道，路基宽度为：
26m；
3）道路设计使用年限为20年；
4）拟采用沥青路面结构，设计年限为15年；
5）沿线土质为粉质土；
6）土基回弹模量的确定
因无实测条件，由查表法预测土基回弹模量：
（1）确定临界高度
查《路基路面工程》邓学均，表14-6路基临界高度参考值，公路自然区划属Ⅱ2区得:
=3.4m，
=2.6m，
=1.9m。
地下水位埋深大于3m，所以填方路段的路基处于干燥状态，挖方路段的路基处于中湿状态。
（2）确定平均稠度
查《路基路面工程》邓学均，表14-7土基干湿状态的稠度建议值，得：
填方路段的平均稠度为1.05，挖方路段的平均稠度为1。
（3）确定土基回弹模量
查《路基路面工程》邓学均，表14-9二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPa），得：
填方路段的土基回弹模量为31.5Mpa，挖方路段的土基回弹模量为30.5Mpa。
2轴载计算
2.1代表轴载
资料中车辆轴载如下表：
表2车辆轴载表
前轴重
后轴重
后轴数
后轴轮组数
后轴距
——
29.50
36.75
23.70
69.20
50.60
88.90
50.20
104.30
25.75
59.50
20.97
70.38
54.00
100.00
2.2轴载换算
我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。
标准轴载的计算参数按表3确定。
表3标准轴载计算参数
标准轴载名称
BZZ-100
标准轴载P（KN）
单轮当量圆直径d（mm）
21.30
轮胎接地压强P（Mpa）
0.70
两轮中心距（cm）
1．5d
轴载换算以设计弯沉值和沥青层层底拉力为设计标准或者以半刚性材料层的拉力为设计标准。
2.2.1以设计弯沉值和沥青层层底拉力为设计标准
式中：
—相当于标准轴载100KN的作用次数（次/d）；
—各级轴载的作用次数（次/d）；
—各种被换算车型的轴载（KN）；
—标准轴载（KN）
—轴数系数；
—轮组系数，单轮组
=6.4；
双轮组
=1.0；
四轮组
=0.38;
K—被换算车型的轴载级别。
注：
当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，此时轴系数为1；
当轴间距小于3m时，双轴或者多轴按
=1+1.2（m–1）计算，m为轴数。
表4轴载换算结果表（弯沉）
（KN）
（次/d）
前轴
29.50
1.0
6.4
13
后轴
36.75
2.2
11
69.20
40
50.60
99
88.90
396
50.20
96
104.30
360
25.75
59.50
42
70.38
43
54.00
44
100.00
220
1371
轴载小于25KN的轴载作用不计
2.2.2以半刚性材料层的拉力为设计标准
—以半刚性材料层的拉力为设计指标时的标准轴载的当量轴次（次/d）；
—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。
其余符号含义参照上式。
对于轴间距小于3m的双轴及多轴的轴数系数按下式计算：
=1+2（m–1）
m—轴数。
表5轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）
（KN）
18.5
24
3.0
351
22
420
12
1160
轴载小于50KN的轴载作用不计
2.2.3设计年限累计当量标准轴载数
设计年限内一个车道通过的累积当量标准轴载次数
按下式计算：
—设计年限内一个车道通过的累积标准当量轴次（次/车道）；
—设计年限（年）；
—路面运营第一年双向日平均当量轴次（次/d）；
—设计年限内交通量平均增长率（%）；
—车道系数，双向四车道高速公路取0.45。
=6641438次
=5619305次
根据《公路沥青路面设计规范》（JTG
D50-2006）P14表3.1.8交通分级可确定轴载等级为：
中等交通。
3初拟路面结构
3.1路面结构
根据本地区的路用材料，结合已有工作经验与典型构造，拟定以下两个方案。
根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能因素，初步确定路面结构组合及厚度如下：
方案一：
4cm细粒式密级配沥青混凝土+5cm中粒式密级配沥青混凝土+8cm粗粒式密级配沥青混凝土+22cm密级配沥青碎石+？
级配碎石，以级配碎石为设计层。
方案二6cm细粒式密级配沥青混凝土+10cm中粒式密级配沥青混凝土+12cm粗粒式密级配沥青混凝土+？
cm水泥稳定碎石+20cm石灰土，以水泥稳定碎石为设计层。
3.2路面材料配合比设计与设计参数的确定
3.2.1试验材料的确定
半刚性基层所用集料取自沿线料场，结合料沥青选用A级90号，技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）相关规定。
3.2.2路面材料抗压回弹模量的确定
（1）沥青混合料抗压回弹模量的确定
表6沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值
材料名称
20℃抗压回弹模量（MPa）
15℃抗压回弹模量（MPa）
AC-13
1400
2000
AC-20
1200
1800
AC-25
1000
ATB-25
（2）半刚性材料及其他材料抗压回弹模量的确定
根据邓学钧编著的《路基路面工程》表14-14和相关计算拟定材料抗压回弹模量（表7）：
表7半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值
抗压模量/Mpa
水泥稳定碎石
1500
石灰土
550
级配碎石
350
（3）路面材料劈裂强度确定
根据邓学钧编著的《路基路面工程》表14-13和表14-14确定材料劈裂强度（表8）：
表8路面材料劈裂强度
ATB-25、35
劈裂强度
1.4
1．0
0.8
0.5
0.225
4验算拟定方案，并确定各方案的最终设计结果
1.根据我国《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）规定路面设计弯沉值
由下式计算：
—设计弯沉值，0.01mm；
—设计年限内一个车道累计当量轴次，次；
—公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；
—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1；
—路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为1.0；
柔性路面为1.6。
2.计算设计方案弯层值：
方案一为柔性路面，
（1）填方路段土基回弹模量为31.5Mpa，设计层为级配碎石底基层。
利用公路沥青路面设计软件HPDS2006，得到满足设计弯沉指标要求和各层底拉应力要求的级配碎石底基层厚度为8cm。
层位
结构层材料名称
厚度
（mm）
容许拉应力（MPa）
0.49
50
0.35
80
0.28
验算路面防冻厚度：
根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）表5.2.4规定，路面最小防冻厚度450~500mm。
验算结果表明,路填方段路面总厚度为470mm面总厚度满足防冻要求。
通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土40mm
中粒式沥青混凝土50mm
粗粒式沥青混凝土80mm
密级配沥青碎石220mm
级配碎石80mm
新建路基
其中密级配沥青碎石层做为上、下基层。
上基层为80mm厚ATB-25，下基层为140mm厚ATB-35。
（2）挖方路段土基回弹模量为30.5Mpa，设计层为级配碎石底基层。
方案二为半刚性基层沥青路面，
（1）填方路段土基回弹模量为31.5Mpa，以水泥稳定碎石为设计层。
利用公路沥青路面设计软件HPDS2006，得到满足设计弯沉指标要求和各层底拉应力要求的水泥稳定碎石层厚度为15.0cm。
容许应拉力（Mpa）
60
120
150
0.26
0.09
验算结果表明,路填方段路面总厚度为630mm面总厚度满足防冻要求。
细粒式沥青混凝土60mm
中粒式沥青混凝土100mm
级配沥青碎石120mm
水泥稳定碎石150mm
石灰土200mm
（2）挖方路段土基回弹模量为30.5Mpa，以水泥稳定碎石为设计层。
水泥稳定碎石层做基层的最小施工厚度150mm，满足施工要求。
5方案总结
通过以弯层值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的底层拉力为设计标准换算车辆行车荷载，并且计算设计年限内一个车道通过的累积当量标准轴载次数来确定设计沥青路面交通等级，得出此道路为中等交通。
通过采用全寿命周期成本分析方法，并结合设计、施工、养护、投资等综合因素，确定方案二为最终采用的结构方案。
致谢
通过设计制作这次路基路面课工程课程设计，基本上了解了沥青路面的设计过程与步骤，知道了设计过程中的重点和难点，从构思到整个方案完成，遇到了不少的问题和困难，但是这些问题和困难都在同学和老师共同讨论中得到解决，并且提出相应的应对方案。
在整个过程中，非常感谢盛晓军老师指导我们顺利地完成课程设计，他对我们的指导和帮助，远远超过了一个老师的职责范围，他不厌其烦的帮我们修改和完善课程设计。
在此，我想真诚地对盛老师说一句：
盛老师你辛苦了！
由于我的水平有限，所写内容难免有不足之处，恳请各位老师、学友批评和指正。
参考文献
[1]交通部．JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》．北京：
人民交通出版社，2006
[2]邓学钧《路基路面工程》．北京：
人民交通出版社，2000
[3]沙爱民《路基路面工程》．北京：
高等教育出版社，2011
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