新建沥青混凝土路面设计文档格式.doc
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采用车型
BJ-130
CA-10B
JN-150
交通量年增长率为5%。
预计2009年通车运行。
旧路改建交通量资料
840
810
780
680
300
265
510
1.1.5旧路面回弹弯沉值资料：
2007年9月份对该公路进行结构评定，用标准车BZZ－100实测弯沉值，测定时路表温度为25℃，统计结果如下：
K5+000208.8k6+000364.8k7+000237.6
+100180.2+100290.0+100254.4
+200148.8+200189.0+200231.2
+300177.6+300160.8+300201.6
+400198.6+400196.8+400256.0
+500242.4+500242.0+500286.6
+600231.8+600309.6+600271.6
+700220.8+700343.2+700295.2
+800232.8+800350.4+800235.2
+900289.2+900225.6+900208.8
K8+000302.4
1.2确定路面等级和面层类型
1.2.1以设计弯沉为指标及沥青层层底拉应力验算
设计年限内一个车道的累计当量轴次数计算（确定路面等级）。
车型
前轴重（KN）
后轴重（KN）
后轴数
辆/日
BJ130
13.55
27.2
1
1980
CA10B
19.4
60.85
1070
JN150
49
101.6
1300
（1）轴载换算
各级轴载Pi的作用次数ni，匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。
匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。
根据《公路沥青路面设计规范》公式3.1.2-1
式中：
——标准轴次的当量轴次，次/日；
——被换算车型的各级轴载作用次数，次/日；
——轴数系数，当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴计算，此时轴数系数为1；
当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：
C1=1+1.2（m-1）（1.3）
m——轴数
——轮组系数,单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。
——标准轴载，KN
——被换算车型的各级轴载，KN
①BJ130
②CA10B
③JN150
（2）设计年限累计当量标准轴载数
拟建二级公路，路面的设计年限为12年，车道系数取η=0.5。
年增长率为5%时的计算
起算年（次）
Ne=6403827.29（次）>
4000000（次）
故应属于高级路面。
1.2.2以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时
（1）轴载当量换算
各级轴载Pi的作用次数ni，匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N‘
①BJ130
③JN150
1.2.4N和N'
汇总得下表：
车型
Pi（kn）
ni（辆/日）
N（次）
（次）
C1
C2
C'
1
2
BJ130
前轴
6.4
2.12
18.5
0.004
后轴
1980
6.87
0.06
CA10B
19.40
5.46
18，5
0.04
123.29
20.11
49.00
373.66
79.93
101.60
1392.94
1476.02
合计
----
1904.34
-----
1576.16
（2）累计当量轴次
起算年（次）
故该值可用来计算半刚性基层层底的拉应力验算。
（3）结构组合与材料选取
根据规范推荐结构并考虑到公路沿途有大量碎石、砂、石灰、水泥等供应，路面结构面层采用沥青混凝土8cm，本设计采用二层式沥青，表层采用中粒式开级配沥青混凝土，厚度（4cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土，厚度（4cm），基层采用水泥稳定碎石20cm，底基层采用石灰土。
1.2.3路面设计弯沉值的计算
AC：
公路等级系数二级公路取1.10;
AS：
面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0:
沥青表面处治为1.2；
中、低级路面为1.3；
Ab基层类型系数，对于半刚性基层为1.0;
Ne：
设计年限内一个车道上的累计当量轴次数=6403827.29次。
1.2.4路基回弹模量的确定
按路基土类与干湿类型，确定该路段土基弹性模量。
2.1由原始材料可知：
地区所在的自然区为II5a，该地区多年平均冻深为60cm。
查表的土基的干湿类型为干燥类型。
得分界稠度ωC》1.05，取稠度ωC=1.05.所以查表的土基回弹模量E为44.5mpa。
1.2.5拟定路面结构方案和材料模量的确定
沥青混合料结构层的抗压回弹模量按我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）进行试验测定。
当以设计弯沉值为设计验算指标时，取标准温度为20摄氏度；
当以层底拉应力为设计验算指标时，取标准试验温度为15摄氏度，以适应不同设计控制指标所对应的最不利环境温度。
路面结构方案上面已经说明，查《路基路面工程》课本抗压模量取20摄氏度的模量，各值均取规定范围的中值，因此得到20摄氏度的抗压模量：
中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa,细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa,水泥稳定碎石为1500MPa,石灰土为550MPa；
各层材料的劈裂强度：
细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa,中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，水泥稳定碎石为0.5MPa,石灰土为0.23MPa。
（1）结构组合与材料的初选定
因为设计年限内一个车道上的累计当量轴次数大于400，所以组合如下：
---------------------------------------
面层沥青混凝土8cm
-----------------------------------------
基层水泥稳定碎石20cm
底基层石灰土
-----------------------------------------
拟订路面组合与厚度为
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土4cm
中粒式沥青混凝土4cm
水泥稳定碎石20cm
石灰土？
cm
-----------------------------------------
（2）各层材料抗压模量与劈裂强度的确定
查《路基路面工程》得到各种材料的抗压模量和劈裂强度，见下表：
材料
数值
抗压模量/MPa
劈裂强度/MPa
20℃
15℃
细粒式密级配沥青混凝土
1400
2000
1.4
中粒式密级配沥青混凝土
1200
1800
1.0
水泥稳定碎石
1500
0.5
石灰土
0.23
1.2.6路面厚度的计算和拉应力验算
对于二级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。
1）设计弯沉值
=28.72cm（0.01mm）
2）各层材料的容许层底拉应力为
其中，:
沥青混凝土或半刚性材料在规定温度或龄期（MPa）：
抗拉强度结构系数；
Aa：
沥青混凝土级配类型系数细、中粒式沥青混凝土为1.0；
粗粒式为1.1；
Ac：
公路等级系数，二级公路取1.10；
Ne=6403827.29次（用于沥青混凝土面层的计算）；
=5302269.41次（用于半刚性材料的计算）
细粒式、中粒式Ks
水泥稳定碎石：
石灰土：
带入公式计算其容许拉应力。
细粒式沥青混凝土：
中粒式沥青混凝土：
1.2.7设计资料总结：
厚度/cm
20℃模量/MPa
15℃模量/MPa
容许拉应力/MPa
4
0.54
0.39
20
0.29
？
0.1
土基
-
44.5
确定石灰土的厚度
通过计算机设计得到确定石灰土的厚度为32cm，实际路面结构的实测弯沉值为26.3cm（0.01mm）〈29.7cm，沥青面层的层底均受压应力，水泥稳定碎石层层底的最大拉应力为0.136Mpa<
0.30Mpa，石灰土层层底的拉应力为
0.083Mpa<
0.23Mpa，上述计算结果均满足设计要求。
1.3技术经济比较并确定采用方案
面层仍采用细、中二层沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石取25cm,底基层采用石灰粉煤灰土厚度待定
各层材料的抗压模量与劈裂强度：
面层不变，水泥稳定碎石层不变，石灰粉煤灰土的20摄氏度的抗压模量为1500MPa,劈裂强度为0.7MPa,土基回弹模量仍取44.5MPa
设计弯沉值仍为28.72（0.01mm）
各层材料的容许层底拉应力：
面层材料不变，
二灰土
设计资料总结
设计弯沉值为28.72（0.01mm）
表1.7设计资料汇总表
0.25
0.0996
确定石灰土厚度
通过计算机计算得到二灰土的厚度为23cm，实际路面结构的路表实测值为24.2（0.01mm）,沥青的表面层和中面层均受压应力，石灰土稳定碎石层底最大拉应力为0.136MPa<
0.2564MPa石灰土层底最大拉应力为0.083MPa<
0.0896MPa
上述设计结果满足设计要求
根据工程所在地地基情况并综合考虑施工等因素影响，两种方案均适合本路段的实际情况，暂且采用方案一。
1.4新建石灰稳定土路面设计电算成果
运用HPDS2003公路路面设计程序系统进行计算。
**************************
*新建路面设计成果文件汇总*
1.4.1轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
序号车型名称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量
1北京BJ13013.5527.21双轮组1980
2解放CA10B19.460.851双轮组1070
3黄河JN15049101.61双轮组1300
设计年限12车道系数.5交通量平均年增长率5％
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
路面竣工后第一年日平均当量轴次:
1904
设计年限内一个车道上累计当量轴次:
5530883
当进行半刚性基层层底拉应力验算时:
1576
4578084
公路等级二级公路
公路等级系数1.1面层类型系数1基层类型系数1
路面设计弯沉值:
29.6（0.01mm）
层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）
1细粒式沥青混凝土1.4.56
2中粒式沥青混凝土1.4
3水泥稳定碎石.5.29
4石灰土.23.1
1.4.2新建路面结构厚度计算
公路等级:
二级公路
新建路面的层数:
4
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
路面设计层层位:
设计层最小厚度:
15（cm）
层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）容许应力（MPa）
（20℃）（15℃）
1细粒式沥青混凝土414002000.56
2中粒式沥青混凝土412001600.4
3水泥稳定碎石2015001500.29
4石灰土?
550550.1
5土基44.5
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=29.6（0.01mm）
H（4）=25cmLS=30（0.01mm）
H（4）=30cmLS=27.2（0.01mm）
H（4）=25.7cm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力验算设计层厚度:
H（4）=25.7cm（第1层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=25.7cm（第2层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=25.7cm（第3层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=25.7cm（第4层底面拉应力验算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=25.7cm（仅考虑弯沉）
H（4）=25.7cm（同时考虑弯沉和拉应力）
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度60cm
验算结果表明,路面总厚度比路面最小防冻厚度小6.3cm,
程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足.
通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面
最下层以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构
设计结果如下:
---------------------------------------
细粒式沥青混凝土4cm
中粒式沥青混凝土4cm
水泥稳定碎石20cm
石灰土32cm
土基
1.4.3竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级:
新建路面的层数:
标准轴载:
升级会员 