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1、.路基路面工程课程设计说明书目录轴载计算21.1代表轴载见2-1表21.2轴载换算2当以设计弯沉值为指标和沥青层的层底拉力验算2各种被换算车辆的作用次次/日21.3计算设计年限内一个车道上累计当量轴次22初拟路面结构23路面材料配合比设计和设计参数的确定23.1材料的确定23.2路面材料抗压回弹模量的确定2沥青材料抗压回弹模量的确定2半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定23.3材料劈裂强度的测定24验算拟定方案24.1计算各方案的弯沉值24.2抗拉强度结构系数Ks及容许拉应力R计24.3设计方案验算2中湿路段 E0=35MPa2潮湿路段E0=25MPa25验算防冻层厚度26 方案比选2致谢2主要
2、参考资料21轴载计算1.1代表轴载见2-1表表2-1汽车车型前轴重kN后轴重kN后轴数后轴轮组数后轴距m交通量辆/d 东风EQ14023.7069.20120600东风SP925050.70113.30324450解放CA10B19.4060.85120100黄河JN15049.00101.60120350黄河JN16259.50115.00120900黄海DD68049.0091.50120350江淮AL660017.0026.501205001.2轴载换算轴载换算以弯沉值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的层底拉力为设计标准当以设计弯沉值为指标和沥青层的层底拉力验算式中：标准轴载的当量轴次次/
3、日各种被换算车辆的作用次次/日标准轴载kN各种被换算车型的轴载kN轴数系数论组系数,双轮组为1,单轮组为6.4,四轮组为0.38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,双轴或多轴按C+1.2m-1计算,m为轴数。前轴车型前轴数C1C2ni次/日P1 PN东风EQ140116.460023.71007.320东风SP9250116.445050.7100150.030解放CA10B116.410019.41000.511黄河JN150116.435049100100.601黄河JN162116.490059.5100601.965黄海DD680116.4350
4、49100100.601江淮AL6600116.4500171001.437累计962.4674后轴车型后轴数后轴轮组数C1C2Ni次/日P1PN东风EQ140121160069.2100120.952东风SP925032113450113.31002323.988解放CA10B121110060.8510011.522黄河JN1501211350101.6100375.021黄河JN16212119001151001653.020黄海DD680121135091.5100237.821江淮AL6600121150026.51001.549累计4723.873N1=4723.87+962.46
5、=5686.29当进行以半刚性层底拉应力为设计指标轴数系数轮组系数,双轮组为1.0,单轮组18.5,四轮组0.09对于轴间距小于3m的双轴或多轴的轴数系数按计算,m为轴数前轴车型前轴数|C1C2ni次/日P1PN东风EQ1401118.560023.71000.110东风SP92501118.545050.710036.345解放CA10B1118.510019.41000.004黄河JN1501118.53504910021.518黄河JN1621118.590059.5100261.547黄海DD6801118.53504910021.518江淮AL66001118.5500171000.
6、006累计341.050后轴车型后轴数后轴轮组数C1C2Ni次/日P1PN东风EQ140121160069.210031.550东风SP925032113450113.31003665.836解放CA10B121110060.851001.880黄河JN1501211350101.6100397.391黄河JN16212119001151002753.121黄海DD680121135091.5100171.964江淮AL6600121150026.51000.012160累计7021.753N1=314.05+7021.75=7335.81.3计算设计年限内一个车道上累计当量轴次年份增长系数*
7、365*第一年到本年份增长系数的积11182.521.08197.131.08212.86841.08229.897451.08248.289261.07265.669571.07284.266381.07304.16591.07325.4565101.07348.2385111.05365.6504121.05383.9329131.05403.1296141.05423.2861151.05444.4504合计：4618.9Ne=N14618.9=2.63107Ne=N14618.9换算方法沥青层的层底拉力验算时半刚性材料的层底拉力验算时累计交通轴次2.631073.39107可知,为特重
8、交通等级。2初拟路面结构结合已有工程经验与经典构造,拟定了两个结构方案,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与各厚度如下：方案一：4cm细粒式SMA 7cm 中粒式AC 10cm 粗粒式AC ? 粗粒式ATB基层18cm级配碎石以沥青稳定碎石基层为设计层。方案二：5cm 细粒式AC 6cm中粒式AC 9cm粗粒式ATB25cm水泥稳定碎石？水泥石灰砂砾土以水泥石灰砂砾土为设计层。3路面材料配合比设计和设计参数的确定3.1材料的确定刚性材料、柔性材料取自沿线料场集合料沥青选自A级90号,技术指标符合公路沥青路面施工技术规范JTG F402004
9、相关规定。3.2路面材料抗压回弹模量的确定沥青材料抗压回弹模量的确定拟定20和15的抗压回弹模量,见表3-1沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值表3-1材料名称20抗压回弹模量Mpa15抗压回弹模量Mpa标准差标准差细粒式SMA20001801640180030012002600细粒式沥青混凝土17001501400210034014202780中粒式沥青混凝土16001501300190018015402260粗粒式沥青混凝土145050135018506017301970密集配沥青碎石1200150900130015010001300半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定拟定材料抗压回弹模量,见
10、表3-2半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值表3-2材料名称抗压模量Mpa方差水泥稳定碎石300078016404760水泥石灰砂砾土159025010902090级配碎石4003.3材料劈裂强度的测定根据路基路面表14-15和表14-16确定材料劈裂强度,见表3-3路面材料劈裂强度表3-3材料名称细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土密集配沥青碎石水泥稳定碎石水泥石灰砂砾土SMA劈裂强度1.21.00.80.60.60.41.64验算拟定方案4.1计算各方案的弯沉值路面的弯沉值由下式求出式中：设计弯沉值mm设计年限内一个车道累计当量标准轴载通过次数公路等级系数,高速公路、
11、一级公路取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、上拌下贯或灌入式路面、理清处治为1.1路面结构系数,刚性基层、半刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为1.6,若基层由柔性材料和半刚性材料组合而成,则位于两者之间,通过线性内插决定。表4-1各方案弯沉值方案基层类型ACASABLD=600Ne-0.2 AC AS AB一柔性111.633.6二半刚性111.121.04.2抗拉强度结构系数Ks及容许拉应力R计沥青混凝土面层无机结合料稳定集料无机结合料稳定细粒土序号结构层材料名称NeAC劈裂强度Ks值容许拉应力1细粒式沥青
12、混凝土2.6310711.23.860.312中粒式沥青混凝土2.6310711.03.860.263粗粒式沥青混凝土2.6310710.83.860.214SMA2.6310711.63.860.415密集配沥青碎石2.6310710.63.860.166水泥稳定碎石3.3910710.52.360.217水泥石灰砂砾土3.3910710.42.030.204.3设计方案验算中湿路段 E0=35MPa方案一验算：结构厚度计算结果序号结构层材料名称20抗压模量Mpa15抗压模量Mpa劈裂强度Mpa厚度cm层底拉应力MPa容许拉应力Mpa均值标准差均值标准差1细粒式SMA200018018006
13、01.6400.412中粒式沥青混凝土160015019001051.0700.263粗粒式沥青混凝土14505018503000.8100.0390.214粗粒式ATB120015013001100.6180.1080.165级配碎石4000400-18-6土基350-单轴双轮组弯沉修正系数查表得,又得由及,查表得得故粗粒式ATB厚度为2 结构层底拉应力验算细粒式SMA拉应力,查表得,即沥青上面层层底受压应力中粒式沥青混凝土层底拉应力,查表得,所以粗粒式沥青混凝土底拉应力验算查图得,满足要求粗粒式ATB层底拉应力验算查图得,满足要求级配碎石层底拉应力满足验算方案二结构厚度计算结果序号结构层材
14、料名称20抗压模量Mpa15抗压模量Mpa劈裂强度Mpa厚度cm层底拉应力MPa容许拉应力Mpa均值标准差均值标准差1细粒式沥青混凝土170015021003401.2400.312中粒式沥青混凝土160015019001051.0600.263粗粒式ATB120015013001100.690.0010.164水泥稳定碎石300078032007800.6250.1790.215水泥石灰砂砾土159025015902500.4200.0460.206土基350-单轴双轮组弯沉修正系数查表得,又查表得由及,查表得得故水泥石灰砂砾土厚度为2 结构层底拉应力验算细粒式沥青混凝土层底拉应力,查表得,
15、即沥青上面层层底受压应力中粒式沥青混凝土层底拉应力,查表得,所以粗粒式ATB底拉应力验算查图得,满足要求粗粒式ATB层底拉应力验算查图得,满足要求5水泥石灰砂砾土层底拉应力验算由4查表：潮湿路段E0=25MPa方案一验算：结构厚度计算结果序号结构层材料名称20抗压模量Mpa15抗压模量Mpa劈裂强度Mpa厚度cm层底拉应力MPa容许拉应力Mpa均值标准差均值标准差1细粒式SMA20001801800601.6400.412中粒式沥青混凝土160015019001051.0700.263粗粒式沥青混凝土14505018503000.8100.0540.214粗粒式ATB1200150130011
16、00.6230.0980.165级配碎石4000400-18-6土基250-单轴双轮组弯沉修正系数查表得,又得由及,查表得得故粗粒式ATB厚度为2 结构层底拉应力验算细粒式sma拉应力,查表得,即沥青上面层层底受压应力中粒式沥青混凝土层底拉应力,查表得,所以粗粒式沥青混凝土底拉应力验算查图得,满足要求粗粒式ATB层底拉应力验算查图得,满足要求级配碎石层底拉应力满足验算方案二结构厚度计算结果序号结构层材料名称20抗压模量Mpa15抗压模量Mpa劈裂强度Mpa厚度cm层底拉应力MPa容许拉应力Mpa均值标准差均值标准差1细粒式沥青混凝土170015021003401.2400.312中粒式沥青混凝
17、土160015019001051.0600.263粗粒式ATB120015013001100.690.020.164水泥稳定碎石300078032007800.6250.1670.215水泥石灰砂砾土110025015902500.4240.0530.206土基250-单轴双轮组弯沉修正系数查表得,又查表得由及,查表得得故水泥石灰砂砾土厚度为2 结构层底拉应力验算细粒式沥青混凝土层底拉应力,查表得,故沥青上面层层底受压应力中粒式沥青混凝土层底拉应力,查表得,所以粗粒式atb底拉应力验算查图得,满足要求粗粒式ATB层底拉应力验算查图得,满足要求5水泥石灰砂砾土层底拉应力验算由4查表：5验算防冻层厚度方案一：沥青层厚度21cm总62cm,满足防冻大于50cm要求。方案二：沥青层厚度19cm总68cm,满足防冻大于50cm要求。6 方案比选从经济方面考虑,方案二经济投入较小,但是方案一是柔性路面,在应力应变传递协调过度方面比较顺利,结构排水良好。方案二半刚性基层路面表面易开裂形成较多横向裂缝,减小寿命。故选方案一。14 / 14
