沥青路面设计模板.docx
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沥青路面设计模板
7沥青路面设计
7.1确定累计标准轴次、设计弯沉及抗拉强度结构系数
7.1.1交通量的组成
序号
汽车名称
交通量
次/日
汽车总重(kN)
汽车前后轴计算参数
弯沉及沥青面层拉应力换算交通量
(轴次/日)
基层拉应力换算交通量
(轴次/日)
轴位
轴重
(kN)
轮组(个)
轴数
(根)
轴距
(m)
1
小客车
3018
34.50
前轴
11.5
1
1
后轴
23
2
1
2
中客车
SH130
658
39.50
前轴
16.5
1
1
后轴
23
2
1
3
大客车
CA50
691
96.90
前轴
28.7
1
1
后轴
68.2
2
1
4
小货车
BJ130
1534
40.80
前轴
13.4
1
1
后轴
27.4
2
1
5
中货车
CA50
781
92.90
前轴
28.7
1
1
后轴
64.2
2
1
6
中货车
EQ140
640
92.90
前轴
23.7
1
1
后轴
69.2
2
1
7
大货车JN150
772
150.60
前轴
49
1
1
后轴
101.6
2
1
8
特大车日野KB222
843
154.50
前轴
50.2
1
1
后轴
104.3
2
1
9
拖挂车
五十铃
118
360.00
前轴
60
1
1
后轴
100
3
3
〉3m
合计
9055
3241
2662
7.1.2累计标准轴次计算结果
表7-1交通量组成、汽车计算参数及轴载换算计算结果表
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=1.235885E+07轴次
进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=1.015096E+07轴次
7.1.3确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数:
根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》的规定计算设计指标
7.1.3.1设计指标各系数
公路等级:
高速公路公路等级系数:
1.0
面层类型:
沥青混凝土面层类型系数:
1.0
基层类型:
半刚性基层类型系数:
1.0
柔性基层类型系数:
1.6
组合式基层类型系数
7.2假定路基为中湿状态
7.2.1方案一:
7.2.1.1确定土基回弹模量
根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(
)”
公路自然区划:
Ⅳ3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量:
=42
7.2.1.2确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
5结构设计层位:
4
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》的建议值确定各结构层设计参数
3)确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
表7-2路面结构层设计参数表
层
位
材料名称
厚度
(
)
抗压模量(
)
劈裂强度
(
)
容许拉应力
(
)
20℃
15℃
1
细粒式沥青混凝土(AC-13C)
4
1400
2000
1.4
0.43
2
中粒式沥青混凝土(AC-20C)
6
1200
1800
1.0
0.31
3
粗粒式沥青混凝土(AC-25C)
8
1000
1200
0.8
0.24
4
水泥稳定碎石
?
1500
1500
0.6
0.29
5
未筛分碎石
20
200
200
6
土基
-
42
-
-
-
4)设计结果
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=22.9(0.01mm)
H(4)=350mmLS=24.9(0.01mm)
H(4)=400mmLS=22.5(0.01mm)
按容许拉应力计算设计层厚度:
H(4)=391mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(4)=391mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(4)=391mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(4)=391mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(4)=391mm(仅考虑弯沉)
H(4)=391mm(同时考虑弯沉和拉应力)
选定厚度为:
=40cm
5)验算结果
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=19.3(0.01mm)
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=20.7(0.01mm)
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=22.9(0.01mm)
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=26.6(0.01mm)
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=152.5(0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS=138.6(0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
(未考虑综合影响系数)
第1层底面最大拉应力σ
(1)=-0.213(MPa)
第2层底面最大拉应力σ
(2)=0.088(MPa)
第3层底面最大拉应力σ(3)=0.014(MPa)
第4层底面最大拉应力σ(4)=0.139(MPa)
6)路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
1细粒式沥青混凝土AC-13C4
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土AC-20C6
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3粗粒式沥青混凝土AC-25C8
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4水泥稳定碎石40
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5未筛分碎石20
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
6土基
7.2.2方案二:
7.2.2.1确定土基回弹模量
根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(
)”
公路自然区划:
Ⅳ3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量:
=42
7.2.2.2确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
6结构设计层位:
6
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》的建议值确定各结构层设计参数
3)确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
表7-3路面结构层设计参数表
层
位
材料名称
厚度
(
)
抗压模量(
)
劈裂强度
(
)
容许拉应力
(
)
20℃
15℃
1
细粒式沥青马蹄酯碎石(SMA-13)
4
1400
1800
1.7
0.52
2
中粒式沥青混凝土(AC-20C)
6
1200
1800
1
0.31
3
粗粒式沥青混凝土(AC-25C)
8
1000
1200
0.8
0.24
4
密级配沥青碎石(ATB-30)
100
1300
1500
0.8
0.24
5
水泥稳定碎石
180
1500
1500
0.6
0.29
6
水泥稳定砂砾
?
1300
1300
0.5
0.24-
7
土基
-
42
-
-
-
4)设计结果
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=22.9(0.01mm)
H(6)=150mmLS=24.5(0.01mm)
H(6)=200mmLS=22.3(0.01mm)
H(6)=186mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度:
H(6)=186mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=186mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=186mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=186mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=186mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=186mm(第6层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(6)=186mm(仅考虑弯沉)
H(6)=186mm(同时考虑弯沉和拉应力)
选定厚度为:
=19cm
5)验算结果
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=19.2(0.01mm)
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=20.6(0.01mm)
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=22.8(0.01mm)
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=26.5(0.01mm)
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=34.9(0.01mm)
第6层路面顶面交工验收弯沉值LS=79.6(0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS=138.6(0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
(未考虑综合影响系数)
第1层底面最大拉应力σ
(1)=-0.205(MPa)
第2层底面最大拉应力σ
(2)=0.082(MPa)
第3层底面最大拉应力σ(3)=0.011(MPa)
第4层底面最大拉应力σ(4)=0.049(MPa)
第5层底面最大拉应力σ(5)=0.088(MPa)
第6层底面最大拉应力σ(6)=0.123(MPa)
6)路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
1细粒式沥青马蹄酯碎石(SMA-13)4
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土(AC-20C)6
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3粗粒式沥青混凝土(AC-25C)8
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4密级配沥青碎石(ATB-30)10
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5水泥稳定碎石基层18
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
6水泥稳定砂砾19
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7土基
7.2.3方案三:
7.2.3.1确定土基回弹模量
根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”
公路自然区划:
Ⅳ3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量:
=42
7.2.3.2确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
5结构设计层位:
5
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》的建议值确定各结构层设计参数
3)确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
表7-4路面结构层设计参数表
层
位
材料名称
厚度
(
)
抗压模量(
)
劈裂强度
(
)
容许拉应力
(
)
20℃
15℃
1
细粒式沥青混凝土(AC-13C)
4
1400
2000
1.4
0.43
2
中粒式沥青混凝土(AC-20C)
6
1200
1800
1
0.31
3
粗粒式沥青混凝土(AC-25C)
8
1000
1200
0.8
0.24
4
密级配沥青碎石(ATB-30)
150
1300
1500
0.8
0.24
5
密级配沥青碎石(ATB-40)
?
1000
1200
0.8
0.24
6
土基
-
42
-
-
-
4)设计结果
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=36.6(0.01mm)
H(5)=120mmLS=38.1(0.01mm)
H(5)=140mmLS=36.2(0.01mm)
H(5)=135mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度:
H(5)=135mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=135mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=135mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=135mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=135mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(5)=135mm(仅考虑弯沉)
H(5)=135mm(同时考虑弯沉和拉应力)
选定厚度为:
=14cm
5)验算结果
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=29.6(0.01mm)
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=33.2(0.01mm)
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=39.8(0.01mm)
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=51.9(0.01mm)
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=119(0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS=138.6(0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
(未考虑综合影响系数)
第1层底面最大拉应力σ
(1)=-0.275(MPa)
第2层底面最大拉应力σ
(2)=0.078(MPa)
第3层底面最大拉应力σ(3)=0.033(MPa)
第4层底面最大拉应力σ(4)=0.16(MPa)
第5层底面最大拉应力σ(5)=0.206(MPa)
6)路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
1细粒式沥青混凝土(AC-13C)4
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土(AC-20C)6
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3粗粒式沥青混凝土(AC-25C)8
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4密级配沥青碎石(ATB-30)15
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5密级配沥青碎石(ATB-40)14
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
6土基
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7.3假定路基为干燥状态
7.3.1方案一
7.3.1.1确定土基回弹模量
根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”
公路自然区划:
Ⅳ3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量:
E0=50
7.3.1.2确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
5结构设计层位:
5
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》的建议值确定各结构层设计参数
3)确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
表7-5路面结构层设计参数表
层
位
材料名称
厚度
(
)
抗压模量(
)
劈裂强度
(
)
容许拉应力(
)
20℃
15℃
1
细粒式沥青混凝土(AC-13C)
4
1400
2000
1.4
0.43
2
中粒式沥青混凝土(AC-20C)
6
1200
1800
1
0.31
3
粗粒式沥青混凝土(AC-25C)
8
1000
1200
0.8
0.24
4
水泥稳定碎石
?
1500
1500
0.6
0.29
5
未筛分碎石
20
200
200
6
土基
-
50
-
-
-
4)设计结果
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=22.9(0.01mm)
H(4)=350mmLS=23.4(0.01mm)
H(4)=400mmLS=21.2(0.01mm)
H(4)=361mm(仅考虑弯沉).
按容许拉应力验算设计层厚度:
H(4)=361mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(4)=361mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(4)=361mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(4)=361mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(4)=361mm(仅考虑弯沉)
H(4)=361mm(同时考虑弯沉和拉应力)
选定厚度为:
=37cm
5)验算结果
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=20.6(0.01mm)
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=22.2(0.01mm)
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=24.9(0.01mm)
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=29.3(0.01mm)
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=155.8(0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS=143.3(0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
(未考虑综合影响系数)
第1层底面最大拉应力σ
(1)=0-.214(MPa)
第2层底面最大拉应力σ
(2)=0.089(MPa)
第3层底面最大拉应力σ(3)=0.016(MPa)
第4层底面最大拉应力σ(4)=0.146(MPa)
6)路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
1细粒式沥青混凝土(AC-13C)4
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土(AC-20C)6
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3粗粒式沥青混凝土(AC-25C)8
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4水泥稳定碎石37
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5未筛分碎石20
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
6土基
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
7.3.2方案二:
7.3.2.1确定土基回弹模量
根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(
)”
公路自然区划:
Ⅳ3区
土组类型:
粘质土
土基回弹模量:
=50
7.3.2.2确定结构设计参数
1)基本参数
路基路面结构总层数:
5结构设计层位:
5
2)根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》的建议值确定各结构层设计参数
3)确定最小防冻厚度
计算设置:
不进行验算
表7-6路面结构层设计参数表
层
位
材料名称
厚度
(
)
抗压模量(
)
劈裂强度
(
)
容许拉应力(
)
20℃
15℃
1
细粒式沥青马蹄脂碎石(SMA-13)
4
1400
1800
1.7
0.52
2
中粒式沥青混凝土(AC-20C)
6
1200
1800
1
0.31
3
粗粒式沥青混凝土(AC-25C)
8
1000
1200
0.8
0.24
4
密级配沥青碎石(ATB-30)
10
1300
1500
0.8
0.24
5
水泥稳定碎石
18
1500
1500
0.6
0.29
6
水泥稳定砂砾
?
1300
1300
0.5
0.24
7
土基
-
50
-
-
-
4)设计结果
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=22.9(0.01mm)
H(6)=150mmLS=23(0.01mm)
H(6)=200mmLS=20.9(0.01mm)
H(6)=152mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度:
H(6)=152mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=152mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=152mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=152mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=152mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
H(6)=152mm(第6层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(6)=152mm(仅考虑弯沉)
H(6)=152mm(同时考虑弯沉和拉应力)
选定厚度为:
=16cm
5)验算结果
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=20.5(0.01mm)
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=22.1(0.01mm)
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=24.7(0.01mm)
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=29.1(0.01mm)
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=39.3(0.01mm)
第6层路面顶面交工验收弯沉值LS=98(0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS=143.3(0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
(未考虑综合影响系数)
第1层底面最大拉应力σ
(1)=-0.206(MPa)
第2层底面最大拉应力σ
(2)=0.084(MPa)
第3层底面最大拉应力σ(3)=0.013(MPa)
第4层底面最大拉应力σ(4)=0.053(MPa)
第5层底面最大拉应力σ(5)=0.097(MPa)
第6层底面最大拉应力σ(6)=0.128(MPa)
6)路面结构图
层号材料名称厚度(cm)
1细粒式沥青马蹄脂碎石(SMA-13)4
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土(AC-20C)6
━━━━━━━━━━━━━━━━━