铺面工程课程设计--沥青混凝土路面设计Word文档下载推荐.docx

铺面工程课程设计--沥青混凝土路面设计Word文档下载推荐.docx

《铺面工程课程设计--沥青混凝土路面设计Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铺面工程课程设计--沥青混凝土路面设计Word文档下载推荐.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

8

含水量百分比

28.2

28.4

28.49

28.55

28.7

28.8

28.78

29.11

wc

1.21

1.18

1.17

1.16

1.13

1.11

1.12

1.06

平均稠度为1.143

查表可得，土基回弹模量为37.14MPa。

2.设计指标

根据交通繁重程度，选用半刚性基层。

拟定路面结构组合如下

沥青层8cm

上面层AC-104cm

下面层AC-134cm

水泥石灰砂砾土

h=?

级配碎石底基层

18cm

土基E0=37.14MPa

3.容许设计指标

由《公路沥青路面设计规范》（JIGD50-2006）得知：

1）路表中心处的弯沉值不大于设计弯沉值

2）沥青面层的层底拉应力不大于该层混合料容许拉应力。

3）半刚性基层或底基层的最大拉应力不大于该材料层的。

3．1路表设计弯沉为：

0.376mm

沥青层底面容许拉应力为：

水泥石灰砂砾土基层底面容许拉应力为：

3.2软件试算

3.2.1路面弯沉设计

水泥石灰砂砾土的厚度为待定厚度，假设路面弯沉等于设计弯沉。

用BISAR软件试算。

各层材料的回弹模量取值如下：

结构层次

弯沉计算回弹模量（MPa）

弯拉应力计算回弹模量（Mpa）

沥青层

AC-10

1600

1800

AC-13

1500

800

400

土基E0=37.14MPa,μ=0.4

软件计算得到的弯沉值用下式修正：

试算得水泥石灰砂砾土的厚度为24.5cm。

此时路表弯沉为软件计算的理论弯沉为：

0.5892mm

修正后得实际弯沉0.3557mm。

取厚度为24.5cm验算沥青混凝土层底和水泥稳定随时层底拉应力。

3.2.2应力验算

计算点位为单圆轮载中心轴线及双轮轮隙中心下，软件中设置如下：

a．面层底拉应力为负值。

如下图所示

表面层：

下面层：

b．基层底面拉应力为0.121Mpa，符合要求。

底基层的底面拉应力更小.这里不做验算.

3.3设计指标比较

基层厚度为24.5cm

计算数值

设计容许值

检验结果

路表弯沉

0.356mm

满足

面层底面拉应力

双轮轮隙中心处

负值

0.628Mpa

单圆荷载中心轴线处

基层底面拉应力

0.121MPa

0.195MPa

故最后路面结构组成为：

24.5cm

4.材料及相关设计

4.1路面材料考虑

l降水量超过1000mm，二级公路的沥青表面层用粗集料磨光值应当满足PSV>

40，且在基层下应设置垫层，改善排水。

l粗集料和沥青应有良好的黏结性，黏附性不低于4级。

l如果采用了沥青玛蹄脂碎石混合料，则细集料不宜使用天然砂。

（在以下方案设计中体现）

l二级公路基层、底基层的集料压碎值不大于35。

4.2结构组合设计

l为防止雨水渗入路面结构层、土基中，本方案在沥青面层采用密级配沥青混合料。

l沥青层之间设置黏层强化，基层上设置稀浆封层的下封层。

4.3路基与垫层

l在路堑和强风化岩石路段，应注意填挖交界处及路堑段的排水设计。

l路面可能收到裂隙水等地下水影响时，应设渗沟等排水设施加强路基排水。

4.4面层

l由于有长陡坡路段，在该路段的表面层和中面层应提高沥青混合料的动稳定度指标要求。

选用稠度高、60º

C黏度大的沥青、改性沥青等。

备选方案

1.路面结构设计

采用开级配沥青混凝土面层，初拟路面结构如下。

沥青层9cm

表面层OGFC-134cm

下面层AC-165cm

石灰土基层

m

OGFC作为排水路面的表面层,规范要求最小厚度为4cm。

在该面层下设置防水层。

2.指标验算

2.1假设路表弯沉等于设计弯沉，确定水泥稳定碎石层厚度。

使用BISAR软件试算如下：

各层模量设置如下：

OGFC-13

1000

1200

AC-16

1400

700

其中计算得水泥稳定碎石基层厚度为28cm时，理论弯沉为0.6099mm，经过修正，为0.376mm。

2.2结构层拉应力验算。

2.2.1面层底面拉应力验算

各层均为负值。

计算点位置同原方案。

2.2.3基层底面拉应力验算

基层底面拉应力为0.155Mpa，符合容许值。

2.3设计指标比较

基层厚度为28cm

0.155MPa

28cm

3.方案比较

相对于原方案，该方案有以下特点：

1.采用开级配沥青混凝土做沥青表面层，强化了路面排水能力，降低了不利天气对路面使用性能的影响。

2.开级配沥青混凝土面层的构造深度较大，吸声能力较强。

3.采用模量较小的石灰土基层充分利用砂石材料，成本较低，并更大程度发挥路面结构的受力能力。

在一般情况下，尽量采用备选方案。

其他背景

1.设计背景

如果该道路为高速公路，设计年限内设计车道的最大累计标准轴载为1500万次（基层应力验算为1800万次），请进行结构设计、材料设计和其他相关考虑。

Ne=1.5*107,重交通程度。

2.路面结构设计

2.1路基处理及回弹模量。

根据《公路沥青路面设计规范》规定，重交通时土基回弹模量应不小与40Mpa。

这里进行地基处理使得土基模量达到40Mpa。

2.2路面结构

沥青层20cm

上面层SMA-136cm

中面层AC-206cm

下面层AC-258cm

沥青稳定碎石

土基E0=40MPa

其中沥青稳定碎石为ATB-30，适宜厚度为9-15cm，现厚度待定。

其中沥青面层均为密级配,沥青稳定碎石基层也是密级配。

3．设计指标验算

3.1规范设计指标

路表设计弯沉为：

采用柔性基层沥青路面

0.352mm

沥青稳定碎石基层底面容许拉应力为：

3.2指标验算

SMA-13

AC-20

AC-25

沥青稳定碎石基层

土基E0=40MPa,μ=0.4

3.2.1按沥青容许弯沉设计基层厚度

根据规范中4.1.4取适宜厚度11.5cm。

理论弯沉为0.585mm，修正弯沉为0.351mm。

3.2.2沥青层底面最大拉应力验算

上面层：

中面层：

下面层:

最大拉应力为0.102MPa。

3.2.3基层底面拉应力验算

应力值为0.184Mpa。

3.3设计指标一览

基层厚度为11.5cm

方案计算值

0.351mm

面层底面拉应力最大值

0.102MPa

0.338Mpa

基层底面拉应力最大值

0.184Mpa

0.273MPa

3.4最终路面结构：

11.5cm

4.方案评价及其他方案

该方案偏向于厚面层薄基层，沥青层厚度较大。

该方案中大量使用沥青，而且在基地应力上安全储备较为浪费。

在砂石产量比较丰富的地方应多的使用细集料比例大的混合料以减少使用其他材料的成本。

地基处理是不必要达到100Mpa。

以下为第二方案主要目标:

1.面层和基层使用粒径小的沥青混合料,但表面层的集料平均粒径不能过小以达到规范的构造深度的要求；

2.采用更薄的面层，减少沥青的使用；

3.降低整体结构厚度，减少路面结构对路基的荷载；

4.合理的地基处理，考虑长期的使用应进一步加固地基。

第二方案

1.路面结构设计

按规范要求，重交通时应处理地基。

现处理地基使得其模量为45Mpa。

路面结构设计如下：

沥青层15cm

上面层SMA-134cm

中面层AC-165cm

下面层AC-206cm

土基E0=45MPa

沥青稳定碎石层采用ATB-25。

2.指标验算

2.1按面层顶面弯沉设计沥青稳定碎石层厚度

模量设置如下，用试算法确定基层厚度。

土基E0=45MPa,μ=0.4

验算得厚度为13cm时，软件计算的面层弯沉为0.5835mm：

弯沉为0.5835mm，经过修正后为：

0.350mm。

故基层最小厚度须大于13cm

2.2面层底面拉应力验算

故面层拉应力最大值为0.0544Mpa.

2.3基层底面拉应力验算

应力为：

0.201Mpa

3.4设计指标一览

基层厚度为13cm

0.350mm

面层底面最大拉应力

0.054Mpa

基层底面最大拉应力

3.5路面结构为

上面层SMA