沥青路面结构设计部分20Word下载.docx
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678
0.38
259.5
90
889
0.63
568.9
100
674
120
19
2.21
44
合计
6779.45
凡大于25kN的各级轴载Pi的作用次数Ni按下式换算成标准轴载P的当量
作用次数N的计算公式为：
k
⎛P⎫4.35
N=∑C1C2Niç
i
⎪
i=1
⎝P⎭
式中：
N——标准轴载当量轴次数（次/d）；
Ni——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d）；
P——标准轴载（kN）；
Pi——被换算车型的各级轴载（kN）；
C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m，当其间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）；
C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。
沥青路面设计初期平均标准轴载当量轴次计算得：
N1=1667次/天该新建道路为城市主干道，采用沥青路面，设计年限为15年，交通增长率
为7%，既γ=0.07，又该路设计为双向六车道，车道系数η下规范取值见下表：
表8-2-2车道系数表
车道特征
η
双向单车道
1.00
双向四车道
0.40~0.50
双向两车道（无分
0.60~0.70
双向六车道
0.30~0.40
隔带）
双向两车道（有分
0.50
双向八车道
0.25~0.35
由上表可取车道系数η=0.35，行车道第一年轴载平均作用次数N1=1667次/天，计算设计年限（15年）内一个车道通过的累计当量标准轴次数Ne：
N
=[（i+γ）t-1]⨯365
Nη=[（1+0.07）15-1]⨯1667⨯365⨯0.35=5782293.8次/车道
e
γ
0.07
根据《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）的规定：
沥青路面的交通等级
划分为四级，见下表：
表8-2-3沥青路面交通等级
交通等级
BZZ—100累计标准轴次Ne
大客车及中型以上货车
（次/车道）
交通量Nn（辆/d/车道）
轻交通
<
3×
106
600
中等交通
106~1.2×
107
600~1500
重交通
1.2×
107~2.5×
1500~3000
特重交通
>
2.5×
3000
因为3×
106次/车道＜5782293.8次/车道＜1.2×
107次/车道，所以该设计路段的交通等级属于中等交通。
8.2.2确定土基回弹模量
根据该路段的《岩土工程勘察报告》得知：
该路段高速公路路基宽度34.5米，其中左侧硬路宽度为2*1.25米，每条车道宽度为3.75米，双向6车道，硬路肩2*3米，土路肩2*0.75米中央分隔带宽度为2米，高速公路土基回弹模量为100Mpa.
8.2.3路面估计及路面类型的确定
拟建高速公路，交通等级为中等交通，更具本地原有材料，结合已有工程经验与典型结构，初步确定面层选用沥青混凝土三层结构。
8.2.4路面结构组合及各层厚度的确定
根据福山路功能性质及《城镇道路路面设计规范》（CJJ193-2012）综合考虑决定路面结构取6cm的密级配细粒式沥青混凝土（AC-13）+6cm密级配中粒式沥青混凝土（AC-20）+8cm密级配粗粒式沥青混凝土+？
水泥稳定碎石基层+20cm石灰土垫层。
表8-2-4面层材料设计参数
材料名称
厚度
抗压模量（Mpa）
劈裂强度（MPa）
20℃
15℃
密级配细粒式沥青混
4cm
1400
2000
1.4
凝土
密级配中粒式沥青混
6cm
1200
1800
1.0
密级配粗粒式沥青混
8cm
1000
0.8
表8-2-5
基层，垫层材料设计参数
劈裂强度MPa
（弯沉计算用）
（计算弯拉应力
用）
5%水泥稳定碎石
1500
3600
0.5
10%的石灰土
550
0.225
各层具体尺寸如图8-2-1所示：
图8-2-1沥青混凝土路面结构初拟图
8.2.4设计指标的确定
设计道路为城市主干路，面层为沥青混凝土，采用半刚性基层：
Ld=600Ne-0.2AcAsAb=600⨯5782293.8-0.2⨯1.0⨯1.0⨯1.0=34.69（0.01mm）
Ld——路面设计弯沉值（0.01mm）；
Ac——公路等级系数，快速路、主干路为1.0，次干路为1.1，支路为1.2；
As——面层类型系数，沥青混凝土路面取1.0；
Ab——基层类型系数，无机结合料类（半刚性）基层为1.0，沥青类基层和粒料类基层为1.6。
各层材料按容许拉应力σR计算，公式如下：
σ=σsp
Ks
sR——路面结构材料的容许拉应力（MPa）
ssp——路面材料的极限抗拉强度（MPa）；
Ks——抗拉强度结构系数。
根据结构层材料不同，按以下公式计算Ks值。
细粒式密集配沥青混凝土：
K
s
=0.09N0.22
A
（沥青混凝土面层）
c
Ks=0.35Ne0.11Ac（无机结合料稳定集料）
Ks=0.45Ne0.11Ac（无机结合料稳定细粒土）
由上述公式计算各层材料容许层底拉应力：
细粒式密级配沥青混凝土：
Ks=0.09Ne0.22Ac=0.09⨯5782293.80.22/1.0=2.76
σR=
σsp
=
=0.507（MPa）
Ks
2.76
中粒式密级配沥青混凝土：
Ks=0.09Ne0.22Ac=0.09⨯5782293.80.221.0=2.76
=0.362（MPa）
粗粒式密级配沥青混凝土：
=0.290（MPa）
水泥稳定碎石：
Ks=0.35Ne0.11Ac=0.35⨯5782293.80.111.0=1.94
0.258（MPa）
1.94
二灰土：
=0.45N0.11
A=0.45⨯5782293.80.11
1.0=2.49
=0.090MPa）
2.49
表8-2-5结构容许拉应力
σs（Mpa）
σR（Mpa）
细粒式沥青混凝土
2.48
0.565
中粒式沥青混凝土
0.403
粗粒式沥青混凝土
0.323
水泥稳定碎石
1.84
0.272
二灰土
2.36
0.095
8.2.6结构厚度计算
8.262结构厚度计算
（1）计算路表回弹弯沉综合修正系数F
F=1.63
⎛
L
⎫0.38
E
⎫0.36
34.69
ç
=1.63
⨯ç
=0.35
P
2000⨯10.65
0.7
⎝
2000δ⎭
⎭
Ls——路面实测弯沉值（根据多层弹性理论，在双圆均布荷载作用
下，轮隙中心处实测路面弯沉Ls等于设计弯沉值Ld的原则进行计算）；
F——弯沉综合修正系数；
P——标准轴载的轮胎压强。
P=0.7Mp；
d——标准轴载单轮轮迹当量圆半径。
（2）理论弯沉系数
αc=
LdE1
3.47⨯1500
=1.0
2000PδF
⨯0.7
⨯10.65
⨯0.35
为求出水泥石灰砂砾垫层的厚度，需要将该五层结构换算成三层结构，求出三层体系的中层厚度H，以第一层为表层如图8-2-2：
（a）路面结构
（b）当量三层体系
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