沥青路面设计doc.doc

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路基路面工程课程设计学院材料学院指导老师邢明亮班级31050903学号3105090306姓名王承龙1.沥青路面结构设计1设计资料某平原微丘地区新建双向四车道高速公路设计年限为15年。

该公路所处地区属于Ⅳ7区最高气温35℃最低气温2℃。

沿线土质为高液限粘土填方路基高1.8m地下水位距路床2.4m。

年降雨量为620mm最高气温35℃最低气温-31℃。

公路沿线有可开采碎石、砂砾并有水泥、粉煤灰、石灰供应。

根据工程可行性报告得知近期交通组成与交通量、不同车型的交通参数见表1交通量年增长率为前五年为7.0之后五年为6.2最后五年为4.0。

近期交通组成与交通量、车辆交通参数表1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/日江淮HF15045.1101.5120950东风KM14023.669.312-1100太脱拉13851.480222660五十铃EXR181L60.0100.03248502设计任务该公路拟采用沥青路面结构面层要求采用沥青混凝土试设计沥青路面结构和厚度。

3设计要求1设计说明书中需写出相关取值依据及标准轴载累计作用次数计算、设计弯沉值和抗拉强度结构系数计算等详细过程。

2不同方案进行技术经济比较确定设计方案。

沥青路面结构组合设计一轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。

以弯沉值和沥青层底拉应力为设计指标时:

轴载换算结果注轴载小于20kn的轴载作用不计车型轴重PiKNC1C2ni次/日35.4PPi35.421PPnCCnii江淮HF150前轴45.116.49500.0313190.304后轴101.5119501.0671013.65东风KM140前轴23.616.411000.00214.08后轴69.31111000.203223.1太拖拉138前轴51.416.46600.0553233.57后轴802.216600.379550.06五十铃EXR181L前轴6016.48500.108589.60后轴100318501255035.4211PPnCCNiiKi5364.364车道系数表1-1车道特征车道系数双向单车道1.0双向两车道0.60.7双向四车道0.40.5双向六车道0.30.4双向八车道0.250.35查表1-1可知双向四车道的车道系数为0.5则设计年限累计当量标准轴载数:

136511NNet前五年累计当量轴次N1为次55299535.0364.536407.0365107.013651151NrrNt之后五年累计当量轴次N2为注507.01NN67712215.007.01364.5364062.03651062.0136511552NrrNt最后五年累计当量轴次N3为注5062.01NN100267855.0062.0107.01364.536404.0365104.01365115553NrrNt设计年限内累计当量轴次Ne为万次22321002678567712215529953321NNNNe以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标:

轴载换算结果注轴载小于40kn的轴载作用不计车型轴重PiKNC1C2ni次/日81PPn8121PPnCCi江淮HF150前轴45.1118.59500.001729.8775后轴101.5119501.12651070.167东风KM140前轴23.6118.5110000后轴69.31111000.053258.51太拖拉138前轴51.4118.56600.004959.487后轴80316600.1678332.244五十铃EXR181L前轴60118.58500.0168264.18后轴100318501255081211PPnCCNiKi4364.6设计年限累计当量标准轴载数:

136511NNet前五年累计当量轴次N1为46573845.06.436407.0365107.013651151NrrNt之后五年累计当量轴次N2为注507.01NN63447825.007.016.4364062.03651062.0136511552NrrNt最后五年累计当量轴次N3为注5062.01NN82179875.0062.0107.016.436404.0365104.01365115553NrrNt设计年限内累计当量轴次Ne为万次1922821798763447824657384321NNNNe换算方法弯沉值和沥青层底拉应力半刚性材料结构层的层底拉应力累计交通轴次2232万次1922万次交通等级表1-2交通等级BZZ-100KN累计标准轴次Ne万次/车道中型以上货车及大客车日/辆A特轻交通lt100lt300B轻交通1004003001000C中交通400120010004000D重交通12002500400010000E特重交通gt2500gt10000根据沥青路面交通等级表1-2知:

这条路属于重交通.二确定土基的回弹模量0E:

路基干湿状态的稠度建议值表1-3干湿状态土组干燥状态中湿状态潮湿状态过湿状态wc≥wc1wc1wc≥wc2wc2wc≥wc3wcwc3土质砂wc≥1.201.20wc≥1.001.00wc≥0.85wc0.85粘质土wc≥1.101.10wc≥0.950.95wc≥0.80wc0.80粉质土wc≥1.051.05wc≥0.900.90wc≥0.75wc0.751确定路基的干湿类型该路处于7IV区路槽底距地下水位高度平均为2.4查表可知此高度高于错误未找到引用源。

1.8属于干燥路基。

2确定路基的平均稠度查表1-3可知路基平均稠度介于03.11c和2.10c之间取10.1。

3查表可得土基的回弹模量错误未找到引用源。

40Mpa4因为要采用重击压实所以实际取回弹模量为E048MPa三初拟路面结构组合:

沥青混合料结构层的最小压实厚度与适宜厚度表1-4沥青混合料类型公称最大粒径mm最小压实厚度mm适宜厚度mm砂粒式沥青砼4.75101525细粒式沥青砼9.5202025细粒式沥青砼13.2303040中粒式沥青砼16404060中粒式沥青砼19506080粗粒式沥青砼26.56070100粗粒式大粒径沥青碎石26.57080120粗粒式大粒径沥青碎石31.590100150特粗式大粒径沥青碎石37.5100120150结构层最小压实厚度与适宜厚度表1-5结构层类型最小压实厚度mm适宜厚度mm上拌下贯沥青碎石6060100沥青贯入式碎石404080沥青表处101030水泥稳定类150180200石灰稳定类150180200石灰粉煤灰稳定类150180200贫混凝土150180240级配碎、砾石80100200泥结碎石80100150填隙碎石100100120根据本地区的路用材料结合已有的工程经验与经典结构及表1-4和1-5拟定了三个结构方案.按计算法确定方案一方案二的结构厚度按验算法验算方案三的结构厚度.根据结构层的最小时工厚度材料水文交通量以及施工机具的功能等因素初步确定路面结构组合与各层厚度如下:

方案一:

细粒式密级配沥青混凝土44mm中粒式密级配沥青混凝土60mm粗粒式密级配沥青混凝土80mm水泥稳定碎石石灰粉煤灰土250mm土基以水泥稳定碎石为设计层.半刚性基层方案二:

细粒式密级配沥青混凝土40mm中粒式密级配沥青混凝土80mm粗粒式密级配沥青混凝土100mm密级配沥青碎石级配砂砾200mm土基以密级配沥青碎石为设计层.柔性基层方案三:

中粒式沥青玛蹄脂碎石混合料40mm粗粒式沥青玛蹄脂碎石混合料75mm密级配沥青碎石80mm水泥石灰砂砾土200mm级配碎石200mm土基刚性与柔性相结合四设计指标的确定1.设计弯沉值dl公路为高速公路则公路等级系数cA取1.0面层是沥青混凝土则面层类型的系数sA取1.0路面结构为半刚性基层沥青路面则路面结构类型系数bA取1.0。

0.2600decsblNAAA式中dl——设计弯沉值0.01mmeN——设计年限内一个车道累计当量轴次cA——公路等级系数高速公路、一级公路为1.0二级公路为1.1三、四级公路为1.2sA——面层类型系数沥青混凝土面层为1.0热拌和冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1中、低级路面为1.2。

bA——基层类型系数对半刚性基层bA1.0柔性基层bA1.6对于混合式基层采用线性内插确定基层类型系数20/2FbHA式中FH——为半刚性基层或底基层上柔性结构层总厚度cm方案一的设计弯沉值如下0.2600decsblNAAA60022320000-0.21.01.01.020.340.01mm方案二的设计弯沉值如下0.2600decsblNAAA60022320000-0.21.01.01.632.550.01mm方案三的设计弯沉值如下运用内插法得出基层类型系数为1.450.2600decsblNAAA60022320000-0.21.01.01.4529.560.01mm2.沥青混凝土面层、半刚性材料基层、底基层以弯拉应力为设计指标时材料的容许拉应力R应按下列公式计算SSRK式中R——路面结构层材料的容许拉应力MPaS——沥青混凝土或半刚性材料的极限抗拉强度MPaSK——抗拉强度结构系数。

对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数KSAa0.09Ne0.22/Ac对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数:

KS0.35Ne0.11/Ac对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数:

KS0.45Ne0.11/Ac沥青混凝土或半刚性材料的极限抗拉强度查表1-6可知。

材料的设计参数表1-6材料名称抗压模量1EMPa劈裂强度015CMPa020C015C细粒沥青混凝土140020001.4中粒沥青混凝土130017001.0粗粒沥青混凝土100012000.8密级配沥青碎石130014000.8中粒式沥青玛蹄脂150019001.7粗粒式沥青马蹄脂130015001.5二灰土7507500.3石灰碎石土9009000.3水泥稳定碎石150015000.5水泥石灰沙砾100010000.4结合表1-6及公式算出各材料的容许弯拉应力如下1细粒式沥青混凝土容许弯拉应力KSAa0.09Ne0.22/Ac1.00.09223200000.22/1.03.72SSRK1.4/3.720.382中粒式沥青混凝土容许弯拉应力KSAa0.09Ne0.22/Ac1.00.09223200000.22/1.03.72SSRK1.0/3.720.273粗粒式沥青混凝土容许弯拉应力KSAa0.09Ne0.22/Ac1.10.09223200000.22/1.04.096SSRK0.8/4.0960.194密级配沥青碎石容许弯拉应力KS0.35Ne0.11/Ac0.35223