沥青路面结构设计部分Word格式.docx
《沥青路面结构设计部分Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沥青路面结构设计部分Word格式.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
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
P4.35
NC1C2Ni
i
i1
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）t1]365
N[（10.07）151]16673650.355782293.8次/车道
e
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：
Ld600Ne0.2AcAsAb6005782293.80.21.01.01.034.690.01mm
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R计算，公式如下：
sp
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
Ks0.35Ne0.11
Ac（无机结合料稳定集料）
Ks0.45Ne0.11
Ac（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：
Ks0.09Ne0.22
Ac0.095782293.80.22/1.02.76
R
sp
0.507（MPa）
Ks
2.76
中粒式密级配沥青混凝土：
Ac0.095782293.80.22
1.02.76
0.362（MPa）
粗粒式密级配沥青混凝土：
0.290（MPa）
水泥稳定碎石：
Ks0.35Ne0.11
Ac0.355782293.80.11
1.01.94
0.258（MPa）
1.94
二灰土：
0.45N0.11
A0.455782293.80.11
1.02.49
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
F1.63
L
0.38
E
0.36
34.69
1.63
0.35
P
200010.65
0.7
2000
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
c
LdE1
3.471500
1.0
2000PF
0.7
10.65
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
图8-2-2
沥青混凝土路面结构三层体系
根据
E2
0.8，
h
4
0.376
，
E0
0.083查诺谟图得
10.65
2
6.5
k1=0.75，则k
c
6.50.75
k
又
0.376，
0.083
反查诺谟图得H
4.2，则H4.04.010.6544.73cm
2.4
因为Hh2
h3
E3
h4
E4
h5
E5
Hh2h32.4
42.16682.4
20
2.4
500
h4
16.86cm
各材料层厚度尚应满足最小压实度的要求，结构层的压实度要求见下表：
表8-2-6
各种结构层压实最小厚度与适宜厚度
结构层类型
压实最小厚度（mm）
适宜厚度（mm）
级配碎石
100~200
水泥稳定类
150
180~200
石灰稳定类
石灰粉煤灰稳定类
贫混凝土
180~240
级配砾石
泥结碎石
100~150
填隙碎石
100~120
所以取水泥稳定碎石厚度为h4=20cm换算成三层体系为：
h=h1=4cm
Hh2h3
h42.4
=682.4
202.4
=49.25cm
根据
0.8
0.376，
40
0.083，
H57.31/10.655.38
查诺谟图得6.6，k1=0.86，k2=0.55
则理论弯沉值：
L
2pk1k2
20.710.656.60.860.55
0.0332cm=33.2（0.01mm）
E1
实际弯沉值：
LsLF33.20.2512.430.01mm）Ld29.39（0.01mm）
所以拟定的路面结构厚度满足强度要求，整体抵抗变形能力符合要求
8.2.7沥青路面弯拉应力的计算及验算
换算成三层体系上面层作为三层体系的上层，路基为下层，期间的作为中层。
换算成等效体系如图8-2-3：
图8-2-3
沥青混凝土路面结构三层体系2
如图所示：
E1=2000Mpa，E2=1200Mpa，E0=100MPa，hh14cm
h50.9
680.9
200.9
0.9
h40.9
=
43.088cm
0.60
0.373，
0.083，H
43.088
4.05
查诺谟图得
0.08，m11.10，m21.30
容许拉应力pm1m20.70.091.111.30.08Mpa
沥青混凝土抗拉强度结构系数：
0.09AN0.22/A0.091.05236347.90.22/1.02.707
ae
R
σspK
1.2
2.707
0.443Mpa
a
0.08Mpa
所以强度满足要求。
R——路面结构层材料容许拉应力（Mpq）；
sp——结构层材料极限抗拉强度（Mpa），我国沥青路面设计规范采
用劈裂强度；
Ks——抗拉强度结构系数；
Aa——反映沥青混合料性质的混合料级配系数，细、中式混凝土为
1.0，粗粒式混凝土为1.1；
Ac——公路等级系
升级会员 