沥青路面设计计算实例.doc
《沥青路面设计计算实例.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沥青路面设计计算实例.doc（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
沥青混凝土路面计算书
一、轴载分析
路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。
1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次
3）轴载换算：
轴载换算的计算公式：
N=
计算结果列于下表：
车型
（kN）
（次/日）
（次/日）
东风EQ140
前轴
23.70
1
6.4
后轴
69.20
1
1
553
111.48
解放CA10B
前轴
19.40
1
6.4
后轴
60.85
1
1
3041.5
350.45
黄河JN150
前轴
49.00
1
6.4
后轴
101.60
1
1
395
423.24
N=
885.38
注：
轴载小于25kN的轴载作用不计。
2）累计当量轴次：
根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双车道的车道系数取0.6
累计当量轴次：
=4312242（次）
3）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次
（1）轴载换算，结果列于下表：
车型
（kN）
（次/日）
（次/日）
东风EQ140
后轴
69.20
1
1
553
解放CA10B
后轴
60.85
1
1
3041.5
57.17
黄河JN150
后轴
101.60
1
1
395
448.48
N=
505.65
注：
轴载小于50kN的轴载作用不计
验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式：
N=
（2）累计当量轴次：
==2462767.6（次）
二、结构组合与材料选取
根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途筑路材料较丰富，路面结构采用沥青混凝土（15cm），基层采用二灰碎石（20cm），基底层采用石灰土（厚度待定）。
二级公路面层采用三层式沥青面层，
表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度3cm），
中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度5cm），
下层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度7cm）。
三、各层材料的抗压模量与劈裂强度
抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量：
细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa，
中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa，
粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa，
二灰碎石为1500MPa，
石灰土为550MPa。
各层材料的劈裂强度：
细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，
中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，
粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa，
二灰碎石为0.5MPa，
石灰土为0.225MPa。
四、土基回弹模量的确定
该路段处于区，土基回弹模量为30MPa。
五、设计指标的确定
对于二级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。
1.设计弯沉值。
路面设计弯沉值计算：
该公路为二级公路，公路等级系数取1.1，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm，基层类型系数取1.0.
设计弯沉值为：
=31.09（mm）
2.各层材料容许层底拉应力：
1）细粒式密级配沥青混凝土：
==2.36
=1.4/2.36=0.593MPa
2）中粒式密级配沥青混凝土：
==2.36
=1.0/2.36=0.432MPa
3）粗粒式密级配沥青混凝土：
==2.59
=0.8/2.59=0.309MPa
4）二灰碎石：
==1.7
=0.5/1.7=0.292MPa
5）石灰土：
==2.20
=0.225/2.20=0.102MPa
六、设计资料总结
设计弯沉值为31.09（0.01mm），相关资料汇总如下表
材料名称
H
（cm）
抗压模量E1（MPa）
容许拉应力
（MPa）
20℃
15℃
细粒式密级配
沥青混凝土
3
1400
2000
0.593
中粒式密级配
沥青混凝土
5
1200
1800
0.432
粗粒式密级配
沥青混凝土
7
1000
1400
0.309
二灰碎石
20
1500
0.292
石灰土
——
550
0.102
土基
——
30
——
七、确定石灰土层厚度
A
δ
δ
δ
δ
δ
p
r
A
细粒式沥青混凝土
E1=1400MPa
E2=1200MPa
中粒式沥青混凝土
E3=1000MPa
粗粒式沥青混凝土
E4=1500MPa
二灰碎石
E5=550MPa
二灰土
E0=30MPa
路表弯沉值计算图式
A
δ
δ
δ
δ
δ
p
h1＝3cm
E1=1400MPa
E1＝1400MPa
h＝h1＝3cm
H＝？
E2＝1200MPa
E0＝30MPa
E2=1200MPa
h2＝5cm
E3=1000MPa
h3＝7cm
3＝4cm
E4=1500MPa
h4＝20cm
E5=550MPa
h5＝？
cm
多层体系换算图式
E0=30MPa
计算弯沉综合系数：
F=1.63（）==0.514
查三层体系表面弯沉系数诺谟图得
由
=得
=0.511
查三层体系表面弯沉系数诺谟图得
5.22
H=55.59cm
=55.59得
cm取cm
八、层底拉应力验算（采用15℃沥青的抗压模量）
细粒式密级配沥青混凝土为2000MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1800MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1400MPa
1.对于细粒式沥青混凝土层：
+=36.00
=3.381
=0.282
查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
=≤0
≤0
查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
E1＝2000MPa
h＝h1＝3cm
H＝？
E2＝1800MPa
E0＝30MPa
=1.234
==0.31
=0.341
=0.7×0.341×1.234×0.31=0.091≤0.593
2.对于中粒式沥青混凝土层：
=
=40.99
3.85
E1＝1800MPa
h＝?
H＝？
E2＝1400MPa
E0＝30MPa
0.769
查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
=≤0
≤0
查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
==1.166
==0.25
=0.26
=0.053≤0.432
3.对于粗粒式沥青混凝土层
=31.48
E1＝1400MPa
h＝?
H＝？
E2＝1500MPa
E0＝30MPa
2.96
1.57
查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
=≤0
≤0
查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
==1.23
==0.46
=0.46
=0.182≤0.309
4.对二灰碎石
=35
3.29
3.42
查三层连续体系上层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
E1＝1500MPa
h＝?
H＝？
E2＝550MPa
E0＝30MPa
=≤0
≤0
查三层连续体系中层底面弯拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）
==1.31
==0.53
=0.25
=0.174≤0.292
综上所述，各层均满足要求
九、进行防冻层厚度验算
该路段路面结构总厚度为H＝3+5+7+20+35＝70cm。
道路多年最大冻深为：
，由《规范》查得路面最小防冻厚度为55～65cm，所以该路段路面结构厚度满足最小防冻要求。
十、路面结构方案比较，确定采用的路面结构方案
结构类型
材料
厚度（cm）
面层
上面层
细粒式沥青混凝土
3
中面层
中粒式沥青混凝土
5
下面层
粗粒式沥青混凝土
7
基层
二灰碎石
20
底基层
石灰土
35
十一、绘制路面结构图
升级会员 