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沥青计算书
第六章沥青路面设计
6.1据交通量确定累计标准轴次
据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）计算累计标准轴次Ne。
6.1.1交通参数
公路等级：
高速公路路面等级：
沥青混凝土高级路面
设计年限：
15年交通量年平均增长率：
8.2%
车道特征：
双向四车道车道系数：
0.4
6.1.2交通量组成
表6-1交通量组成、汽车计算参数
序号
车型
交通量N
（次/日）
轴重（KN）
轮组
轴数
后轴距
（m）
1
小客车
2450
前轴
11.5
1
1
后轴
23
2
1
2
中客车SH130
750
前轴
16.5
1
1
后轴
23
2
1
3
大客车CA50
760
前轴
28.7
1
1
后轴
68.2
2
1
4
小货车BJ130
1680
前轴
13.4
1
1
后轴
27.4
2
1
5
中货车CA50
720
前轴
28.7
1
1
后轴
68.2
2
1
6
中货车EQ140
544
前轴
23.7
1
1
后轴
69.2
2
1
7
特大车日野KB222
1370
前轴
50.2
1
1
<3
后轴
104.3
2
1
8
大货车JN150
800
前轴
49
1
1
后轴
101.6
2
1
9
拖挂车五十铃
388
前轴
60
1
1
后轴
100
2
3
一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1833,属重交通等级
当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
5052。
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
2.034168
，属重交通等级。
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
4362。
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.756342
，属重交通等级。
路面设计交通等级为重交通等级
6.2沥青路面结构组合设计
6.2.1沥青路面设计原则
（1）应根据公路所在区域的水文地质、气候特点，公路等级与使用要求，交通量及其交通组成等因素，结合当地实践经验，选择适宜的路面结构组合，拟定沥青层厚度。
（2）基层、底基层设计应贯彻就地取材的原则，认真做好当地材料的调查，根据交通量及其组成、气候条件、筑路材料以及路基水文状况等因素，选择技术可靠、经济合理的结构层。
（3）路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护，自然生态的平衡，有利于施工、养护工作人员的健康与安全。
6.2.2结构组合设计
本项目位于湖南东北部，属亚热带季风性湿润气候，夏长冬短，全年无霜期长达300多天，年平均气温31.5～27.2℃，气温适宜。
交通量年平均增长率为8.2%，路基土为粘性土。
本项目要求采用全封闭高速公路标准建设。
设计速度为100km/h，采用双向四车道，路基宽度26m；桥涵汽车荷载为公路-Ⅰ级；本设计为了达到项目的要求，除了遵照相关技术要求外，还应该充分考虑沿线自然地理条件对项目的影响情况，如地形、地貌，不良地质路段情况等，考虑施工的可行性，并注重经济性，选择最佳的设计方案。
6.2.2.1垫层
为排除路面、路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态，
下列情况下的路基应设置垫层。
（1）地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿状态的路段；
（2）排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段；
（3）季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，可能产生冻胀需设防冻垫层的路段；
（4）基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。
6.2.2.2基层
沥青路面的基层承担着沥青面层向下传递的全部负荷，支撑着面层，确保面层发挥各项重要的路面性能。
与此同时，基层结构还承受着由于土基水温状况多变而发生的地基支撑能力变化的敏感性，使之不致影响沥青面层的正常工作。
基层结构是承上启下保证路面结构耐久、稳定的承重结构层，因此要求基层具有较高的强度、稳定性和耐久性。
与沥青面层相比，由于基层不直接与车轮和大气接触，相对于路面表面性能有关的材料性能指标（如抗滑性能，抗剪切变形等）可以略为放宽。
基层结构一般较沥青面层厚，通常需要200mm至400mm甚至更厚，为了节省原材料，降低造价，可将基层分为上基层、下基层（也称为底基层）。
虽然都属于基层结构，下基层的工作环境没有上基层严峻，因此可以采用不同的材料，或采用性能略低的结合料。
基层材料以集料为主，应尽量利用当地材料，以降低工程造价。
选择基层类型关系到路面结构的耐久性和长期使用性能，首先应根据路面结构所承受的交通等级进行必选，同时应考虑地基支撑的可靠性以及当地水温状况和路基排水与路基稳定的可靠程度作不同方案，比较后择优选定。
6.2.2.3面层
沥青路面各结构层之间应紧密结合，不因层间滑动或松散而丧失结构的整体效应。
（1）沥青面层与基层之间应设置透层沥青活粘层沥青。
当采用半刚性基层时，为防止粒料松散和雨水下渗，宜采用单层层铺法表处或稀浆封层表处进行封闭。
当采用水泥混凝土刚性基层时，也应设粘层沥青。
（2）沥青面层由两层或三层组成又不能连续摊铺时，则在铺上层之前彻底清扫下层表面的灰尘、泥土、油污等有可能破坏层间结合的有害物质，然后设粘层沥青。
（3）透层沥青、粘层沥青，单层表处下封层，稀浆封层下封层的材料规格、用量应根据地区气候特点，施工季节和结构类型的不同，按《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）的要求选定。
根据以上分析本段路对于中湿和干燥分别提出三种基层组合方式：
半刚性基层、柔性基层以及组合基层。
6.3沥青路面结构计算
6.3.1半刚性基层结构方案
6.3.1.1干燥状态
⑴基本参数
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
20.7（0.01mm）
路面设计层层位:
4
设计层最小厚度:
150（mm）
⑵确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
公路等级：
高速公路公路等级系数（Ac）:
1.0
面层类型：
沥青混凝土面层面层类型系数（As）：
1.0
路面结构类型系数（Ab）:
1.0路面设计弯沉值：
LD=20.7（0.01mm）
表6-2容许拉应力表
层位
结构层材料名称
劈裂强度（MPa）
容许拉应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
1.4
0.38
2
中粒式沥青混凝土
1.0
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
0.8
0.22
4
水泥稳定碎石
0.6
0.27
5
水泥石灰砂砾土
0.4
0.14
根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）的建议值确定各结构层设计参数。
表6-3结构层设计参数表
层位
结构层材料名称
厚度
（mm）
20℃平均抗压
模量（MPa）
15℃平均抗压模量（MPa）
容许应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土（
40
1400
1800
0.38
2
中粒式沥青混凝土
60
1200
1600
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
80
1000
1200
0.22
4
水泥稳定碎石
？
1000
1200
0.27
5
水泥稳定砂砾土
150
200
200
0.14
6
新建路基
40
设计过程：
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=20.7（0.01mm）
H（4）=150mmLS=19.8（0.01mm）
由于设计层厚度H（4）=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H（4）=150mm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力计算设计层厚度:
H（4）=150mm（第1层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mm（第2层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mm（第3层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mmσ（4）=.302MPa
H（4）=200mmσ（4）=.25MPa
H（4）=181mm（第4层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=181mm（第5层底面拉应力计算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=150mm（仅考虑弯沉）
H（4）=181mm（同时考虑弯沉和拉应力）
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度500mm
验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.
通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土40mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土60mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石190mm
----------------------------------------
水泥石灰砂砾土150mm
----------------------------------------
新建路基
6.3.1.2中湿状态
⑴基本参数
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
6
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
20.7（0.01mm）
路面设计层层位:
4
设计层最小厚度:
150（mm）
⑵确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
公路等级：
高速公路公路等级系数（Ac）:
1
面层类型：
沥青混凝土面层面层类型系数（As）：
1
路面结构类型系数（Ab）:
1.0路面设计弯沉值：
LD=20.7（0.01mm）
表6-8容许拉应力表
层位
结构层材料名称
劈裂强度（MPa）
容许拉应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
1.4
0.38
2
中粒式沥青混凝土
1.0
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
0.8
0.22
4
水泥稳定碎石
0.6
0.27
5
水泥稳定砂砾土
0.4
0.14
6
天然砂砾
根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）的建议值确定各结构层设计参数。
表6-9结构层设计参数表
层位
结构层材料名称
厚度
（mm）
20℃平均抗压
模量（MPa）
15℃平均抗压模量（MPa）
容许应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
40
1400
1800
0.38
2
中粒式沥青混凝土
60
1200
1600
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
80
1000
1200
0.22
4
水泥稳定碎石
？
1000
1200
0.27
5
水泥稳定砂砾土
150
200
200
0.14
6
天然砂砾
100
200
200
7
新建路基
36
设计过程：
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=20.7（0.01mm）
H（4）=150mmLS=18.9（0.01mm）
由于设计层厚度H（4）=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H（4）=150mm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力计算设计层厚度:
H（4）=150mm（第1层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mm（第2层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mm（第3层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mmσ（4）=.274MPa
H（4）=200mmσ（4）=.229MPa
H（4）=155mm（第4层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=155mm（第5层底面拉应力计算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=150mm（仅考虑弯沉）
H（4）=155mm（同时考虑弯沉和拉应力）
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度500mm
验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.
通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土40mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土60mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
水泥稳定碎石160mm
----------------------------------------
水泥石灰砂砾土150mm
----------------------------------------
天然砂砾100mm
----------------------------------------
新建路基
6.3.2柔性路面结构方案
6.3.2.1干燥状态
⑴基本参数
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
33.1（0.01mm）
路面设计层层位:
5
设计层最小厚度:
150（mm）
⑵确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
公路等级：
高速公路公路等级系数（Ac）:
1
面层类型：
沥青混凝土面层面层类型系数（As）：
1
路面结构类型系数（Ab）:
1.6路面设计弯沉值：
LD=33.1（0.01mm）
表6-5容许拉应力表
层位
结构层材料名称
劈裂强度（MPa）
容许拉应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
1.4
0.38
2
中粒式沥青混凝土
1.0
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
0.8
0.22
4
密级配沥青碎石
0.6
0.16
5
级配碎石
0
0
根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）的建议值确定各结构层设计参数。
表6-5结构层设计参数表
层位
结构层材料名称
厚度
（mm）
20℃平均抗压
模量（MPa）
15℃平均抗压模量（MPa）
容许应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
40
1400
2000
0.38
2
中粒式沥青混凝土
60
1200
1800
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
80
1000
1200
0.22
4
密级配沥青碎石
120
1200
1700
0.16
5
级配碎石
?
1000
1200
0
6
新建路基
40
设计过程：
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=33.1（0.01mm）
H（5）=150mmLS=29.9（0.01mm）
由于设计层厚度H（5）=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H（5）=150mm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力计算设计层厚度:
H（5）=150mm（第1层底面拉应力计算满足要求）
H（5）=150mm（第2层底面拉应力计算满足要求）
H（5）=150mm（第3层底面拉应力计算满足要求）
H（5）=150mm（第4层底面拉应力计算满足要求）
路面设计层厚度:
H（5）=150mm（仅考虑弯沉）
H（5）=150mm（同时考虑弯沉和拉应力）
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度500mm
验算结果表明,路面总厚度比路面最小防冻厚度小50mm,
程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足.
通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面
最下层,最后得到路面结构设计结果如下:
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土40mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土60mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
密级配沥青碎石120mm
----------------------------------------
级配碎石200mm
----------------------------------------
新建路基
6.3.2.2中湿状态
6.3.1.2中湿状态
⑴基本参数
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
6
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
33.1（0.01mm）
路面设计层层位:
5
设计层最小厚度:
150（mm）
⑵确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
公路等级：
高速公路公路等级系数（Ac）:
1
面层类型：
沥青混凝土面层面层类型系数（As）：
1
路面结构类型系数（Ab）:
1.6路面设计弯沉值：
LD=33.1（0.01mm）
表6-8容许拉应力表
层位
结构层材料名称
劈裂强度（MPa）
容许拉应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
1.4
0.38
2
中粒式沥青混凝土
1.0
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
0.8
0.22
4
密级配沥青碎石
0.6
0.16
5
级配碎石
6
天然砂砾
根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）的建议值确定各结构层设计参数。
表6-9结构层设计参数表
层位
结构层材料名称
厚度
（mm）
20℃平均抗压
模量（MPa）
15℃平均抗压模量（MPa）
容许应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
40
1400
2000
0.38
2
中粒式沥青混凝土
60
1200
1800
0.27
3
粗粒式沥青混凝土
80
1000
1200
0.22
4
密级配沥青碎石
120
1200
1700
0.16
5
级配碎石
?
1000
1200
0
6
天然砂砾
100
200
200
7
新建路基
36
设计过程：
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=33.1（0.01mm）
H（5）=150mmLS=28.8（0.01mm）
由于设计层厚度H（5）=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H（5）=150mm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力计算设计层厚度:
H（5）=150mm（第1层底面拉应力计算满足要求）
H（5）=150mm（第2层底面拉应力计算满足要求）
H（5）=150mm（第3层底面拉应力计算满足要求）
H（5）=150mm（第4层底面拉应力计算满足要求）
路面设计层厚度:
H（5）=150mm（仅考虑弯沉）
H（5）=150mm（同时考虑弯沉和拉应力）
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度500mm
验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.
6.3.3组合基层结构方案
6.3.3.1干燥状态
⑴基本参数
公路等级：
高速公路
新建路面的层数：
4
标准轴载：
BZZ-100
路面设计弯沉值：
30（0.01mm）
路面设计层层位：
4
设计层最小厚度：
150（mm）
（2）确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数
公路等级：
高速公路公路等级系数（Ac）：
1
面层类型：
沥青混凝土面层面层类型系数（As）：
1
路面结构类型系数（Ab）：
1.45
路面设计弯沉值：
LD=30（0.01mm）
表6-6容许拉应力表
层位
结构层材料名称
劈裂强度（MPa）
容许拉应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土）
1.2
0.33
2
中粒式沥青混凝土
1
0.27
3
密级配沥青碎石
0.6
0.16
4
水泥稳定碎石
0.6
0.27
根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）的建议值确定各结构层设计参数
表6-7结构层设计参数表
层位
结构层材料名称
厚度
（mm）
20℃平均抗压
模量（MPa）
15℃平均抗压模量（MPa）
容许应力（MPa）
1
细粒式沥青混凝土
40
1400
2000
0.33
2
中粒式沥青混凝土
80
1200
1800
0.27
3
密级配沥青碎石
150
1200
1400
0.16
4
水泥稳定碎石
？
1600
1600
0.27
5
新建路基
40
设计过程：
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=30（0.01mm）
H（4）=150mmLS=28.4（0.01mm）
由于设计层厚度H（4）=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H（4）=150mm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力计算设计层厚度:
H（4）=150mm（第1层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mm（第2层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mm（第3层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=150mmσ（4）=.296MPa
H（4）=200mmσ（4）=.245MPa
H（4）=175mm（第4层底面拉应力计算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=150mm（仅考虑弯沉）
H（4）=175mm（同时考虑弯沉和拉应力）
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度500mm
验算结果表明,路面总厚度比路面最小防冻厚度小55mm,
程序将自动在上述刚设计的路面最
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