路基路面课程教学设计.docx
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路基路面课程教学设计
柔
性
路
面
设
计
学院：
专业班级：
交通1422
姓名：
学号：
14024220
路基路面课程设计
一丶课程设计目的
路基里面课程设计是路基里面的一个重要学时。
通过柔性路面设计使我们能更加牢固掌握课程的基本理论，基本概念及计算方法。
并通过设计环节把相关的只是比较完整地结合起来进行初步的应用，培养我们的分析解决工程实际问题的能力，同时通过课程设计，是我们对相关《设计规范》有所了解并初步应用。
二丶设计资料
2.1柔性路面设计资料
Ⅱ3区某地拟建一条双向四车道一级公路，2017年底建成通车，经过调查分析2017年的交通量及车辆的组成情况如下：
车型
跃进
解放
黄河
依式兹
日野
太脱拉
代号
NJ-130
CA10B
NJ-150
TE-30
KB211
138
日交通量
202
2080
2100
755
254
202
并由此至2017年的日交通量的增长率为9.88%，路基平均填土高度1.7米，平均地下水位1.0米，平均冻土深度0.65米，土质为中液限黏土。
三丶根据所给交通量确定道路等级
交通量计算
交通量换算表
车型
载质量（t）
初始年平均日交通量
跃进NJ130
8.5
202
解放CA10B
4.00
2080
黄河NJ150
8.26
2100
依式兹TE30
1.66
755
日野KB211
8
254
太脱拉138
12.00
202
目前，我国《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）确定道路等级时规定的标准车辆是小客车，即将混合交通量换算成为小客车为标准的交通量。
我国各汽车代表车型与车辆折算系数
汽车代表车型
车辆折算系数
说明
小客车
1.0
≤19座客车和质量≤2t的货车
中客车
1.5
＞19座客车和2t＜载重量＜7t货车
大型车
2.0
7t＜载重量≤14t的货车
拖挂车
3.0
载重量＞14t的货车
折算成小客车的初始年平均日交通量（交通当量）
No=404+3120+4200+1510+254+404=9892（辆/d）
计算远景设计年限平均日交通量：
Nd=No*（1+r）^n-1=9892*（1+9.88%）^10-1
=23097（辆/d）
根据《公路路线设计规范》JTG•D2001-2006之2.1.1（4）规定，远景设计年平均日交通量为20397辆，介于15000---30000辆之间，故拟定该条道路为四车道的一级公路。
四：
路基弹性模量选择
确定该路基的干湿类型：
该路处于中国公路自然区划分Ⅱ2区，路基土为粉质中液限粘土，潮湿路段，因路基的干湿类型必须是干燥或中湿，所以土基回弹模量取E0=30Mpa。
各层材料设计参数：
土基及路面材料的回弹模量及各强度值如下表：
材料
名称
抗压回弹模量值Mpa
劈裂强度Mpa
20℃
15℃
细粒式沥青混凝土（AC-13）
1400
2000
1.4
中粒是沥青混凝土（AC-16）
1200
1800
1
粗粒式沥青混凝土（AC-25）
1000
1400
0.8
两灰碎石
1500
0.65
石灰土
550
0.225
土基
30
——
五：
确定路基宽度参数
根据《公路路线设计规范》JTGD2001--2006之间2.23规定，设计车速采用80Km/h，根据《公路路线设计规范》JTGD2001--2006之间3.13规定，设计采用的服务水平为一级，《公路路线设计规范》JTGD2001--2006之间6.11（3）规定采用整体式路基标准横断面组成由车道、硬路肩，《公路路线设计规范》JTGD2001--2006之间6.1.2路基宽度，路基宽度设计为24.5M。
行车道宽：
2*3.75=7.5M。
硬路肩：
2*3=6M。
其宽度参数列表如下：
路基宽度各参数表
一级公路、双向两车道、80km/h
行车道宽度（m）
中间带宽度（m）
硬路肩（m）
2*3.75
4.5
2*3
本设计中采用整体式路基，其标准横断面应由车道、中间段（中央分隔带左侧路缘带）、路肩（右侧硬路肩、土路肩）等部分组成。
本设计道路为一级公路、双向四车道、时速80Km/h，根据规范要求，其路基宽度为24.5m，行车道宽度采用3.5m，一级公路整体式路基必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中间分隔带组成。
中间带宽都一般为3.50m，其中中央分隔带宽度为2.00m，左侧路缘带宽度为0.75m，一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽度为0.5m，右侧硬路肩宽度取一般值为3.00m，土路肩宽度取一般值0.5m，由于其右侧硬路肩宽度等于3.00m，可不设紧急停车带。
六：
容许弯沉值计算
路面设计指标lα=600NƐ-0.2AcAsAb
式中：
lα——设计弯沉值（0.01mm）
NƐ——设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数
AƐ——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1.2
As——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石冷拌沥青碎石，上拌下贯或贯入式路面，沥青表面处治为1.1.
AB-----路面结构类型系数，刚性基层，半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6,。
若基层由半刚性材料层与柔性材料层组合而成，而AB处于两者之间通过线性内插确定。
七：
容许弯拉应力计算
各层材料的容许拉应力
式中：
σsp----路面结构材料的极限抗拉强度（MPa）
σR-----路面结构材料的容许拉应力，即材料能承受的设计年限。
Ks-----抗拉强度结构系数。
一级公路，取，面层为沥青混凝土，取，半刚性基层、底基层总厚度大于20cm，按内插法确定基层类型系数为。
设计弯沉：
计算各层材料的容许层底拉应力
细粒式密集配沥青混凝土面层：
中粒式密集配沥青混凝土：
粗粒式密集配沥青混凝土：
二灰碎石：
石灰稳定土：
路面结构材料容许拉应力结果汇总表
结构层
Ac
Ne
Ks
σ平极限抗拉强度（MPa）
σR容许拉应力
沥青混凝土面层
上面层
1
4082944
2.56
1.4
0.55
中面层
1
4082944
2.56
1.0
0.39
下面层
1
4082944
2.56
0.8
0.31
无机结合料稳定集料基层
二灰稳定碎石
1
1624557
2.17
0.65
0.30
水泥稳定碎石
1
1624557
2.17
0.225
0.10
八．进行标准轴载换算
8.1以弯况为指标的标准轴载换算
汽车的路面设计参数表
车型
轴载作用
次数（次/d）
轴重力（Mpa）
前轴重力（KN）
后轴重力（KN）
后轴数
轮组数
轴距
跃进NJ130
1380
85.00
15.30
38.30
1
双
解放CA10B
1027
40.00
19.40
60.85
1
双
黄河NJ150
100
82.60
49.00
101.60
1
双
依土兹TE30
2227
76.60
42.20
80.00
1
双
日野KB211
530
80.00
47.75
100.00
1
＜3
太脱拉138
50
120.00
51.40
2x80.00
2
双
132.0
设计年限内一个车道的累计当量轴次计算轴载分析，路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载
当以设计弯沉为指标及计算沥青层层拉应力时各级轴载换算采用
Ns=
式中：
Ns—以弯沉为指标的标准轴载的当量轴次（次/d）
Ni—被换算车型的各级轴载作用次数（KN）
P—标准轴载（KN）
Pi—被换算车型的各级轴载（KN）
Ci—轴载系数
C2—轮组系数，单轮组6.4双轮组1，四轮组0.38
当轴间距大于3m时，应该单独的一个轴载进行计算，此时轴数m=1,当轴间距小于3m时，按双轴或多轴进行计算，轴数系数为；C1=1+1.2（m-1）
式中：
m—轴数
计算（小于25的轴数不计）计算结果列表所示
轴载换算结果汇总表（以弯沉为标准时）
车型
Pi（kN）
C1
C2
Ni（次/d-1）
C1C2ni（PI/P）4.35
跃进NJ130
前轴
后轴
59.7
1.0
1
275
29.2
解放CA10B
前轴
60.85
1
1
1002
115.45
后轴
黄河NJ15
前轴
49.00
1100
6.4
100
28.74
后轴
101.60
1
1
100
107.15
依土兹TE30
前轴
42.20
1
6.4
2202
330.45
后轴
80.00
1
1
2202
834.18
日野KB211
前轴
后轴
99.7
1
1
65
64.2
太脱拉138
前轴
51.40
1
6.4
50
64.2
后轴
80.80
2.2
1
50
41.67
合计：
N1=
1568.73
一级公路的沥青公路路面的设计年限为10年，双向四车道的车道系数η=0.45.则设计使用期累计当量轴次为
Nε=365N1［（1+r）t］/r×η
式中；Nε—路面设计年限内一个车道上的累计标准轴载做作用次
t—设计年限（年）
N1—路面竣工后第一年双向平均标准轴载作用次数（次/d）
r—设计年限内的交通量（标准轴载作用次数）平均增长率（﹪）
η—沥青混凝土路面称为车道系数，水泥混凝土路面称为轮迹横向分布系数。
8.2以底层拉应力为指标的标准轴载换算
当验算半刚性基层层底拉应力时各级轴载在换算时采用
计算小于50的轴载不计结果列表如下
轴载换算结果汇总表（以底拉应力为标准）
车型
跃进
后轴
59.7O
1
1
275
29.2
解放
后轴
60.85
1
1
1002
18.83
黄河
后轴
101.60
1
1
100
113.54
依土兹
后轴
80.00
1
1
2202
369.43
日野
后轴
99.70
1
1
65
63.5
太拖拉
前轴
51.40
1
18.5
50
4.51
后轴
80.00
3
1
50
25.17
合计：
624.18
一级公路的沥青路面的设计年限为10年，双向四车道的车到系数η=0.45，则设计使用期累计当量轴次为：
=
9．路面组合结构层次及个结构层厚度设计及验算
路面结构组合方案，经过计算路面设计年限内一个车道上的累计标准轴载作用次数为左右，查表得路面为高级路面，面层采用沥青混凝土，又因为该路是一级公路，因此采用双层式结构，初步拟定的组合结构形式和结构层厚度为：
4cm细粒式密级配沥青混凝土（AC-13）+6cm中粒式密级配沥青混凝土（AC-16）+8cm粗粒式密级配沥青混凝土（AC-25）+25cm水泥稳定碎石+待定厚度=灰（石灰粉煤灰）稳定级配碎石，以二灰石灰粉煤灰稳定级配碎石为设计层。
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