沥青路面混凝土路面.docx
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沥青路面混凝土路面
《路基路面工程课程设计》
设计题目：
路面结构设计
姓名：
学号：
班级：
指导教师：
日期：
2017年5月30日
新建沥青路面设计
1、计算累计标准轴次
轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
序号车型名称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量
1解放CA10B19.460.851双轮组1200
2黄河JN15049101.61双轮组1166
3日野KF300D40.75792双轮组<3120
4斯柯达706R50901双轮组1100
5依士兹TD5042.2801双轮组1120
6交通SH14125.5555.11双轮组150
7长征XD98037.172.652双轮组<380
8标准轴载BZZ1001001双轮组1500
设计年限：
15车道系数：
0.5
序号分段时间（年）交通量年增长率
155％
255％
355％
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
路面竣工后第一年日平均当量轴次:
1073
设计年限内一个车道上累计当量轴次:
4225569
当进行半刚性基层层底拉应力验算时:
路面竣工后第一年日平均当量轴次:
851
设计年限内一个车道上累计当量轴次:
3351313
2、计算设计弯沉值
公路等级：
一级公路
公路等级系数：
1面层类型系数：
1基层类型系数：
1
路面设计弯沉值:
28.4（0.01mm）
3、按设计弯沉值计算路面厚度
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1.50.58
2中粒式沥青混凝土10.39
3粗粒式沥青混凝土10.35
4水泥稳定碎石0.50.27
5水泥石灰砂砾土0.40.17
新建路面结构厚度计算
公路等级:
一级公路
新建路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
28.4（0.01mm）
路面设计层层位:
5
设计层最小厚度:
15（cm）
层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）容许应力（MPa）
（20℃）（15℃）
1细粒式沥青混凝土314002000.58
2中粒式沥青混凝土412001600.39
3粗粒式沥青混凝土69001200.35
4水泥稳定碎石2015001500.27
5水泥石灰砂砾土?
550550.17
6土基36
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=28.4（0.01mm）
H（5）=25cmLS=29.7（0.01mm）
H（5）=30cmLS=27.1（0.01mm）
H（5）=27.5cm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力验算设计层厚度:
H（5）=27.5cm（第1层底面拉应力验算满足要求）
H（5）=27.5cm（第2层底面拉应力验算满足要求）
H（5）=27.5cm（第3层底面拉应力验算满足要求）
H（5）=27.5cm（第4层底面拉应力验算满足要求）
H（5）=27.5cm（第5层底面拉应力验算满足要求）
路面设计层厚度:
H（5）=27.5cm（仅考虑弯沉）
H（5）=27.5cm（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50cm
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3cm
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土4cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土6cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石20cm
---------------------------------------
水泥石灰砂砾土28cm
---------------------------------------
土基
4、竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级:
一级公路
新建路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）计算信息
（20℃）（15℃）
1细粒式沥青混凝土314002000计算应力
2中粒式沥青混凝土412001600计算应力
3粗粒式沥青混凝土69001200计算应力
4水泥稳定碎石2015001500计算应力
5水泥石灰砂砾土25550550计算应力
6土基36
计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:
第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=29.7（0.01mm）
第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=32.4（0.01mm）
第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=36.3（0.01mm）
第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=42（0.01mm）
第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS=111.3（0.01mm）
土基顶面竣工验收弯沉值
LS=322.9（0.01mm）（根据“基层施工规范”第88页公式）
LS=258.8（0.01mm）（根据“测试规程”第56页公式）
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
第1层底面最大拉应力σ
（1）=-.282（MPa）
第2层底面最大拉应力σ
（2）=-.124（MPa）
第3层底面最大拉应力σ（3）=-.059（MPa）
第4层底面最大拉应力σ（4）=.144（MPa）
第5层底面最大拉应力σ（5）=.092（MPa）
水泥混凝土路面设计
设计内容:
新建单层水泥混凝土路面设计
公路等级:
一级公路
变异水平的等级:
低级
可靠度系数:
1.13
面层类型:
普通混凝土面层
设计轴载:
100kN
最重轴载:
150kN
路面的设计基准期:
30年
设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:
1673263
路面承受的交通荷载等级:
重交通荷载等级
混凝土弯拉强度5MPa混凝土弹性模量31000MPa
混凝土面层板长度4.5m地区公路自然区划Ⅱ
面层最大温度梯度88℃/m接缝应力折减系数.87
混凝土线膨胀系数1010-6/℃
基（垫）层类型----新建公路路基上修筑的基（垫）层
层位基（垫）层材料名称厚度（mm）材料模量（MPa）
1水泥稳定粒料2001500
2石灰粉煤灰土200800
3级配碎石200250
4新建路基60
板底地基当量回弹模量ET=110MPa
中间计算结果:
（下列符号的意义请参看“程序使用说明”）
HB=260DC=46.45DB=1.6RG=.918
SPS=1.488SPM=2.178SPR=3.22SPMAX=2.08
CL=.683BL=.336STMAX=1.19KT=.35
STR=.42SCR=3.64GSCR=4.11RE=-17.8%
SCM=3.27GSCM=3.7REM=-26%
混凝土面层荷载疲劳应力:
3.22MPa
混凝土面层温度疲劳应力:
0.42MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力:
4.11MPa（小于或等于面层混凝土弯拉强度）
混凝土面层最大荷载应力:
2.08MPa
混凝土面层最大温度应力:
1.19MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力:
3.7MPa（小于或等于面层混凝土弯拉强度）
满足路面结构极限状态要求的混凝土面层设计厚度:
260mm
通过对设计层厚度按mm取整,最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------
普通混凝土面层260mm
--------------------------------------
水泥稳定粒料200mm
---------------------------------------
石灰粉煤灰土200mm
---------------------------------------
级配碎石200mm
---------------------------------------
新建路基
新建基（垫）层及路基顶面交工验收弯沉值计算
新建基（垫）层的层数:
3
测定车后轴轴重:
100kN
层位基（垫）层材料名称厚度（mm）回弹模量（MPa）综合影响系数
1水泥稳定粒料20015001
2石灰粉煤灰土2008001
3级配碎石2002501
4新建路基1101
第1层顶面交工验收弯沉值LS=21.6（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算）
第2层顶面交工验收弯沉值LS=44.4（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算）
第3层顶面交工验收弯沉值LS=93.3（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算）
路基顶面交工验收弯沉值LS=84.7（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算）
LS=113.2（0.01mm）（根据“公路路面基层施工技术规范”有关公式计算）
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