整理沥青路面设计指标计算Word文档格式.docx

1、 cgni I；-）式中：Na以设计弯沉值、沥宵层剪应力和沥宵层层底拉应变为设计指标时的 当量轴次（次Zd）;ni被换算车型的各级轴载作用次数（次Zd）；P 标准轴载（kN）;Pi被换算车型的各级轴载（kN）;C1被换算车型的轴数系数；C2被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0,单轮组为6.4,四轮组为0.38;K 被换算车型的轴载级别。当轴间距大丁 3m时,应按一个单独的轴载计算；当轴间距小丁 3m时，双轴 或多轴的轴数系数应按下式计算：Ci=1+ 1.2 （m-1）m轴数。2） 沥宵路面当以半刚性基层层底拉应力为设计指标时，各种轴载换算成标准轴载P的当量轴次Ns应按下式计算：N s = cR

2、rij （三）8i顼1 pNs以半刚性基层的拉应力为设计指标时的当量轴次（次 Zd）; .C2 被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0,单轮组为18.5,四轮组为 0.09。以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数系数应按式下式计算：C1 =1+2（m-1）3） 应根据预测交通量，考虑各种车型的交通组成（或比例），将不同车型的轴 载换算成标准轴载的当量轴次，求得营运第一年单向日平均当量轴次。4） 设计基准期内交通量的年平均增长率应在项目可行性研究报告等资料基础上，经研究分析确定。5） 沥宵路面设计车道分布系数宜依据道路交通组成、交通管理情况，通过实地 调查确定，也可按表设计车道分布系数选定。当上下

3、行交通量或重车比例有明显 差异时，可区别对待，可按上下行交通特点分别进行厚度设计。设计车道分布系数车道特征车道分布系数单向单车道1.00单向两车道0.650.95单向三车道0.500.80单向四车道0.400.706）沥宵路面设计基准期内一个车道上的累计当量轴次应按下式计算：（1 + V j _l1x365Ne= NiN e 设计基准期内一个车道上的累计当量轴次（次 /车道）；t 设计基准期（年）；Ni 路面营运第一年单向日平均当量轴次（次/d）;V 设计基准期内交通量的年平均年增长率（%）;弓一一设计车道分布系数。二、沥宵路面结构设计指标沥宵路面结构设计应满足结构整体刚度、沥宵层或半刚性基层

4、抗疲劳开裂和 沥宵层抗变形的要求。应根据道路等级选择路表弯沉值、 沥宵层层底拉应变、半 刚性材料基层层底拉应力和沥宵层剪应力作为沥宵路面结构设计指标， 并应符合下歹0规定：1快速路、主干路和次干路采用路表弯沉值、沥宵层层底拉应变、半刚性材 料基层层底拉应力、沥宵层剪应力为设计指标。2支路可仅采用路表弯沉值为设计指标。3可靠度系数可根据当地相关研究成果选择；当无资料时可按下表取用可靠度系数变异水平等纹标町罪度（%）9590&5低1.05-1.101.031.06LCM.03中1 06-1 101一奸1班高1.06-1 10三、沥宵路面结构设计的各项设计指标应符合下列规定：1轮隙中心处路表计算的弯

5、沉值应小丁或等丁道路表面的设计弯沉值，应满 足下式要求：并0 d平沥宵路面可靠度系数；ls 轮隙中心处路表计算的弯沉值（0.01mm）;ld路表的设计弯沉值（0.01mm）;2柔性基层沥宵层层底计算的最大拉应变应小丁或等丁材料的容许拉应变，应满足下式要求：单e t V后R t沥宵层层底计算的最大拉应变； R 沥宵层材料的容许拉应变。3半刚性材料基层层底计算的最大拉应力应小丁或等丁材料的容许抗拉强度，应满足下式要求：胃omV圆om半刚性材料基层层底计算的最大拉应力（MPa）;oR路面结构层半刚性材料的容许抗拉强度（MPa）。4沥宵面层计算的最大剪应力应小丁或等丁材料的容许抗剪强度， 应满足下式要

6、求：m 沥宵面层计算的最大剪应力（MPa）;R沥宵面层的容许抗剪强度（MPa）。四、 沥宵路面表面设计弯沉值应根据道路等级、设计基准期内累计当量轴次、 面层和基层类型按下式计算确定：ld=600 Ne-0.2Ac As AbAc道路等级系数，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，沥宵混合料为1.0,热拌和温拌或冷拌沥宵碎石、沥宵表面处治为1.1;Ab基层类型系数，无机结合料类（半刚性）基层 1.0,沥宵类基层和粒料基层1.6。五、 沥宵路面材料的容许拉应变 3 R 应按下列公式计算确定：3 R =0.15 E m-1/310M / 4Nee-1 /4M =4.

7、84（M沥宵混合料空隙率与有效沥宵含量的函数;Em沥宵混合料20C动态回弹模量（MPa）;Vb有效沥宵含量（%）；Va空隙率（%）。；r=-Ksos对丁水泥稳定类材料系指90d龄期的劈裂强度；对二灰稳定类和 石灰稳定类材料系指180d龄期的劈裂强度；对丁水泥粉煤灰稳定 材料系指龄期120d龄期的劈裂强度（MPa）;Ks抗拉强度结构系数，应依据结构层的混合料类型按下列要求进行 计算：1、 无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数应按下式计算：K sr = 0.35 Nee011 Ac2、 无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数应按下式计算：K st = 0.45 Nee0七、沥宵混合料结构层容许

8、抗剪强度应按下式计算：Kr七一一沥宵混合料结构层60 C抗剪强度（MPa）;Kr抗剪强度结构系数，对一般行驶路段Kr=1.2 Ac；对交义口和公交车停车站缓慢制动路段K r =0.39 Np015 /Ac；Np公交车停车站或交义口设计基准期内同一位置停车的累计当量轴 次。八、路面质量验收时，应对沥宵路面弯沉进行检测和验收， 并应符合下列规定:1应在不利季节采用BZZ-100标准轴载实测轮隙中心处路表弯沉值，实测弯 沉代表值应按下式计算：I。= （% ZaS） K1K210 路段内实测路表弯沉代表值（0.01mm）；10路段内实测路表弯沉平均值（0.01mm）；S 路段内实测路表弯沉标准差（0.

9、01mm）；Za与保证率有关的系数，快速路、主干路 Za =1.645,其它道路沥宵路面 Za=1.5；K1季节影响系数，可根据当地经验确定；K3温度修正系数，可根据当地经验确定。2应按最后确定的路面结构厚度与材料模量，计算道路表面弯沉检测标准值 la,实测弯沉代表值应满足下式要求：10 - lala路表面弯沉检测标准值（0.01mm）,按最后确定的路面结构厚度与 材料模量计算的路表面弯沉值。3检测代表弯沉值应用标准轴载BZZ-100的汽车实测路表弯沉值，若为非 标准轴载应进行换算。对半刚性基层结构宜采用 5.4m的弯沉仪；对柔性结构可采用3.6m的弯沉仪测定。检测时，当沥宵厚度小丁或等丁 5

10、0mm时，可不进行 温度修正；其他情况下均应进行温度修正。若在非不利季节测定，应考虑季节修 正。4测定弯沉时应以1km3km为一评定路段。检测频率视道路等级每车道每 10m50m测一点，快速路、主干路每公里检测不少丁 80个点，次干路及次干路 以下等级道路每公里检测不少丁 40个点。沥青混凝土路面的结构设计标准轴载PKN ）单轮压面当量直径d（cm）21.30轮胎接地压强P（MPa）0.71.5d、标准轴载换算标准轴载计算参数（BZZ-10O）P 4 35根据公式（12-30） N = CiC2ni （-）i =1 Pni 各级轴载作用次数；P 标准轴载；Q 被换算车型的各级轴载;ci轴数系数

11、，ci T+Lm1） m为轴数；6 _轮组系数，双轮组取车型轴重（KN）次数/日cc2标准轴次/日江淮AL660050300114.71095184黄海DD6806020021.67643885北京BJ1307063.57666297东风EQ14080400151.530981黄海JN163499315.540756东风SP925总计865.4275468为1;将各种不同重量的汽车荷载换算成标准轴载。（1 +町一小365 听 根据公式（12-31）也= L N（ 车道系数，取值0.45）推算设计年限期末一个车道上的累计当量轴次 N。得：Ne=-10.04 -10.04二、路面结构方案 方案36

12、5 865.43 0.45=2846290=285（万次）细粒式沥青混凝土 4cm 中粒式沥青混凝土 6 cm 粗粒式沥青混凝土 8 cm 水泥稳定碎石25cm水泥石灰沙砾土层？土基细粒式沥宵混凝土 4cm中粒式沥青混凝土 8 cm粗粒式沥青混凝土 15cm密集配碎石？ cm水泥稳定沙砾18cm路面材料设计参数如下:材料名称抗压回弹模量劈裂强度（MPa 15C局温时奔数20 C15 CEv（MP a）C（MPa）9细粒式沥青混凝土 120018001.27500.334中粒式沥青混凝土100016000.9600粗粒式沥青混凝土8000.6500粉煤灰二渣0.4天然沙砾16027三、确定路面设

13、计弯沉值。查表得：A公路等级系数，取1.0A路面类型系数，取1.0A路面结构类型系数，取1.00 2 4 -2=ld =600Ne-2AcAsAb =600 285 104 1 1 1 = 30.7（0.01 mm）四、计算待求层厚度。1、求理论弯沉系数由公式（12-15）0.36ls2pcEi：lF其中,0.38F =1.63 s2000、Eo对丁BZZ-100: p=0.7MPa，& 1 =10.65cm2计算H:堕=0.282 ;旦二800 =0.667 ； 旦=-27 =0.033810.65 E1y 1200 E2y 800查课本图 12-10 得 a =8.2 ； K1=1.35H

14、 查课本图 12-10 得 H =6.10n H =6.10妇0.65 =64.97（cm） d由：H 52 hVd/d 底2.住2止12 h* E7EIn H = 5 + 7 哥800/1000 +h22#600/1000 + 24160/1000 = 64.97=0.808h2 0.466h3 = 53.591取垫层厚度h3为50cm 得底为37.5cm，取38cm五、验算整体性材料层底部的最大弯拉应力。1、确定容许拉应力aR根据公式（12-34） oR = E电一一沥宵混凝土或半刚性基层的劈裂强度;Ks 抗拉强度的结构系数;对沥宵混凝土层的抗拉强度系数， Ks =0.09Ne.22/Ac

15、=Ks =0.35（2.85 106）011/1.0 =1.795粉煤灰三渣层的容许拉应力0 4了 R4 =二=- =0.223（MPa）Ks 1.795（由课本，均采用15C时的抗压回弹模量计算）2、确定细粒式沥宵混凝土层底部的弯拉应力。将多层结构换算为当量三层体系：查图12-18得，rr0,表明该层层底承受弯曲拉应力，自然满足要求3、确定中粒式沥宵混凝土底部的弯拉应力。Ey= 1600MPaHiE2y= 1200MPaH2E0 =27MPa细粒式沥青混凝土 3cm中粒式沥青混凝土 5cm粗粒式沥青混凝土 7cm粉煤灰三渣 h2 E2 =600 MPa天然沙砾h3 E3=160MPa500.

16、9160 /1200 = 29.92cmH1 =h12 h,4 E11 / E12 = H1= 5 3 41800/1600 -8.09cmH2 =h13 h209 E2 / E13 . h309 E3 / E13 = H2 = 7 380.9 600 /1200E2也=耍二0.76 , 土 =空=2.81 ,旦二埋= 0.75,旦、10.65 、 10.65 E1y 1600 E?y。0,表明该层层底承受弯曲拉应力，自然满足要求。4、确定粗粒式沥宵混凝土底部的弯拉应力。查图12-18得,27 =0.0225 1200细粒式沥青混凝土 3 cm中粒式沥青混凝土 5cm 粗粒式沥青混凝土 7cm

17、粉煤灰三渣 h2 E2 =600MPa土基 E0 =27.0MPaEiy=1200MPa HiE2y=600MPa H2E =27MPaHi =hi3 F24 E12/E13 hi4, E11/E13 = Hi = 7 5 4 1600/1200 3 41800/1200 = 15.7cmH2 = h2 h/.9 E3/ E2 = H2 = 38 5009160/600 = 49.5cm查图 12-18得，L = 0.15、 m1.15、m2 =0.55=；m3 =0.7。mm? =0.7 0.15 1.15 0.55 =0.066MPa 。R3 = 0.230（MPa ）5、确定粉煤灰三渣底

18、部的弯拉应力。E1y =600MPaE2y =160MPa 细粒式沥青混凝土 3cm 中粒式沥青混凝土 5cm粉煤灰三渣h2 E2 =600MPa天然沙砾h3 E3 =160MPaHi =h hi34Ei3/E2 F24Ei2/E2 hii4Eii/E2= Hi = 38+ 7 4 1200/600 5 41600/600 3 41800/600 = 56.7cmH2 小=H2 = 50cmHi 56.7 H2 50 E2y 160 八” Eo 27、10.65 、 10.65 一. y 600 一. E2y 一160 一.查图 12-19 得，b = 0.2山=1.06m2 =0.88m4

19、=0.7。mm2 =0.7 0.1 1.0 0.4 =0.028MPa ：二R4 =0.223（MPa）综上，该沥宵路面以及基层都符合弯拉应力的要求六、路面表面剪应力验算。将多层结构换算为当量三层体系:中粒式沥青混凝土 5cm Evi= 750MPa 3 cm粗粒式沥青混凝土 7cm - EV2 =600MPa H粉煤灰三渣 h2 E2 =600MPa 天然沙砾 h3 E3=160MPa E0 =27MpaH = hi2 W Evi3 / Evi2 - h2 2.4 Ev2 / Evi2 - h2,4 Ev3 / Evi2- H = 5+ 7 2,4 500 / 600 38 2,4 600

20、/ 600 50 2,4160/600 = 78.3cm七 3 =0.28 , H 疽8* N、.10.65 、. 10.65 Ev1600 Eo 27= 0.8 ,二= 0.045750 Ev2 600查图 12-21、12-22 得：（0.3） =1.126 , 0 =1.032 , 2=0.980球（0.3） =0.417,七=1.06, 丫2=0.94= m（0.3） = p m（0.3） 2 =0.7 0.417 1.06 0.94 = 0.29MPa= （0.3） = p。（0.3） 、2 =0.7 1.126 1.032 0.98 = 0.80MPa1、停车场、交义口等缓慢制动处

21、（f =0.2时）：最大剪应力、最大压应力：= m（0.2） = m（0.3） 1.3（f -0.3）p =0.29 1.3 （0.2-0.3） 0.7 = 0.199MPa=（0.2） =（0.3） 0.46（f -0.3）p =0.80 0.46 （0.2-0.3） 0.7 = 0.768MPa破坏面上可能发生的剪应力 a :a=a（0.2） = m（0.2）cos =0.199 cos340 =0.165MPa路标轮缘处（D点）容许剪应力r：=2（0.2） = 3（0.2） - m（0.2）（1 sin ） =0.768 0.199 （1 sin34）=0.458MPa乂 =c 。tan

22、 =0.3 0.458tan340 = 0.61MPaKv（0.2） . 0.15 0.33 6 0.15 0.33= Ne. =（2.85 10 ） . =3.08n = 061=0.199MPa 芝&（0.2）=0.165MPa 故满足要求!R Kv（0.2） 3.07 a2、紧急制动时（f =0.5）：= m（0.5） = m（0.3） 1.3（f 0.3）p =0.29 1.3 （0.5 0.3） 0.7 = 0.472MPa1（0.5） =；-1（0.3） 0.46（ f -0.3） p =0.80 0.46 （0.5-0.3） 0.7 = 0.864MPa破坏面上可能发生的剪应力.a :=a （0.5） = m（0.5）cos =0.472 cos340 = 0.391MPa路标轮缘处（D点）容许剪应力.R：=二2（0.5） =。1（0.5） - m（0.5）（1 sin ） =0.864 -0.472 （1 sin34） = 0.128MPa=c 。tan =0.6 0.128tan340 =0.686MPa1.2 Kv（0.5） = T20（0.686= R = = =0.572MPa _ a（0.5） =0.391MPaKv（0.5） 1.2故路面结构能满足紧急制动的要求！