沥青路面混凝土路面.docx

1、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CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 1 200 2 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组 1 166 3 日野KF300D 40.75 79 2 双轮组 3 120 4 斯柯达706R 50 90 1 双轮组 1 100 5 依士兹TD50 42.2 80 1

2、 双轮组 1 120 6 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组 1 50 7 长征XD980 37.1 72.65 2 双轮组 3 80 8 标准轴载BZZ100 100 1 双轮组 1 500 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 1 5 5 2 5 5 3 5 5 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:33513132、计算设计弯沉值公路等级：

3、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 1.5 0.58 2 中粒式沥青混凝土 1 0.39 3 粗粒式沥青混凝土 1 0.35 4 水泥稳定碎石 0.5 0.27 5 水泥石灰砂砾土 0.4 0.17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

4、 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 3 1400 2000 .58 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 .39 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 .35 4 水泥稳定碎石 20 1500 1500 .27 5 水泥石灰砂砾土 ? 550 550 .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)=25cm LS=29.7(0.01mm)H(5)=30cm LS=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、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 3 cm - 中粒式沥青混凝土 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 6 cm

6、 - 水泥稳定碎石 20 cm - 水泥石灰砂砾土 28 cm - 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 3 1400 2000 计算应力 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力 4 水泥稳定碎石 20 1500 1500 计算应力 5 水泥石灰砂砾土 25 550 550 计算应力 6 土基 36 计算新建

7、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

8、应力 ( 1 )=-.282 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.124 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.059 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .144 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 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5

9、MPa 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 200 1500 2 石灰粉煤灰土 200 800 3 级配碎石 200 250 4 新建路基 60 板底地基当量回弹模量 ET= 110 MPa中间计算结果 : ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明” )HB= 260 DC= 46.45 DB= 1.6 RG= .918 SPS= 1.488 SPM= 2.178

10、 SPR= 3.22 SPMAX= 2.08 CL= .683 BL= .336 STMAX= 1.19 KT= .35 STR= .42 SCR= 3.64 GSCR= 4.11 RE=-17.8 %SCM= 3.27 GSCM= 3.7 REM=-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

11、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 260 mm-水泥稳定粒料 200 mm-石灰粉煤灰土 200 mm-级配碎石 200 mm-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 200 1500 1 2 石灰粉煤灰土 200 800 1 3 级配碎石 200 250 1 4 新建路基 110 1 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)