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1、锦城道路工程设计 道路工程课程设计 题目：路面弯沉计算书专业：土建系土木工程专业班级：10级土木7班 姓名： 段锐 学号： 100310745 指导老师： 仇为波 1. 一、设计说明1、设计资料序号车型前轴重（KN)后轴重（KN)后轴后轴重组数后轴距交通量1黄河JN163 58.61141双轮组310002长征XD25037.872.62双轮组36003太脱拉13851.4802双轮组32204东风EQ15526.556.72双轮组32005交通SH14125.5555.11双轮组31806解放SP920031.3783双轮组31502、设计内容 分别设计水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的结构层

2、次，并算出结构层厚度，水泥混凝土路面还需进行接缝设计。主要包括以下内容：（1）详细的设计计算书沥青混凝土路面： 确定结构方案；确定设计参数；计算待求层厚度；弯拉应力计算。水泥混凝土路面：确定结构方案；确定设计参数；初拟混凝土板尺寸；应力计算；3、主要参考资料1. 吴旷怀主编道路工程，中国建筑工业出版社，20082. 邓学钧主编路基路面工程（第三版），人民交通出版社，20083. 公路工程技术标准（JTG B01 2003）4. 公路路基设计规范（JTG D30 2004）5. 公路沥青路面设计规范（JTG D50 2006）6. 公路沥青路面施工和验收规范（JTG F40 2004）7. 公路

3、水泥混凝土路面设计规范（JTG D40 2002）8. 公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F30 2003）2. 二、 沥青路面设计1.交通分析序号车型前轴重（KN)后轴重（KN)后轴后轴重组数后轴距交通量1黄河JN163 58.61141双轮组110002长征XD25037.872.62双轮组26003太脱拉13851.4802双轮组22204东风EQ15526.556.72双轮组22005交通SH14125.5555.11双轮组01806解放SP920031.3783双轮组21501.1 以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，换算为标准轴P的当量轴次N黄河JN163 其中由于由

4、于后轴距3，故=1+1.2（m-1）=1次长征XD250其中由于由于后轴距3，故=1+1.2（m-1）=2.2次太脱拉138由于后轴距3，故=1+1.2（m-1）=2.2次东风EQ155 由于后轴距3，故=1+1.2（m-1）=2.2次交通SH141次解放SP9200 由于后轴距3，故=1+1.2（m-1）=2.2次N总= 5511.08+383.6+261.21+41.26+16.45+118.12=6331.72次1.2 进行半刚性基层层底拉应力验算时，换算为标准轴P的当量轴次N黄河JN163由于后轴距3，故=1+ 2（m-1）=1次长征XD250由于后轴距3，故=1+ 2（m-1）=3（

5、次）太脱拉138由于后轴距3，故=1+ 2（m-1）=3次东风EQ155 由于后轴距3，故=1+ 2（m-1）=3次交通SH141次解放SP9200 由于后轴距3，故=1+ 2（m-1）=3 次N总=18745.88+143.55+130.56+6.5+1.59+61.92=19090次1.3 设计年限内一个车道上的累计当量轴次数 拟建公路为二级公路，路面的设计年限为12年，使用期内交通量的平均增长率为8%，按双向四车道设计，车道系数取=0.5。 a.以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次数：次 b.当进行半刚性基层层底拉应力验算时，设计年限内一个车道上

6、的累计当量轴次数：次累计当量轴次数大于1200万次/车道，交通等级为重交通，应属于高级路面。2.采用查表法确定路面的材料参数材料名称抗压模量（MPa）劈裂强度（MPa）2015细粒式沥青混凝土AC-10、AC-13140020001.4中粒式沥青混凝土AC-16、AC-2012001800 1.1水泥稳定碎石15000.6水泥土6000.33.确定路面结构组合及厚度方案一：层位结构层材料名称厚度（mm）1细粒式沥青混凝土AC-1040中粒式沥青混凝土AC-16603水泥稳定碎石2504水泥土?4.相关设计指标的确定 对于二级公路，以路表面回弹弯沉值、沥青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料层的层底

7、拉应力为设计指标。4.1 确定路面设计弯沉值 对二级公路，公路等级系数Ac=1.1；沥青混凝土路面，面层类型系数As=1.0 a.半刚性基层，基层类型系数Ab=1.0 （0.01mm） b.柔性基层，基层类型系数Ab=1.6 （0.01mm）4.2 各层材料的容许层底拉应力4.2.1 沥青混凝土层 细粒式沥青混凝土： 中粒式沥青混凝土： 4.2.2 石灰粉煤灰碎石 石灰粉煤灰碎石： 4.2.3 石灰土 石灰土： 4.3 采用查表法确定土基的回弹模量4.3.1 由原始材料可知：路床表面至地下水位的高度H=1.6 m，土质为高液限粘土，地区所在的自然区为7，查表得土基的干湿类型为干燥。4.3.2

8、根据土基的干湿类型和土质查表，取土基的平均稠度C=1.05。4.3.3 根据路基土的平均稠度，自然区划和土质，查表得对应的土基回弹模量E0为36Mpa5.设计资料总结：方案一：层位结构层材料名称厚度mm)抗压模量（MPa）劈裂强度（MPa）容许应力（MPa）20151细粒式沥青混凝土AC-1030140020001.40.412中粒式沥青混凝土AC-166012001800 1.10.294水泥稳定碎石25015000.60.265水泥土 ？6000.30.16新建路基366.确定石灰土层厚度运用HPDS2003公路路面设计程序系统进行计算。计算机计算成果如下：方案一：A.新建路面结构厚度计算

9、公路等级:二级公路新建路面的层数:4 标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:22.46 (0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:150 (mm)层位结构层材料名称厚度mm)抗压模量（MPa）劈裂强度（MPa）容许应力（MPa）20151细粒式沥青混凝土AC-1040140020001.40.42中粒式沥青混凝土AC-166012001800 1.10.294水泥稳定碎石25015000.60.265水泥土 ? 6000.30.16新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 22.46 (0.01mm) H( 4 )= 35 cm LS= 22.5 (0.01mm) H(

10、4 )= 40 cm LS= 20.8 (0.01mm) H( 4 )= 35.1 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 35.1 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 35.1 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 35.1 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 35.1 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 35.1 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 35.1 cm(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 50 cm 验算结果表明 ,路

11、面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 4 cm - 中粒式沥青混凝土 6 cm - 水泥稳定碎石 25 cm - 水泥土 36 cm - 土基B.竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级:二级公路新建路面的层数:4 标准轴载:BZZ-100层位结构层材料名称厚度(mm)20平均抗压模量（MPa）标准差15平均抗压模量（MPa）标准差1细粒式沥青混凝土AC-104014000200002中粒式沥青混凝土AC-1660120001800 04水泥稳定碎石25015000150005水泥土 360600

12、060006新建路基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= 22.1 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.2 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 27.5 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 68.7 (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 ( 1 )=-.21 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.066 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= .101 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .068 (MPa)通过计算机设计得到确定石灰土层的厚度为36cm，实际路面结构的实测弯沉值为1.9（0.01mm）22.46（0.01mm），沥青面层的层底均受压应力，水泥稳定碎石层层底的最大拉应力为0.101Mpa0.24Mpa，水泥土层层底的拉应力为0.068Mpa0.11Mpa，上述计算结果均满足设计要求。最终验算通过确定采用该路面结构方案。