沥青路面设计实例

设计实例甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为10%。该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供给，预测该路竣工后第一年的交通组成如下表所示，试进行路面结构设计车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距交通量三菱29.348.01双轮组---300黄河58.6114.01双轮组---400江淮45.1101.51双轮组---400解放31.378.03双轮组＞3m300湘江23.173.22双轮组＞3m400东风26.556.72双轮组3m4001、轴载分析之轴载换算（弯沉及沥青层弯拉应力分析时）车型Pi(kN)C1C2niC1C2ni(Pi/P)4.35三菱前轴29.316.43009.2后轴48.01130012.3黄河前轴58.616.4400250.4后轴114.011400707.3江淮前轴45.116.440080.2后轴101.511400426.8解放前轴31.316.430012.3后轴78.031300305.4湘江后轴73.221400205.9东风前轴26.516.44007.93后轴56.72.2140074.6∑2092.33轴载分析之轴载换算（半刚性层弯拉应力分析时）车型Pi(KN)C’1C’2niC’1C’2ni(Pi/P)8黄河前轴58.6118.5400102.9后轴114.0114001141.0江淮后轴101.511400450.6解放后轴78.031300123.3湘江后轴73.22140065.9东风后轴56.73140012.8∑1896.52、轴载分析之累计标准轴载作用次数（累计当量轴次）作弯沉计算及沥青层底弯拉应力验算时作半刚性基层层底弯拉应力验算时156[(1)1]365[(10.1)1]3652092.330.4510.9100.1teNN（次）156[(1)1]365[(10.1)1]3651896.50.459.89100.1teNN（次）规范中的“沥青混合料类型选择”3、初拟结构组合和材料选取设计年限内一个行车道上的累计标准轴次为九百万次左右。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土(15cm)，基层采用水泥碎石（取25cm），底基层采用石灰土（厚度待定）。采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度4cm)，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度5cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)。4.各层材料的抗压模量与劈裂强度􀂄查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。抗压回弹模量取20℃的模量，得到20℃的抗压回弹模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa，水泥碎石为1500MPa，石灰土550MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa，水泥碎石为0.5MPa，石灰土0.225MPa。5.土基回弹模量的确定􀂄该路段处于IV区，为粉质土，稠度为1.00，查表：二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPa），查得土基回弹模量为40MPa6.设计指标的确定--设计弯沉值􀂄本公路为一级公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0。􀂄设计弯沉值为：0.260.2600600(10.910)1.01.01.023.47(0.01)decsblNAAAmm7.设计指标的确定—容许拉应力细粒式密级配沥青混凝土：中粒式密级配沥青混凝土：0.2260.220.090.091.0(10.910)3.181.01.40.44()3.18aescspRsANKAMPaK0.2260.220.090.091.0(10.910)3.181.01.00.3144()3.18aescspRsANKAMPaK7.设计指标的确定—容许拉应力粗粒式密级配沥青混凝土水泥碎石：0.2260.220.090.091.0(10.910)3.181.00.80.25()3.18aescspRsANKAMPaK0.1160.110.350.35(9.8910)2.051.00.50.244()2.05escspRsNKAMPaK7.设计指标的确定—容许拉应力石灰土：0.1160.110.450.45(9.8910)2.651.00.2250.085()2.65escspRsNKAMPaK8.总结设计资料设计弯沉值为23.47（0.01mm）材料名称h（cm）20℃模量(MPa)容许拉应力（MPa）细粒式沥青混凝土414000.44中粒式沥青混凝土512000.3144粗粒式沥青混凝土610000.25水泥碎石2515000.244石灰土？5500.085土基—40—9、确定石灰土层厚度通过程序设计计算得到，石灰土的厚度为24.5cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为23.47(0.01mm)，沥青面层的层底均受压应力，水泥碎石层底的最大拉应力为0.1223MPa，石灰土层底最大拉应力为0.075MPa。上述设计结果满足设计要求。