沥青路面设计计算书

572.2沥青混凝土路面计算书2.2.1交通量分析该路面设计年限为15年，交通量年平均增长率为5％,车道系数为0.7，初始日交通量为25350辆/日交通量计算表表1单位：辆/d表2标准轴载作用次数计算表车型交通量辆/d)后轴前轴轴数系数c1轮组系数c2后轴重(KN)后轴换算系数轴数系数c1轮组系数c2前轴重(KN)后轴换算系数总换算系数当量轴次(次/d)桑塔纳622916.4(18.5)140.001(0)16.4(18.5)70(0)0.001(0)6(0)五十铃1072316.4(18.5)280.00416.4(18.5)140.0010.005279(11)解放CA1055881160.850.115(0.019)16.4(18.5)19.40.0050.12(0.019)670(106)黄河JN150228411101.61.071(1.135)16.4(18.5)49.00.287(0.061)1.358(1.196)3102(2732)黄河JN16248011115.01.837(3.059)16.4(18.5)59.50.669(0.291)2.506(3.350)1200(2732)交通SH361462.2(3)12×110.03.330(6.431)16.4(18.5)60.00.694(0.311)4.024(6.742)185(310)∑5484(4752)则使用年限内标准轴载作用次数为：车型分类一类车二类车三类车四类车五类车六类车代表车型桑塔纳五十铃解放CA10黄河JN150黄河JN162交通SH361比重(%)24.5742.3022.049.011.890.18交通量622910723558822844804658157[(10.05)1]36554840.72.8110()0.05eN次；15'7[(10.05)1]36547520.72.4310()0.05eN次。2.2.2确定路基干湿类型选用沥青混凝土面层时，面层类型系数sA取1.0，路线经过的地区属于2VI区，土质为砾石类土含有少量的粘土，地下水埋深3.0~4.5m，平均填土高度1.5m,路面底距地下水位的高度H为4.5~6.0m。由JTG-D50表F.0.1查得2VI区,由于H大于1H，因此路面属于干燥路基。由任务书查得土基的回弹模量055.530EMPMP，故土基可不进行特殊处理。根据当地经验和实验结果，初步拟定路面结构层及力学计算参数如下表：表3面层各结构层数据计算表层次结构层名称厚度h（cm）抗压模量（MPa）劈裂强度（MPa）020C015C1细粒式沥青混凝土AC-136150018001.22中粒式沥青混凝土AC-208120017001.03粗粒式沥青混凝土AC-251080012000.84水泥稳定砂砾？140030000.65天然砂砾202002006土路基55.555.52.2.3按弯沉指标计算水泥稳定砂砾层厚度h3bscedAAANl2.06000.276002.81101.01.01.019.20.01dlmmeN——设计年限内一个车道上累计轴次，取eN=72.6310（辆/车道）。59cA——公路等级系数，一级公路取1.0（见课本163页系数取值）。bA——基层类型基础，半刚性基层、底基层总厚度大于等于20cm时取1.0。sA——面层类型系数，沥青混凝土面层取1.0。综合修正系数F=0.380.361.63()()2000solEP（路基路面书公式8-22）0.380.3619.255.51.630.548200010.650.7F将六层体系简化成上层为细粒式沥青混凝土，中层为中粒式沥青混凝土以及下层为土基组成的三层体系。由60.5610.65h，667.01800120012EE，查三层体系弯沉系数诺莫图得9.3，10.81K，则又查得5.6H，H=5.6×10.65=59.6cm,代入当量厚度换算公式（《路基路面工程》书公式8-27）：2.42.43140020059.6825800800h细粒式沥青混凝土AC-136cm1E1800MPa中粒式沥青混凝土AC-208cm2E1200MPa粗粒式沥青混凝土AC-2510cm3E800MPa水泥稳定砂砾?4E1400MPa天然砂粒20cm5E200MPa土路基0E55.5MPa细粒式沥青混凝土8cm1E1800MPaAC-20中粒式沥青混凝土h2E1200MPaAC-20土路基0E55.5MPa12111000.01920.587220.710.659.30.810.548dElKpkF60328.2hcm采用水泥稳定砂砾厚为30㎝2.2.4验算沥青混凝土层层底拉应力（仍以上述求3h时简化的三层体系求解）1）验算细粒式混凝土层层底拉应力抗拉强度结构系数0.220.09/SaecKANA（见《路基路面工程》公式8-36）aA—沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1，aA=1.0。0.2260.091.02.81101.04.01SK容许允许拉应力：1.20.304.01SPRSMPaKh/＝0.56;E2/E1＝800/1100=0.8;E0/E2＝0.046;H=8+10×0.98001200+30×0.930001200+25×0.92001200=85.7（cm）;85.78.110.65H;查《路基路面工程》图8-13，发现拉应力系数已不能从图中查出，表明沥青混凝土层底将受压应力（或拉应力很微小），应视为拉应力验算通过。细粒式沥青混凝土AC-136cm1E1800MPa中粒式沥青混凝土8cm2E1200MPaAC-20粗粒式沥青混凝土10cm3E800MPaAC-25水泥稳定砂砾304E1400MPa天然砂粒20cm5E200MPa土路基0E55.5MPa细粒式沥青混凝土8cm1E1800MPaAC-20中粒式沥青混凝土h2E1200MPaAC-20土路基0E55.5MPa612）验算中粒式混凝土层层底拉应力允许拉应力：1.00.2494.01SPRSMPaK4180086141700hcmh/＝14/10.65=1.314H=10+30×0.91400800+30×0.91400800+20×0.9200800=70（cm）;706.610.65H;查《路基路面工程》诺谟图（图8-13），0.09可忽略，，应视为拉应力验算通过。3）验算粗粒式混凝土层层底拉应力许拉应力：0.80.2024.01SPRSMPaK441700180010862612001200hcmh/＝2.441;E2/E1＝1400/1200=1.167;E0/E2＝0.039H=30+20×0.92001400=33（cm）;细粒式沥青混凝土AC-136cm1E1800MPa中粒式沥青混凝土AC-208cm2E1700MPa粗粒式沥青混凝土AC-2510cm3E800MPa水泥稳定砂砾304E1400MPa天然砂粒20cm5E200MPa土路基0E55.5MPa中粒式沥青混凝土h1E1700MPaAC-20粗粒式沥青混凝土H2E800MPaAC-25土路基0E55.5MPa62333.09610.65H;查《路基路面工程》图8-13，发现拉应力系数已不能从图中查出，表明沥青混凝土层底将受压应力（或拉应力很微小），应视为拉应力验算通过。2.2.5验算水泥稳定砂砾层层底拉应力抗拉强度结构系数0.110.1160.35/0.352.269310/1.21.459SecKNA容许拉应力：0.60.4111.459spRsMPak；由于水稳层下有天然砂砾，故将天然砂砾层作为中层，以上为上层。H=6×415003000+8×48003000+18=28.80（cm）；H/＝28.80/10.65=2.704；E2/E1＝200/3000=0.143；E0/E2＝35/200=0.1754/30/10.652.817hd==；查图《路基路面工程》图8—13，=0.42；1m=1.04；2m=0.92；细粒式沥青混凝土AC-136cm1E1800MPa中粒式沥青混凝土AC-208cm2E1700MPa粗粒式沥青混凝土AC-2510cm3E1200MPa水泥稳定砂砾304E1400MPa天然砂粒20cm5E200MPa土路基0E55.5MPa粗粒式沥青混凝土h1E1200MPaAC-25水泥稳定砂砾H2E1400MPa土路基0E55.5MPa6312rpmm=0.70.421.040.92=0.281MPaR=（0.411MPa）；所以水泥稳定砂砾层底拉应力验算通过。2.2.6弯沉验算采用三层体系，沥青混凝土作为上层，沥青碎石为中层，土基为下层210260.56;10.658000.8;150055.50.0461200hEEEE查图《路基路面工程》图8—11得2.5，11.2k；查得20.47k，';122.51.20.471.41lkk路表轮中心处的实际弯沉sl为1.611.61'1.030.581.030.58011.414398439810.650.755.51500lslpEE=13.46（0.01mm)dl=19.2(0.01mm)（设计弯沉）;所以，弯沉验算通过。细粒式沥青混凝图6cm1E1800MPaAC-13中粒式沥青混凝土8cm2E1200MPaAC-20粗粒式沥青混凝土10cm3E800MPaAC-25水泥稳定砂砾304E1400MPa天然砂粒20cm5E200MPa土路基0E55.5MPa水泥稳定砂砾h1E1400MPa天然砂粒H2E200MPa土路基0E55.5MPa642.2.7验算抗冻厚度：因路基处于干燥状态，故最小防冻厚度不予进行验算，视为满足抗冻要求。