道路工程课程设计一级公路沥青路面课程设计班级:姓名:学号:1201指导老师:完成时间:2016.11.91目录一、设计资料........................................................................................................2二、设计要求........................................................................................................3三、轴载分析........................................................................................................3四、拟定结构组合与材料选取............................................................................84.1选择结构的拟定原则..............................................................................84.2选择原因..................................................................................................8五、路面材料配合比设计和设计参数的确定....................................................95.1沥青材料设计参数..................................................................................95.2基层及底基层材料设计参数..................................................................95.3土基回弹模量的确定............................................................................10六、设计指标的确定..........................................................................................106.1设计弯沉值............................................................................................106.2各层材料按容许层底拉应力................................................................116.3计算路表弯沉........................................................................................12七、沥青路面结构设计程序HMPD.................................................................14八、防冻层厚度检验..........................................................................................15九、参考文献......................................................................................................15十、设计感想......................................................................................................162一、设计资料1.设计标准:道路等级为一级,路面长度为7.9km,双向四车道;2.交通组成:经调查统计总交通量为5219辆/日,交通组成如下表所示,交通量年平均增长率4.5%;3.土壤地质情况:自然区划4IV,起止桩号2+030~9+030,填方段,路基土质为砂土,地下水位距路槽底面1.2~0.6m。交通组成(辆/日)解放CA10B东风EQ140黄河JN150黄河JN253太脱拉138解放CA390日野ZM440日野KB222轴重25KN汽车1854323602061056058054622014汽车参数型号轴重p(前/后)后轴数后轴轮组数后轴距解放CA10B19.4012060.85东风EQ14023.7012069.20黄河JN15049.00120101.60黄河JN25355.0022266.00太脱拉13851.4022280.00解放CA39035.00120370.15日野ZM44060.00222100.00日野KB22250.20120104.30注:后轴距是象征性轴距,单后轴时为零(寓意无轴距),后轴距3m时为2(寓意轴距3m)二、设计要求按照《公路沥青路面设计规范》设计1.交通分析,计算累计当量轴次;2.拟定路面结构,并说明选用该路面结构的原因;确定材料参数;3.计算或验算路面结构层厚度;4.绘制路面结构图,明确标出各结构层的材料、厚度和设计时使用的模量值;5.编写设计说明书。三、轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载,表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表2-1确定。表3-1标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P(KN)100单轮当量圆直径d(mm)21.30轮胎接地压强P(Mpa)0.70两轮中心距(cm)1.5d﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时,各级轴载iP的作用次数in均换算成标准轴载P的当量作用次数N:435.4211)(ppnCCNiiKi式中:N—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数;in—被换算车型的各级轴载换算次数(次/日);P—标准轴载(kN);iP—各种被换算车型的轴载(kN);C1—被换算车型的轴数系数。C2—被换算车型的轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38;K—被换算车型的轴载级别。当轴间距离大于3m时,按单独的一个轴载计算;当轴间距离小于3m时,双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算:111.21Cm式中:m—轴数。表3-2轴载换算结果C1C2交通量n轴重p前后轴距当量次数总次数型号16.418519.400.922解放CA10B1118560.8521.316.443223.705.392东风EQ1401143269.2087.116.436049.00103.5489黄河JN15011360101.60385.716.420655.0097.9172黄河JN2532.2120666.0074.416.410551.4037.2125太脱拉13852.2110580.0087.516.460535.0040.2170解放CA3901160570.15129.416.480560.00558.42329日野ZM4402.21805100.001771.016.446250.20147.5702日野KB22211462104.30554.9合计4102注:小于25KN的轴载不计。则其设计年限内一个车道上的累计量轴次eN:1[(1)1]365teNN式中eN—设计年限内一个车道的累计当量次数;t—设计年限,由材料知,t=15年;1N—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次;—设计年限内的交通量平均增长率,由材料知,=0.045;—车道系数。(按下表取值)表3-3车道系数车道特征车道系数双向单车道1.0双向两车道0.6~0.7双向四车道0.4~0.5双向六车道0.3~0.4双向八车道0.25~0.35根据设计规范,一级公路沥青路面的设计年限取15年,四车道的车道系数是0.4~0.5,取0.45,交通量平均增长系数4.5%。611536511N365410210.04510.450.04514003329teN次﹙2﹚当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时,各级轴载iP的作用次数in均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数'N:8'21'1')(ppnCCNiiKi式中:'N—以半刚性材料层的拉应力为设计指标时的标准轴载的当量次数;in—被换算车型的各级轴载换算次数(次/日);P—标准轴载(kN);iP—各种被换算车型的轴载(kN);'1C—被换算车型的轴数系数;'2C—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按下式计算:'1C=1+2(m-1)式中:m—轴数。表3-4轴载换算结果1'C2'C交通量n轴重p12''8()iiPCCnP前后轴距当量次数总次数型号118.518519.400.0000.03解放CA10B71118560.850.0193.5118.543223.700.0000.123东风EQ1401143269.200.05322.7118.536049.000.00322.1431黄河JN15011360101.601.135408.7118.520655.000.00831.954黄河JN2533120666.000.03622.3118.510551.400.0059.562太脱拉1383110580.000.16852.8118.560535.000.0002.538解放CA3901160570.150.05935.5118.580560.000.017250.12665日野ZM44031805100.001.0002415.0118.546250.200.00434.5681日野KB22211462104.301.400647.0合计3958则其设计年限内一个车道上的累计量轴次'eN为:1'e1536511N365395810.04510.450.04513511745tN次表3-5累计交通轴次综合表换算方法弯沉值和沥青层的层底拉力半刚性材料的层底拉力累计交通轴次14003329次13511745次交通量根据规范中下表的规定划分交通等级:8表3-6交通等级交通等级BZZ-100累计标准轴次(次/车道)轻交通6310中等交通67310~1.210重交通771.210~2.510特重交通72.510根据上表交通等级划分为重交通。四、拟定结构组合与材料选取4.1选择结构的拟定原则根据《公路沥青路面设计规范》,选用的各结构层需满足以下要求:细粒式沥青混凝土最小厚度20mm,适宜厚度25-60mm;中粒式沥青混凝土最小厚度40mm,适宜厚度50-100mm;粗粒式沥青混凝土最小厚度70mm,适宜厚度80-120mm;水泥稳定集料最小厚度150mm,适宜厚度180-200mm;石灰稳定集料最小厚度150mm,适宜厚度180-200mm4.2选择原因:根据《公路自然区划标准》,湿热、多雨是IV区最主要的自然特征,由此对路基路面的设计要求为:为减轻沥青材料在热季泛油和雨季粘聚力降低,沥青材料宜选用较高标号,保证其垫层稳定性。渣油路面应提高其抗滑性能并注意封闭表面,以提高公路的水稳性。在4IV区公路设计中尤其应加强公路的排水系统。根据以上特点,由《公路沥青路面设计规范》,可