沥青路面课程设计.doc

1、河南城建学院路基路面设计课程设计说明书 目 录1设计任务书12基本设计资料13轴载分析13.1以弯沉值及沥青层层底拉应力为设计指标13.2验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次54 结构组合与材料选取及材料的性质74.1结构组合与材料选取74.2各层材料的容许层底拉应力74.3各层材料的抗压模量和劈裂强度85设计指标的确定106路面结构层厚度的计算147竣工验收弯沉值和层底拉应力计算178防冻厚度检验和接缝设计198.1防冻厚度检验198.2接缝设计199沥青混凝土路面结构图20参考文献20河南城建学院路基路面工程课程设计说明书 1设计任务书（见档案袋内任务书）2基本设计资料该路段处于中国公

2、路自然区划2区，当地多年平均最大冻深为1.0米，雨季地表临时积水。土质为粉质轻亚粘土。行车道为双向六车道，沿线有可开采的砂、石料，附近有矿渣、炉渣可利用，且水泥、石灰、沥青等材料当地可供应。该路段道路等级设计要求为高速公路，交通量年平均增长6.5%。表1-1交通组成及交通量表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（次/日）1解放CA10B19.460.851双轮组1702解放CA30A29.436.752双轮组31803东风EQ14023.769.21双轮组2104黄河JN15049101.61双轮组1005黄河JN16259.51151双轮组1006黄河J

3、N360501102双轮组3807长征XD16042.685.22双轮组607001100160024000.30.4碎石灰土粒料4050600900120018000.250.35水泥石灰砂砾土4:3:25:688001200150022000.30.4二灰土10:30:60600900200028000.20.3石灰土812400700120018000.20.25石灰土处理路基47200350级配碎石基层连续级配型300350基层骨架密实型300500底基层、垫层200250表2-6 沥青混合材料设计参数材料名称抗压模量E（MPa）劈裂强度15（MPa）备注2015细粒式沥青混凝土密集配

4、12001600180022001.21.6AC-10,AC-13开级配7001000100014000.61.0OGFC沥青马蹄脂碎石12001600160020001.41.9SMA中粒式沥青混凝土10001400160020000.81.2AC-16,AC-20密集配粗粒式沥青混凝土8001200100014000.60.8AC-25沥青碎石基层密集配10001400120016000.61.0ATB-25,ATB-35半开级配600800AM-25,AM-40沥青贯入式400600查表2-6和表2-7得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20的模量，各值均取规范给定的中值如下表：

5、结果一材料名称抗压模量E（MPa）劈裂强度15（MPa）备注20 15 细粒式沥青混凝土140020001.2AC-10，AC-13中粒式沥青混凝土120018001.0AC-16,AC-20粗粒式沥青混凝土100012000.8AC-25结果二材料名称配合比或规格要求抗压模量E（MPa）劈裂强度15（MPa）弯沉拉应力水泥稳定碎石5%150036000.6水泥石灰砂砾土4:3:25:68100020000.4土基回弹模量的确定：该地区属于道路2区，粉质亚粘土，稠度为1.15，查2级自然区划各土组土基回弹模量参考值得土基回弹模量为38Mpa。6路面结构层厚度的计算 应用公路路面设计程序系统计算

6、可得如下：图（2）新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 29.9 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 150 (mm) 层位结 构 层 材 料 名 称厚度 (mm)20平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)15平均抗压模量(MPa) 标准差 (MPa)容许应力(MPa)1细粒式沥青混凝土4014000200000.492中粒式沥青混凝土6012000180000.413粗粒式沥青混凝土8010000120000.334水泥稳定碎石 25015000150000.335水泥石灰

7、稳定砂砾？10000100000.226新建路基 38 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 29.9 (0.01mm) H( 5)= 150 mm LS= 24.5(0.01mm) 由于设计层厚度 H( 5 )=Hmin时 LS=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 5 )= 150mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要

8、求) H( 5 )= 150 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 150 mm(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 500 mm 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 40 mm - 中粒式沥青混凝土 60 mm - 粗粒式沥青混凝土 80 mm - 水泥稳定碎石 250 mm - 水泥石灰稳定砂砾 150 mm - 新建路基7竣工验收弯沉值和层底拉应力计算（1）应

9、用公路路面设计程序系统计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:图（3） 交工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 高速公路 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 (mm)20平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)15平均抗压模量(MPa) 标准差 (MPa)容许应力(MPa)1细粒式沥青混凝土40140002000012中粒式沥青混凝土60120001800013粗粒式沥青混凝土80100001200014水泥稳定碎石 250150001500015水泥石灰稳定砂砾？100001000016新建路基 38（2）计算验收弯沉

10、值及层底面最大拉应力 计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 24.5 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 27.1 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 31.6 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 38.8 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 152.3 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 245.1 (0.01mm) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.213 (

11、MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.029 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.032 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .099 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .125 (MPa)8防冻厚度检验和接缝设计8.1防冻厚度检验由公路水泥混凝土路面设计规范知，路面防冻厚度为0.5m，路面设计应进行防冻厚度的检验，如小于规范定的最小防冻厚度时，应增设或加垫层使路面总厚度达到要求，而设计路面总厚度为0.58m，由于0.50.58，故满足设计要求。8.2接缝设计 为避免由温度产生的应力破坏，所以，在混凝土板中设置横缝与纵缝，这段路为重交通，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。9沥青混凝土路面结构图参考文献1、公路工程技术标准JTG B01-2003；2、公路路基设计规范JTG D30-2004；3、公路沥青路面设计规范JTG D50-2006；4、公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002；5、路基路面工程教材 ,邓学钧主编,人民交通出版社，2005；6、公路路基设计手册人民交通出版社， 1996 北京； 7、公路设计手册-路面人民交通出版社， 1999 北京。