道路工程課程設(shè)計--新建瀝青路面設(shè)計

1、<p><b>　　道路工程 課程設(shè)計</b></p><p>　　院(系)別　 土木工程學(xué)院  </p><p>　　專 業(yè)　 土木工程  </p><p>　　班 級 </p><p>　　學(xué)

2、號　 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 新建瀝青路面設(shè)計1</p><p>　　1.1 確定累計當(dāng)量軸次和設(shè)計彎沉1</p><p>　　1.1.1 將不同軸重的各種車輛換算成BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸重的當(dāng)量軸次1</p><

3、;p>　　1.1.2 計算累計當(dāng)量軸次4</p><p>　　1.1.3 路面設(shè)計彎沉值的計算6</p><p>　　1.2確定各路段土基彈性模量7</p><p>　　1.2.1 確定土基干濕類型7</p><p>　　1.2.2 確定路基土的平均稠度7</p><p>　　1.2.3 確定土基回彈模

4、量7</p><p>　　1.3 初擬路面結(jié)構(gòu)，確定材料的參數(shù)8</p><p>　　1.4 各層材料的容許層底拉應(yīng)力8</p><p>　　1.5 計算機運算結(jié)果10</p><p>　　2 路面補強設(shè)計21</p><p>　　2.1 設(shè)計原始資料21</p><p>　　2.2

5、 計算機運算結(jié)果22</p><p>　　3 新建水泥混凝土路面設(shè)計30</p><p>　　3.1 軸載換算并計算設(shè)計使用年限內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)Ne30</p><p>　　3.2 初擬路面結(jié)構(gòu)33</p><p>　　3.3 確定基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et 34</p><p>　　3.4 確定混凝

6、土的設(shè)計彎拉強度和彎拉彈性模量Ec 36</p><p>　　3.5 計算作用于在板邊緣中點處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力 36</p><p>　　3.6 計算荷載疲勞應(yīng)力38</p><p>　　3.7 應(yīng)力復(fù)合39</p><p>　　設(shè)計體會及改進意見41</p><p><b>　　致謝 41&l

7、t;/b></p><p>　　參考文獻......................................................42附 圖....................................................43</p><p>　　一.新建瀝青路面設(shè)計</p><p>　　1.1確定累計當(dāng)量軸次和設(shè)計彎沉

8、</p><p>　　在2007年不利季節(jié)調(diào)查的雙向平均日交通量：</p><p>　　1.1.1將不同軸重的各種車輛換算成BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸重的當(dāng)量軸次。</p><p>　　1. 當(dāng)以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時, 各種車輛的前、后軸均應(yīng)按以下公式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。</p><p><b>　　式中：&

9、lt;/b></p><p>　　N——標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/d）</p><p>　　n i ——被換算車型的各級軸載作用次數(shù)（次/d）</p><p>　　P ——標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）。</p><p>　　Pi——被換算車型的各級軸載（KN）</p><p>　　C 1——軸數(shù)系數(shù)：當(dāng)軸間距大于3m時，應(yīng)按單

10、獨的一個軸載計算，此時軸數(shù)系數(shù)C1=m（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于3m時，應(yīng)按雙軸或多軸計算，軸數(shù)系數(shù)按式C1=1+1.2（m -1）計算。</p><p>　　C 2——輪組系數(shù)：雙輪組為1，單輪組為6.4，四輪組為0.38。</p><p>　　2. 當(dāng)以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時, 各種車輛的前、后軸均應(yīng)按公式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)。</p><p>

11、<b>　　式中：</b></p><p>　　C1´ ——軸數(shù)系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)軸間距大于3m時，應(yīng)按單獨的一個軸載計算，此時軸數(shù)系數(shù)C1´ =m（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于3m時，應(yīng)按雙軸或多軸計算，軸數(shù)系數(shù)按式C1´ =1+2（m-1）計算。</p><p>　　C2 ´——輪組系數(shù)：雙輪組為

12、1，單輪組為18.5，四輪組為0.09 </p><p>　　軸載換算結(jié)果（彎沉和瀝青層層底拉應(yīng)力）</p><p>　　軸載換算結(jié)果（半剛性材料層的拉應(yīng)力）</p><p>　　綜合上述計算可得出:</p><p>　　當(dāng)以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時,標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N=3735.2(次/日）。</p&g

13、t;<p>　　當(dāng)以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時，標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)=4908.3（次/日）。</p><p>　　1.1.2計算累計當(dāng)量軸次</p><p>　　設(shè)計交通量是根據(jù)不同公路等級的設(shè)計年限、第一年雙向日平均當(dāng)量軸次(N1)、年平均交通量增長率、車道系數(shù)及該公路交通特點，計算的設(shè)計年限內(nèi)一個方向一個車道的累計當(dāng)量軸次，按公式計算：</p>

14、<p>　　式中： ── 設(shè)計年限內(nèi)一個方向上一個車道的累計當(dāng)量軸次（次）；</p><p>　　t ── 設(shè)計年限（年）；</p><p>　　N1 ── 路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/日）；</p><p>　　r ── 設(shè)計年限內(nèi)交通量的平均年增長率(%)。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計規(guī)范，一級公路瀝青路面的設(shè)計年限

15、取15年，四車道的車道系數(shù)是0.4-0.5，取0.45。交通調(diào)查資料為2007年，設(shè)計年限的起算年為2010年。預(yù)計未來十年，交通量年平均增長率為 8% ， 10 年后增長率為 4% 。</p><p>　　驗算彎沉和瀝青層層底拉應(yīng)力的累計當(dāng)量軸次</p><p>　　從調(diào)查年2007年到設(shè)計年限的起算年2010年，有三年。</p><p><b>　　所

16、以</b></p><p>　　因為設(shè)計年限15年內(nèi)，前7年交通量年平均增長率為 8% ，后8年的交通量年平均增長率為 4% 。</p><p>　　=6895948.6次</p><p>　　=12204353.2次</p><p>　　所以設(shè)計年限15年間的累計當(dāng)量軸次： </p><p>　　==6

17、895948.6+12204353.2=19100301.8次</p><p>　　驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計當(dāng)量軸次</p><p>　　從調(diào)查年2007年到設(shè)計年限的起算年2010年，有三年。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　因為設(shè)計年限15年內(nèi)，前7年交通量年平均增長率為 8%

18、，后8年的交通量年平均增長率為 4% 。</p><p>　　=9061622.1次</p><p>　　=16037434.3次</p><p>　　所以設(shè)計年限15年間的累計當(dāng)量軸次： </p><p>　　==9061622.1+16037434.3=24999056.4次</p><p><b>　

19、　交通等級</b></p><p>　　由上表格可見，屬于D級重交通等級。</p><p>　　1.1.3路面設(shè)計彎沉值的計算</p><p>　　高速、一級、 二級公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)以路表面回彈彎沉值和瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力(拉應(yīng)變)及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)。</p><p>　　1 輪隙中心處（A點）路表計算彎

20、沉值小于或等于設(shè)計彎沉值，即：</p><p>　　2 輪隙中心（C點）或單圓荷載中心處（B點）的層底拉應(yīng)力應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力，即： </p><p>　　路面荷載及計算點圖示</p><p>　　設(shè)計彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等級、設(shè)計年限內(nèi)累計標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次、面層和基層類型按下公式計確定。</p><p>　　式中：—— 設(shè)計彎沉值（0.01m

21、m）；</p><p>　　—— 設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計當(dāng)量軸次；</p><p>　　—— 公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為1.1，三、四級公路為1.2；</p><p>　　—— 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面、瀝青表面處治為1.1；中、低級路面為1.2。</p><p>

22、;　　—— 基層類型系數(shù)，對半剛性基層=1.0；柔性基層=1.6；對于混合式基層采用線性內(nèi)插確定基層類型系數(shù)：</p><p>　　式中：—— 為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（cm）；</p><p>　　因為初擬定面層為瀝青混凝土面層，基層為半剛性基層，所以： </p><p><b>　　取 ，，</b></p>&l

23、t;p>　　1.2根據(jù)路基土類與干濕類型，確定土基彈性模量</p><p>　　1.2.1 確定土基干濕類型</p><p>　　該路段地處Ⅱ2區(qū)， 沿線土質(zhì)為粉質(zhì)輕亞粘土，WL=40%， wp=18%，當(dāng)?shù)囟嗄昶骄畲髢錾顬?.8 米 。（氣象部門調(diào)查的田野凍深）</p><p>　　0+500 ~3+500 段，路槽底距地下水位 2.6 米，即H=2.6m

24、</p><p>　　查路基臨界高度參考值表2-2-3（道路工程），H1=3.4m H2=2.6m H2<H<H1可知，路基一般處于中濕狀態(tài)</p><p>　　1.2.2 確定路基土的平均稠度</p><p>　　利用《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》表5.1.4-1和表5.1.4-2及附錄 F論證得到各路段土的平均稠度wc值。 </p>&l

25、t;p><b>　　=0.9</b></p><p>　　1.2.3 確定土基回彈模量</p><p>　　根據(jù)土類和氣候區(qū)以及擬定的路基土的平均稠度，可參考附錄F估計路基回彈模量設(shè)計值。采用重型擊實標(biāo)準(zhǔn)時，路基回彈模量設(shè)計值可較表列數(shù)值提高15%~30%。</p><p><b>　　=.</b></p>

26、;<p>　　1.3 初擬路面結(jié)構(gòu)，確定材料的參數(shù)</p><p>　　由1.1.2計算得設(shè)計年限內(nèi)一個行車道上的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次約為1910萬次左右。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到沿線可采集各種砂、石料；附近有礦渣、爐渣可利用；水泥、石灰、瀝青等材料當(dāng)?shù)乜晒?yīng)。</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　路面結(jié)構(gòu)

27、面層采用瀝青混凝土(15cm)，基層采用水泥穩(wěn)定碎石(取25cm)，底基層采用水泥石灰砂礫土(厚度待定)。規(guī)范規(guī)定一級公路的面層由二至三層組成。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（27cm),基層采用水泥穩(wěn)定沙礫（待定）</p><p>　　底基層采用級配沙礫（18cm),見下表<

28、;/p><p>　　查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強度，抗壓模量取20℃的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到20℃的抗壓模量和各層材料的劈裂強度（單位均為MPa）：</p><p>　　材料的抗壓模量和劈裂強度</p><p>　　1.4各層材料的容許層底拉應(yīng)力</p><p>　　瀝青混凝土面層、半剛性材料基層、底基層以彎拉應(yīng)力為設(shè)計

29、指標(biāo)時，材料的容許拉應(yīng)力應(yīng)按下列公式計算：、</p><p>　　式中：—— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力(MPa);</p><p>　　—— 瀝青混凝土或半剛性材料的極限抗拉強度(MPa)；</p><p>　　—— 抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)。</p><p>　　1 對瀝青混凝土的極限抗拉強度，系指15℃時的極限抗拉強度；對水泥穩(wěn)定類材料齡期為9

30、0d的極限抗拉強度(MPa)；對二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類的材料齡期為180d的極限抗拉強度(MPa)。</p><p>　　2 對瀝青混凝土面層的抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)，宜按下式計算：</p><p>　　對無機結(jié)合料穩(wěn)定集料類： </p><p>　　對無機結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類： </p><p><

31、b>　　方案一:</b></p><p><b>　　細(xì)粒式瀝青混凝土：</b></p><p>　　Ks=0.09·Ne0.22/Ac=0.09×19100301.8.22/1.0=3.60</p><p>　　σs=σs/Ks=1.4/3.60=0.39MPa</p><p>&

32、lt;b>　　中粒式瀝青混凝土:</b></p><p>　　Ks=0.09·Ne0.22/Ac=0.09×19100301.8.22/1.0=3.60</p><p>　　σs=σs/Ks=1.0/3.60=0.28MPa</p><p><b>　　粗粒式瀝青混凝土:</b></p>&l

33、t;p>　　Ks=0.09·Ne0.22/Ac=0.09×19100301.8.22/1.0=3.60</p><p>　　σR=σs/Ks=0.8/3.60=0.22MPa</p><p><b>　　水泥穩(wěn)定碎石:</b></p><p>　　Ks=0.35Ne0.11/Ac=0.35×24999056.

34、4 0.11/1.0=2.28</p><p>　　σR=σs/Ks=0.5/2.28=0.22MPa</p><p><b>　　水泥石灰砂礫土:</b></p><p>　　Ks=0.45Ne0.11/Ac=0.45×24999056.40.11/1.0=2.93</p><p>　　σR=σs/Ks=0.

35、35/2.93=0.12MPa</p><p>　　設(shè)計彎沉值為21.02(0.Olmm)，相關(guān)設(shè)計資料匯總?cè)缦卤?</p><p>　　由公路路面設(shè)計程序系統(tǒng)計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力：</p><p>　　第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 1 )=-.208 (MPa)＜0.39</p><p>　　第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ(

36、2 )=-.081 (MPa)＜0.28</p><p>　　第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 3 )=-.048 (MPa)＜0.22</p><p>　　第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 4 )= .053 (MPa)＜0.22</p><p>　　第 5 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 5 )= .096 (MPa)＜0.12</p><p>　　

37、負(fù)號表示瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力。</p><p>　　該一級公路處季凍區(qū)，多年平均最大凍深為80cm，故尚應(yīng)用HPDS2003公路路面設(shè)計程序系統(tǒng)驗算防凍厚度是否符合要求。查《道路工程》（徐家鈺 程家駒 編著）335頁表2-3-6（最小防凍層厚度）可知中濕類路基當(dāng)土質(zhì)為粉質(zhì)輕亞粘土，道路凍深為50～100cm時，砂石類和穩(wěn)定土類的最小防凍厚度取為40cm。</p><p>　　1.5計算

38、機運算結(jié)果如下： </p><p>　　方案一 ： 新建路面設(shè)計成果文件匯總</p><p>　　**************************</p><p>　　軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算</p><p>　　軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算</p><p>

39、;　　序號 車型名稱 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 交通量</p><p>　　1 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 1512 </p><p>　　2 黃河JN150 49 101.6 1 雙

40、輪組 579 </p><p>　　3 日野KB222 50.2 104.3 1 雙輪組 378 </p><p>　　4 太脫拉138 51.4 80 2 雙輪組 <3 219 </p&g

41、t;<p>　　5 東風(fēng)KM340 24.6 67.8 1 雙輪組 1549 </p><p>　　6 黃河JN362 63 127 1 雙輪組 642 </p><p>　　7 日野FC164

42、23.9 71 1 雙輪組 945 </p><p>　　設(shè)計年限 15 車道系數(shù) .45 </p><p>　　序號 分段時間(年) 交通量年增長率</p><p>　　1 7

43、 8 ％</p><p>　　2 8 4 ％</p><p>　　當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時 :</p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 4703 </p><p>　　設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 1.863926E+07 <

44、/p><p>　　當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 :</p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 6179 </p><p>　　設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 2.448904E+07 </p><p>　　公路等級 一級公路</p><p>　　公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù)

45、1 基層類型系數(shù) 1 </p><p>　　路面設(shè)計彎沉值 : 21.1 (0.01mm)</p><p>　　層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa)</p><p>　　1 細(xì)粒式瀝青混凝土 1.4 .39 </p>&l

46、t;p>　　2 中粒式瀝青混凝土 1 .28 </p><p>　　3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .2 </p><p>　　4 水泥穩(wěn)定碎石 .5 .22 </p><p>

47、;　　5 水泥石灰砂礫土 .35 .12 </p><p>　　新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算：</p><p>　　公 路 等 級 : 一級公路</p><p>　　新建路面的層數(shù) : 5 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p>&

48、lt;p>　　路面設(shè)計彎沉值 : 20.99 (0.01mm)</p><p>　　路面設(shè)計層層位 : 5 </p><p>　　設(shè)計層最小厚度 : 15 (cm)</p><p>　　層位 結(jié)構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa)</p><p>　　(20

49、℃) (15℃)</p><p>　　1 細(xì)粒式瀝青混凝土 3 1400 1800 .39 </p><p>　　2 中粒式瀝青混凝土 5 1200 1600 .28 </p><p>　

50、　3 粗粒式瀝青混凝土 7 1000 1200 .22 </p><p>　　4 石灰土穩(wěn)定碎石 25 1500 1500 .22 </p><p>　　5 水泥石灰砂礫土 ? 1

51、000 1000 .12 </p><p>　　6 土基 30.6 </p><p>　　按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 :</p><p>　　LD= 20.99 (0.01mm)</p><p>　　H( 5 )= 30 cm

52、 LS= 21.2 (0.01mm)</p><p>　　H( 5 )= 35 cm LS= 19.4 (0.01mm)</p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度 :</p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)<

53、;/p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(第 5 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求

54、)</p><p><b>　　路面設(shè)計層厚度 :</b></p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　H( 5 )= 30.6 cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)</p><p>　　驗算路面防凍厚度 :</p><p>　　路面最小防凍厚度 40 cm&l

55、t;/p><p>　　驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .</p><p>　　通過對設(shè)計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下:</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　細(xì)粒式瀝青混凝土 3 cm</p><p>　

56、　---------------------------------------</p><p>　　中粒式瀝青混凝土 5 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　粗粒式瀝青混凝土 7 cm</p><p>　　-------

57、--------------------------------</p><p>　　石灰土穩(wěn)定碎石 25 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　水泥石灰砂礫土 31 cm</p><p>　　----------

58、-----------------------------</p><p><b>　　土基</b></p><p>　　竣工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算:</p><p>　　公 路 等 級 : 一級公路</p><p>　　新建路面的層數(shù) : 5 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸

59、 載 : BZZ-100</p><p>　　層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 計算信息</p><p>　　(20℃) (15℃)</p><p>　　1 細(xì)粒式瀝青混凝土 3 1400 1800 計算應(yīng)

60、力</p><p>　　2 中粒式瀝青混凝土 5 1200 1600 計算應(yīng)力</p><p>　　3 粗粒式瀝青混凝土 7 1000 1200 計算應(yīng)力</p><p>　　4 石灰土穩(wěn)定碎石

61、 25 1500 1500 計算應(yīng)力</p><p>　　5 水泥石灰砂礫土 31 1000 1000 計算應(yīng)力</p><p>　　6 土基 30.6 </p><p

62、>　　計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗收彎沉值 :</p><p>　　第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 20.8 (0.01mm)</p><p>　　第 2 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 22.1 (0.01mm)</p><p>　　第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 24.3 (0.01mm)</p><p&g

63、t;　　第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 27.7 (0.01mm)</p><p>　　第 5 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 69.1 (0.01mm)</p><p>　　土基頂面竣工驗收彎沉值 LS= 376.1 (0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁公式)</p><p>　　LS= 304.4 (0.01mm)(根據(jù)“測試規(guī)程”第56頁

64、公式)</p><p>　　計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :</p><p>　　第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 1 )=-.208 (MPa)</p><p>　　第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 2 )=-.081 (MPa)</p><p>　　第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 3 )=-.048 (MPa)</p>&

65、lt;p>　　第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 4 )= .053 (MPa)</p><p>　　第 5 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 5 )= .096 (MPa)</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算</p><p>　　序號 車型名稱 前軸重(k

66、N) 后軸重(kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 交通量</p><p>　　1 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 1512 </p><p>　　2 黃河JN150 49 101.6 1 雙輪組 579

67、 </p><p>　　3 日野KB222 50.2 104.3 1 雙輪組 378 </p><p>　　4 太脫拉138 51.4 80 2 雙輪組 <3 219 </p><p>　　5 東風(fēng)KM340

68、 24.6 67.8 1 雙輪組 1549 </p><p>　　6 黃河JN362 63 127 1 雙輪組 642 </p><p>　　7 日野FC164 23.9 71 1

69、 雙輪組 945 </p><p>　　設(shè)計年限 15 車道系數(shù) .45 </p><p>　　序號 分段時間(年) 交通量年增長率</p><p>　　1 7 8 ％</p><p>　　2

70、 8 4 ％</p><p>　　當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時 :</p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 4703 </p><p>　　設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 1.863926E+07 </p><p>　　當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)

71、力驗算時 :</p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 6179 </p><p>　　設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 2.448904E+07 </p><p>　　公路等級 一級公路</p><p>　　公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 基層類型系數(shù) 1 </p>

72、<p>　　路面設(shè)計彎沉值 : 21.1 (0.01mm)</p><p>　　層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa)</p><p>　　1 細(xì)粒式瀝青混凝土 1.4 .39 </p><p>　　2 中粒式瀝青混凝土

73、 1 .28 </p><p>　　3 粗粒式瀝青碎石</p><p>　　4 水泥穩(wěn)定砂礫 .5 .22 </p><p>　　5 級配砂礫</p><p>　　新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算</p>&

74、lt;p>　　公 路 等 級 : 一級公路</p><p>　　新建路面的層數(shù) : 5 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p><p>　　路面設(shè)計彎沉值 : 20.99 (0.01mm)</p><p>　　路面設(shè)計層層位 : 4 </p><p>　　設(shè)計層最小

75、厚度 : 15 (cm)</p><p>　　層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa)</p><p>　　(20℃) (15℃)</p><p>　　1 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 1400 1800 .39 </

76、p><p>　　2 中粒式瀝青混凝土 8 1200 1600 .28 </p><p>　　3 粗粒式瀝青碎石 15 1000 1250 </p><p>　　4 水泥穩(wěn)定砂礫 ? 1500 1500

77、 .22 </p><p>　　5 級配砂礫 18 550 550 </p><p>　　6 土基 30.6 </p><p>　　按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 :</p><p>　　LD= 20.99 (0.0

78、1mm)</p><p>　　H( 4 )= 30 cm LS= 21.2 (0.01mm)</p><p>　　H( 4 )= 35 cm LS= 19.3 (0.01mm)</p><p>　　H( 4 )= 30.6 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度 :</p><

79、;p>　　H( 4 )= 30.6 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 30.6 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 30.6 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p><b>　　路面設(shè)計層厚度 :</b></p><

80、p>　　H( 4 )= 30.6 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　H( 4 )= 30.6 cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)</p><p>　　驗算路面防凍厚度 :</p><p>　　路面最小防凍厚度 40 cm</p><p>　　驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .</p><p>　　通過對

81、設(shè)計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下:</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　細(xì)粒式瀝青混凝土 4 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　中粒式瀝青

82、混凝土 8 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　密集配瀝青混凝土 15 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　水泥穩(wěn)定砂礫

83、 31 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　級配砂礫 18 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p><b>　　土基<

84、/b></p><p>　　竣工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算</p><p>　　公 路 等 級 : 一級公路</p><p>　　新建路面的層數(shù) : 5 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p><p>　　層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa)

85、 抗壓模量(MPa) 計算信息</p><p>　　(20℃) (15℃)</p><p>　　1 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 1400 1800 計算應(yīng)力</p><p>　　2 中粒式瀝青混凝土 8 1200 1600 計算應(yīng)力&

86、lt;/p><p>　　3 粗粒式瀝青碎石 15 1000 1250 不算應(yīng)力</p><p>　　4 水泥穩(wěn)定砂礫 31 1500 1500 計算應(yīng)力</p><p>　　5 級配砂礫 18 550

87、 550 不算應(yīng)力</p><p>　　6 土基 30.6 </p><p>　　計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗收彎沉值 :</p><p>　　第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 20.8 (0.01mm)</p><p>　　第 2 層路面

88、頂面竣工驗收彎沉值 LS= 22.7 (0.01mm)</p><p>　　第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 26.8 (0.01mm)</p><p>　　第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 37 (0.01mm)</p><p>　　第 5 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 179.6 (0.01mm)</p><p>　　

89、土基頂面竣工驗收彎沉值 LS= 376.1 (0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁公式)</p><p>　　LS= 304.4 (0.01mm)(根據(jù)“測試規(guī)程”第56頁公式)</p><p>　　計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :</p><p>　　第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 1 )=-.181 (MPa)</p><p&g

90、t;　　第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 2 )=-.023 (MPa)</p><p>　　第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 4 )= .097 (MPa)</p><p><b>　　舊路面補強設(shè)計</b></p><p>　　2.1設(shè)計原始資料：</p><p>　　3+500~5+000 段，舊路面強度不足，需進行補

91、強設(shè)計。</p><p>　　交通資料在0+500~3+500 段鋪筑新建瀝青路面時已經(jīng)計算完畢。 </p><p>　　在3+500~5+000 段，測得路槽底以下 80 cm 分層含水量為： 20% 、 18.90% 、 19.78% 、 21.40% 、 21.64% 、 20.10% 、 20.66% 、 19.90% （ 0~ 80cm , 每 10cm 為一層） 。</p

92、><p>　　對 3+500~5+000 段，測定時路表溫度與前5H平均氣溫之和為56.0C0，在凍前進行路面彎沉實測彎沉值為： 97 、 105 、 136 、 100 、 147 、 67 、 121 、 115 、 86 、 78 、 99 、 165 、 120 、 83 、 67 、 162 、 87 、 116 、 92 、 123 、 125、 78、 97 、56、87 、69、 88、102、108

93、、110。（單位為 1/100mm ）土基回彈模量為40MPa。</p><p>　　原有路面厚度為 25 cm 天然沙礫底基層，20cm石灰土基層， 6cm 瀝青貫入。</p><p>　　2.2計算機運算結(jié)果為：</p><p>　　軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算：</p><p>　　序號 車型名稱 前軸重(kN) 后軸重(

94、kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 交通量</p><p>　　1 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 1512 </p><p>　　2 黃河JN150 49 101.6 1 雙輪組 579 <

95、;/p><p>　　3 日野KB222 50.2 104.3 1 雙輪組 378 </p><p>　　4 太脫拉138 51.4 80 2 雙輪組 <3 219 </p><p>　　5 東風(fēng)KM3

96、40 24.6 67.8 1 雙輪組 1549 </p><p>　　6 黃河JN362 63 127 1 雙輪組 642 </p><p>　　7 日野FC164 23.9 71 1

97、 雙輪組 945 </p><p>　　設(shè)計年限 15 車道系數(shù) .45 </p><p>　　序號 分段時間(年) 交通量年增長率</p><p>　　1 7 8 ％</p><p>

98、　　2 8 4 ％</p><p>　　當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時 :</p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 4703 </p><p>　　設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 1.863926E+07 </p><p>　　當(dāng)進行半剛性

99、基層層底拉應(yīng)力驗算時 :</p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 6179 </p><p>　　設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 2.448904E+07 </p><p>　　公路等級 一級公路</p><p>　　公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 基層類型系數(shù) 1 </p

100、><p>　　路面設(shè)計彎沉值 : 21.1 (0.01mm)</p><p>　　層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa)</p><p>　　1 瀝青貫入式</p><p>　　2 石灰土 .8 .

101、27 </p><p>　　3 天然砂礫</p><p>　　改建路段原路面當(dāng)量回彈模量計算：</p><p>　　原路面實測彎沉值(0.01mm)</p><p>　　97 105 136 100 147 67 121 115 86 78 </p><p>　　99 165

102、 120 83 67 162 87 116 92 123 </p><p>　　125 78 97 56 87 69 88 102 108 110 </p><p>　　原路面有效彎沉數(shù) : 30 </p><p>　　原路面平均彎沉值 : 103 (0.01mm)</p><p>　　

103、原路面彎沉值標(biāo)準(zhǔn)差 : 27 (0.01mm)</p><p>　　測定汽車軸載 100 kN</p><p>　　改建公路等級 一級公路</p><p>　　保證率系數(shù) 1.5 </p><p>　　原瀝青面層厚度 10 (cm)</p><p>　　測定時路表溫度與測定前5d日平均氣溫的平均值之和

104、 56 (℃)</p><p>　　原路面基層類型 : 無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層</p><p>　　季節(jié)影響系數(shù) 1.2 濕度影響系數(shù) 1 溫度修正系數(shù) .97 </p><p>　　原路面計算彎沉值 : 167 (0.01 mm)</p><p>　　原路面當(dāng)量回彈模量 : 98.2 (MPa)&l

105、t;/p><p>　　改建路面補強厚度計算：</p><p>　　公 路 等 級 : 一級公路</p><p>　　加鋪路面的層數(shù) : 4 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p><p>　　路面設(shè)計彎沉值 : 20.99 (0.01mm)</p><p&g

106、t;　　路面設(shè)計層層位 : 1 </p><p>　　設(shè)計層最小厚度 : 4 (cm)</p><p>　　層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa)</p><p>　　(20℃) (15℃)</p><p>　　1 中粒式瀝青混凝土 ?

107、 1400 2000 .8 </p><p>　　2 瀝青貫入式 10 1200 1600 </p><p>　　3 石灰土 20 1300 1300 .6 </p>&l

108、t;p>　　4 天然砂礫 25 200 200 </p><p>　　5 改建前原路面 98.2 </p><p>　　按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 :</p><p>　　LD= 20.99 (0.01mm)</p><p>

109、　　H( 1 )= 10 cm LS= 21 (0.01mm)</p><p>　　H( 1 )= 12 cm LS= 19.9 (0.01mm)</p><p>　　H( 1 )= 10 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度 :</p><p>　　H( 1 )= 10 cm(第 1 層底面

110、拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p>　　H( 1 )= 10 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)</p><p><b>　　路面設(shè)計層厚度 :</b></p><p>　　H( 1 )= 10 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　H( 1 )= 10 cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)</p>&l

111、t;p>　　驗算路面防凍厚度 :</p><p>　　路面最小防凍厚度 40 cm</p><p>　　改建前原路面總厚度 51 cm</p><p>　　驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .</p><p>　　通過對設(shè)計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下:</p><p>　　-------

112、--------------------------------</p><p>　　中粒式瀝青混凝土 10cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　瀝青貫入式 10 cm</p><p>　　----------

113、-----------------------------</p><p>　　石灰土 20 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　天然沙礫 25 cm</p><p>　　-------

114、--------------------------------</p><p><b>　　改建前原路面</b></p><p>　　竣工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算：</p><p>　　公 路 等 級 : 一級公路</p><p>　　加鋪路面的層數(shù) : 4 </p><p>　　標(biāo)

115、 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p><p>　　層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 計算信息</p><p>　　(20℃) (15℃)</p><p>　　1 中粒式瀝青混凝土 10 1400 2000 計算應(yīng)力<

116、/p><p>　　2 瀝青貫入式 10 1200 1600 不算應(yīng)力</p><p>　　3 石灰土 20 1300 1300 計算應(yīng)力</p><p>　　4 天然砂礫 25

117、 200 200 不算應(yīng)力</p><p>　　5 改建前原路面 98.2 </p><p>　　計算改建路面各加鋪層頂面竣工驗收彎沉值 :</p><p>　　第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 21 (0.01mm)</p><p>　　第 2 層路

118、面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 28.3 (0.01mm)</p><p>　　第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 40.8 (0.01mm)</p><p>　　第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 99.5 (0.01mm)</p><p>　　計算改建路面各加鋪層底面最大拉應(yīng)力 :</p><p>　　第 1 層底面最大拉應(yīng)力

119、σ( 1 )=-.054 (MPa)</p><p>　　第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 3 )= .155 (MPa)</p><p>　　三．新建水泥混凝土路面設(shè)計步驟</p><p>　　3.1軸載換算并計算設(shè)計使用年限內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)Ne</p><p>　　水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不

120、同軸-輪型和軸載的作用次數(shù)，按式1換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　(2 )</b></p><p>　　或 (3 )</p><p>　　或