东南大学路基路面课程设计报告

东南大学路基路面工程课程设计

沥青路面厚度设计

计 算 书

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日期： 2014年9月

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东南大学路基路面工程课程设计

沥青路面厚度设计

A、基本情况

某地拟新建一条二级公路省道，路线总长21km，双向四车道，路面宽度为16m，该地属公路自然区划IV区，路基为低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m，路床顶距地下水位平均高度1.4m，属中湿状态，根据室内试验法确定土基回弹模量50MPa，年降雨量1200mm，最高气温39℃，最低气温-10℃。 拟采用沥青混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计使用期12年。

B、交通荷载情况

根据区域交通分析预测近期交通组成和交通量如表1所示，交通量年平均增长率为4%。

表1 近期交通组成与交通量

车型分类 小客车 中客车 大客车 轻型货车 中型货车 重型货车 铰接挂车 代表车型 桑塔纳2000 江淮AL6600 黄海DD680 北京BJ130 东风EQ140 黄河JN163 东风SP9250 数量（辆/d） 2280 220 450 260 660 868 330

要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据进行沥青路面厚度设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。

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一、基本设计条件与参数

依题意得，基本设计条件如下：新建二级公路，双向四车道，路面宽度16m，公路自然区划IV区，低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m，路床顶距地下水位平均高度1.4m，中湿状态，年降雨量1200mm，最高气温39℃，最低气温-10℃。

基本参数如下：土基回弹模量50MPa，设计使用期12年，交通量年平均增长率为4%。

二、交通量分析

本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示。 1. 当设计弯沉值为指标时，当量轴次计算公式及计算结果如下：

?P?N??C1C2ni?i??P?i?1k4.35

C1C2ni(Pi/P)4.35次/日 汽车车型 黄海DD680 前轴 后轴 东风EQ140 黄河JN163 后轴 前轴 后轴 东风SP9250 前轴 后轴 kPi(kN) 49.00 91.50 69.20 58.6 114.00 50.70 113.30 4.35C1 1 1 1 1 1 1 3.4 C2 1 1 1 1 1 1 1 ni(次/日) 450 450 660 868 868 330 330 20.2100 305.7696 133.0471 84.8935 1534.8143 17.1909 1931.4922 4027.418 ?P?N??C1C2ni?i??P?i?1（P=100kN） 注：轴载小于25kN的轴载作用不计

查《规范》得该公路车道系数为0.4，累计当量轴次计算如下：

Ne??1?r??1??365N????1?0.04??1??365?4027.418?0.4?8.835?10（次） ?t126r0.04属于中等交通。

2.以半刚性基层层底拉应力为指标计算当量轴次

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东南大学路基路面工程课程设计 汽车车型 黄海DD680 东风EQ140 黄河JN163 后轴 后轴 前轴 后轴 东风SP9250 前轴 后轴 'k'1'Pi(kN) 91.50 69.20 58.6 114.00 50.70 113.30 8C1’ 1 1 1 1 1 5 C2’ 1 1 1 1 1 1 ni(次/日) 450 660 868 868 330 330 C1’C2’ni(Pi/P)8次/日 221.0962 34.7051 12.0698 2476.045 1.4407 4480.4664 7225.823 ?P?N??CC2ni?i?（P=100kN） ?P?i?1注：轴载小于50kN的轴载作用不计

查《规范》得车道系数为0.4，累计当量轴次计算如下：

[(1?r)t?1]?365[(1?0.04)12?1]?3657Ne?N???7225.823?0.4?1.585?10（次）

r0.04属于重交通。

由1、2计算可得，该设计道路的累积轴载情况属于重交通级别。

三、结构组合设计

1.初拟结构组合和材料选取

参照《规范》，本道路设计选用6层基本层位，路面结构面层采用沥青混凝土(18cm)，其中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6cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度8cm)；基层采用水泥稳定碎石（厚度取20cm）；底基层采用石灰土（厚度待定），初拟厚度40cm。 2.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。

弯拉回弹模量和弯拉强度沥青层取15℃的值，分别为2000MPa、 1800MPa、1200MPa、3550MPa、1480MPa。

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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。 3.土基回弹模量的确定

依题意得土基回弹模量为50MPa。

四、弯沉计算

本公路为二级公路，公路等级系数取1.1，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。该路面结构属于弹性层状体系，计算较复杂，因此借助计算机软件完成计算任务，计算结果如下：

路面设计弯沉 ld?600Ne

五、层底拉应力计算

通过电算程序计算得到，各层层底拉应力与容许拉应力计算结果如下：

层位 1 2 3 4 5 厚度（cm） 4 6 8 20 40 细粒式密级配沥青砼 中粒式密级配沥青砼 粗粒式密级配沥青砼 水泥稳定碎石 石灰土 类型 层底拉应力（MPa） -0.2330 -0.0397 -0.0204 0.2537 0.0888 容许拉应力 （MPa） 0.5071 0.3622 0.2898 0.2537 0.8888 ?0.2AcAsAb?0.269mm

六、设计极限状态验证

极限状态验证如下：

ls?26.9mm?ld?26.9mm?m??（见层底拉应力计算表格）R路面厚度验证如下：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zn2h.html