湖北某高速公路瀝青路面結構設計基本資料1.設計任務書要求湖北某地（Ⅳ3）擬建高速公路，采用瀝青類路面結構，設計年限為15年，土基為粉質(zhì)土，確定土基的稠度為1.10，路基干濕狀態(tài)為干燥狀態(tài)。2.交通資料公路技術等級為高速，為雙向六車道。交通組成如表1所示，交通量年平均增長率如表2所示表1近期交通組成與交通量1.初始條件：型號前軸載(KN))后軸載(KN))后軸數(shù)輪組數(shù)軸距(cm)交通量(輛/日日)三菱T653B29.348.01雙-600黃河JN15049.0101.61雙-500江淮HF15045.1101.51雙-400解放CA5028.768.21雙-500湘江HQP4023.173.22雙>3m400東風EQ14023.769.21雙-500東風EQ15526.556.72雙-400長征XD98037.172.652雙-500表2交通量年增長率期限增長率(﹪)期限增長率(﹪)15年的前6年715年的后4年415年的中間5年6(二)初擬路面結構組合初擬采用二種路面結構;半剛性基層瀝青路面組合式基層瀝青路面半剛性基層瀝青路面·細粒式瀝青混凝土4㎝·中粒式瀝青混凝土6㎝·粗粒式瀝青混凝土8㎝·水泥穩(wěn)定碎石22㎝·石灰土？以石灰土為設計層組合式基層瀝青路面·細粒式瀝青混凝土4㎝·中粒式瀝青混凝土6㎝·粗粒式瀝青瑪蹄脂碎石8㎝·水泥石灰穩(wěn)定土？·級配碎石23㎝以水泥石灰穩(wěn)定土為設計層(三)標準軸載累計交通量路面設計以單軸載雙輪組100KN為標準軸載。⑴以設計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次：①軸載換算：軸載換算采用如下的計算公式：計算結果如下表所示：型號Pi（KN）C1C2ni(次/日)C1C2ni(Pi/P)4..35(次/日)三菱T653B前軸29.316.460018.42后軸48.01160024.63黃河JN150前軸49.016.4500143.72后軸101.611500535.74江淮HF150前軸45.116.440080.15后軸101.511400426.76解放CA50前軸28.716.450014.03后軸68.21150094.61湘江HQP40后軸73.221400205.93東風EQ140后軸69.211500100.79東風EQ155前軸26.516.44007.93后軸56.72.2140074.57長征XD980前軸37.116.450042.85后軸72.652.21500274.012394.76注：軸載小于25KN的軸載作用可以不計。②累計當量軸次根據(jù)設計規(guī)范，（高速）公路瀝青路面的設計年限取15年，四車道的車道系數(shù)是取0.45。累計當量軸次：當γ＝0.05時，＝2675460（次）當γ＝0.06時，＝2217290（次）當γ＝0.04時，＝1670301（次）所以總的累計當量軸次為：6563051（次）(2)驗算半剛性基層層底拉應力中的累計當量軸次①軸載換算驗算半剛性基層層底拉應力軸載換算公式：計算結果如下表所示：軸載換算結果（半剛性基層層底拉應力）車型Pi（KN）C'1C'2ni(次/日)C'1C'2nni(Pi/PP)８(次/日)黃河JN150后軸101.611600681.24江淮HF150后軸101.511600675.9解放CA50后軸68.21130014.04湘江HQP40后軸73.22160098.92東風EQ140后軸69.21130015.78東風EQ155后軸56.73150016.02長征XD980后軸72.653140093.131595.033注：軸載小于50KN的軸載作用可以不計。參數(shù)取值同上，設計年限是15年,車道系數(shù)取0.45。累計當量軸次：當γ＝0.05時，＝1484992（次）當γ＝0.06時，＝1476826（次）當γ＝0.04時，＝1112504（次）所以總的累計當量軸次為：4074322（次）（四）計算設計彎沉值l和結構強度系數(shù)Kl=600N（A）.A.AK（Ａ）＝０.０９N（A）∕AK（Ｂ）＝０.３５N（Ｂ）∕AK（Ｃ）＝０.４５N（Ｂ）∕A計算結果如下：l＝25.99㎜（Ａ方案）l＝35.09㎜（Ｂ方案）K（Ａ）＝2.84K（Ｂ）＝1.87K（Ｃ）＝2.40（五）確定設計參數(shù)按查表法確定路基回彈模量E=42.5MPa按試驗規(guī)程規(guī)定的方法試驗確定20℃的瀝青混合料和其他結構層材料的抗壓回彈模量。15℃瀝青混合料和其他結構層材料的抗壓回彈模量，以及容許拉應力的值，列于表4。表4設計資料匯總表材料名稱20℃抗壓模量（MPPa）155℃彎拉模量量（MPa）容許拉拉應力細粒式瀝青混凝凝土140018001.3中粒式瀝青混凝土土120016001.0粗粒式瀝青混凝土土100016000.8粗粒式瀝青瑪蹄蹄脂碎石155517551.5水泥穩(wěn)定碎石130013000.5水泥石灰砂礫土土7007000.25水泥穩(wěn)定砂礫125012500.5級配碎石250250-（六）計算確定容許彎拉應力σσ=計算結果列于下表：結構容許彎拉應力σ材料名稱δ（MPa）Kσ（MPa）細粒瀝青混凝土土1.32.840.46中粒瀝青混凝土土12.840.35粗粒瀝青混凝土土0.82.840.28粗粒式配瀝青瑪瑪蹄脂碎石石1.52.840.53水泥石灰砂礫土土0.252.40.10水泥穩(wěn)定砂礫0.51.870.27級配碎石---（七）計算路表彎沉l和層底拉應力及構厚度計算用通用計算機程序計算，輸入各項參數(shù)后可得到計算結果如下：方案A***************************新建路面設計成果文件匯總***************************軸載換算及設計彎沉值和容許拉應力計算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1三菱T653B29.3481雙輪組4002黃河JN15049101.61雙輪組6003江淮HF15045.1101.51雙輪組6004解放CA5028.768.21雙輪組3005湘江HQP4023.173.22雙輪組>36006東風EQ14023.769.21雙輪組3007東風EQ15526.556.72雙輪組<35008長征XD98037.172.652雙輪組<3400設計年限15車道系數(shù)0.45序號分段時間(年)交通量年增長率165％256％344％當以設計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應力驗算時:路面竣工后第一年日平均當量軸次:2406設計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次:8682609當進行半剛性基層層底拉應力驗算時:路面竣工后第一年日平均當量軸次:1656設計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次:5976060公路等級高高速公路公路等級系數(shù)1面層類型型系數(shù)1基層類型型系數(shù)1路面設計彎沉值值:24.66(0..01mmm)層位結構構層材料名稱劈裂強度(MPaa)容許拉應應力(MPa))1細粒式瀝瀝青混凝土土11.300.432中粒式瀝瀝青混凝土土1100.333粗粒式瀝瀝青混凝土土00.800.244水泥穩(wěn)定定碎石00.500.265石灰粉煤煤灰土00.2500.1新建路面結構厚厚度計算公路等級:高速公路路新建路面面的層數(shù):5標準軸載:BZZ--100路面設計計彎沉值:24.66(0..01mmm)路面設計計層層位:4設計層最最小厚度:20((cm)層位結構層材料名稱厚度((cm)抗壓模量(MPaa)抗壓模量(MPaa)容許應力(MPa))(20℃)(115℃)1細粒式瀝瀝青混凝土土411400188000.4432中粒式瀝瀝青混凝土土611200166000.3333粗粒式瀝瀝青混凝土土811000122000.2244水泥穩(wěn)定定碎石?11300133000.2265石灰粉煤煤灰土25770070000.116土基442.5按設計彎沉值計計算設計層層厚度:LLD=224.6(0.001mm))HH(4)=220cmmLSS=233.7((0.011mm)由由于設計層層厚度H(4)==Hminn時LS<<=LD,,故故彎沉計算算已滿足要要求.HH(4)=220cmm(僅考慮彎彎沉)按容許拉應力驗驗算設計層層厚度:HH(4)=220cmm(第1層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)HH(4)=220cmm(第2層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)HH(4)=220cmm(第3層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)HH(4)=220cmm(第4層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)HH(4)=220cmm(第5層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)路面設計層厚度度:H(4)==20cm(僅考慮彎彎沉)H(4)==20cm(同時考慮慮彎沉和拉拉應力)通通過對設計計層厚度取取整以及設設計人員對對路面厚度度進一步的的修改,最后得到路面結結構設計結結果如下:-------------------------------------------------細粒式瀝瀝青混凝土土4ccm-------------------------------------------------中粒式瀝瀝青混凝土土6ccm-------------------------------------------------粗粒式瀝瀝青混凝土土8ccm-------------------------------------------------水泥穩(wěn)定定碎石20cm-------------------------------------------------石灰粉煤煤灰土25cm-------------------------------------------------土基竣工驗收彎沉值值和層底拉拉應力計算算公路等級:高速公路路新建路面面的層數(shù):5標準軸載:BZZ--100層位結構層材料名稱厚度((cm)抗壓模量(MPaa)抗壓模量(MPaa)計算信息息(20℃)(115℃)1細粒式瀝瀝青混凝土土41140018800計算應力力2中粒式瀝瀝青混凝土土61120016600計算應力力3粗粒式瀝瀝青混凝土土81100012200計算應力力4水泥穩(wěn)定定碎石201130013300計算應力力5石灰粉煤煤灰土2577007000計算應力力6土基442.5計算新建路面各各結構層及及土基頂面面竣工驗收收彎沉值:第第1層路面頂頂面竣工驗驗收彎沉值值LS==23..7(00.01mmm)第第2層路面頂頂面竣工驗驗收彎沉值值LS==26..2(00.01mmm)第第3層路面頂頂面竣工驗驗收彎沉值值LS==30..5(00.01mmm)第第4層路面頂頂面竣工驗驗收彎沉值值LS==37..4(00.01mmm)第第5層路面頂頂面竣工驗驗收彎沉值值LS==90..6(00.01mmm)土土基頂面竣竣工驗收彎彎沉值LS==2766.3((0.011mm)(根據(jù)“基層施工工規(guī)范”第88頁公式)LSS=2119.2(0.001mm))(根據(jù)“測試規(guī)程”第56頁公式)計算新建路面各各結構層底底面最大拉拉應力:第第1層底面最最大拉應力力σ(1))=-0..205(MPaa)第第2層底面最最大拉應力力σ(2))=-0..044(MPaa)第第3層底面最最大拉應力力σ(3))=-0..017(MPaa)第第4層底面最最大拉應力力σ(4))=0..083(MPaa)第第5層底面最最大拉應力力σ(5))=0..089(MPaa)方案B***********************************新建路面面設計成果果文件匯總總**********************************軸載換算及設計計彎沉值和和容許拉應應力計算序號車型名稱前軸重(kN))后軸重(kN))后軸數(shù)后軸輪組組數(shù)后軸距(m)交通量1三三菱T6533B299.34881雙輪組4002黃黃河J61雙輪組6003江江淮HF1550455.11001.51雙輪組6004解解放CA500288.7688.21雙輪組3005湘湘江HQP440233.1733.22雙輪組>336006東東風EQ1440233.7699.21雙輪組3007東東風EQ1555266.5566.72雙輪組<335008長長征XD9880377.1722.652雙輪組<33400設計年限15車道系數(shù)00.45序序號分段時間(年)交通量年年增長率1665％2556％3444％當以設計彎沉值值為指標及及瀝青層層層底拉應力力驗算時:路面竣工后第一一年日平均均當量軸次次:24066設計年限內(nèi)一個個車道上累累計當量軸軸次:86822609當進行半剛性基基層層底拉拉應力驗算算時:路面竣工后第一一年日平均均當量軸次次:16566設計年限內(nèi)一個個車道上累累計當量軸軸次:59766060公路等級高高速公路公路等級系數(shù)1面層類型型系數(shù)1基層類型型系數(shù)1..35路面設計彎沉值值:33.22(0..01mmm)層位結構構層材料名稱劈裂強度(MPaa)容許拉應應力(MPa))1細粒式瀝瀝青混凝土土1.330.4432中粒式瀝瀝青混凝土土10.3333粗粒式瀝瀝青瑪蹄脂脂碎石1.550.4454水泥穩(wěn)定定砂礫0.550.2265級配碎石石新建路面結構厚厚度計算公路等級:高速公路路新建路面面的層數(shù):5標準軸載:BZZ--100路面設計計彎沉值:33.22(0..01mmm)路面設計計層層位:4設計層最最小厚度:20((cm)層位結構層材料名稱厚度((cm)抗壓模量(MPaa)抗壓模量(MPaa)容許應力(MPa))(20℃)(115℃)1細粒式瀝瀝青混凝土土44140001800000.432中粒式瀝瀝青混凝土土66120001600000.333粗粒式瀝瀝青瑪蹄脂脂碎石88125551755500.454水泥穩(wěn)定定砂礫??125501250000.265級配碎石22025002506土基42..5按設計彎沉值計計算設計層層厚度:LLD=333.2(0.001mm))HH(4)=220cmmLSS=300.8((0.011mm)由由于設計層層厚度H(4)==Hminn時LS<<=LD,,故故彎沉計算算已滿足要要求.HH(4)=220cmm(僅考慮彎彎沉)按容許拉應力驗驗算設計層層厚度:HH(4)=220cmm(第1層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)HH(4)=220cmm(第2層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)HH(4)=220cmm(第3層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)HH(4)=220cmm(第4層底面拉拉應力驗算算滿足要求求)路面設計層厚度度:H(4)==20cm(僅考慮彎彎沉)H(4)==20cm(同時考慮慮彎沉和拉拉應力)通通過對設計計層厚度取取整以及設設計人員對對路面厚度度進一步的的修改,最后得到路面結結構設計結結果如下:-------------------------------------------------細粒式瀝瀝青混凝土土4ccm-------------------------------------------------中粒式瀝瀝青混凝土土6ccm-------------------------------------------------粗粒式瀝瀝青瑪蹄脂脂碎石8ccm-------------------------------------------------水泥穩(wěn)定定砂礫20cm-------------------------------------------------級配碎石20cm--