某高速公路通山段路橋隧工程瀝青路面設(shè)計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30256某高速公路通山段路橋隧工程瀝青路面設(shè)計計算案例 1320291.1路面設(shè)計基本資料 1311591.2交通荷載參數(shù)分析車輛類型的確定 1137521.2.1交通車型組成 1313561.2.2設(shè)計交通荷載等級確定 2223481.3路面結(jié)構(gòu)組合及材料選用 3197981.4路面結(jié)構(gòu)驗算 3201101.4.1瀝青混合料層永久變形驗算 342411.4.2瀝青面層低溫開裂指數(shù)驗算 4246341.4.3第4層無機結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞開裂驗算 4153831.4.4防凍厚度驗算 41.1路面設(shè)計基本資料表4-1設(shè)計基本資料公路名稱大廣-通山段高速公路設(shè)計速度100km/h設(shè)計車道數(shù)雙向4車道路基寬度26.0m公路自然區(qū)劃Ⅳ區(qū)設(shè)計使用年限15年車道系數(shù)0.75方向系數(shù)0.51.2交通荷載參數(shù)分析車輛類型的確定1.2.1交通車型組成表4-2車輛類型車輛類型前軸重后軸重交通量小客車900黃河JN-16259.5115600解放CA10B19.460.5650日野KB22250.2101.3700東風EQ-14023.769.2700根據(jù)交通數(shù)據(jù)，得到各類車型非滿載與滿載比例，如表所示。表4-3非滿載車與滿載車所占比例(%)車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類11類非滿載車比例9166995669466454610滿載車比例834144315436463901.2.2設(shè)計交通荷載等級確定設(shè)計車道的大型客車和貨車年平均日交通量：ADTT=AADTT×DDF×LDF式中：ADTT—設(shè)計車道的年平均日貨車交通量；AADTT—2軸6輪及以上車輛的雙向年平均日交通量（輛/d）；DDF—方向系數(shù)；LDF—車道系數(shù)；代入數(shù)據(jù)求得：ADTT=AADTT×DDF×LDF=（600+650+700+700）×0.75×0.5=1775（輛）設(shè)計車道大型客車和貨車交通量Q=式中：Q—設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計車道的累計交通量；γ—設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率；t—設(shè)計使用年限；代入數(shù)據(jù)得Q=根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》表4-4設(shè)計交通荷載等級設(shè)計交通荷載等級極重特重重中等輕設(shè)計使用年限內(nèi)設(shè)計車道累計大型客車和貨車交通量（×106≧50.050.0～19.019.0～8.08.0～1.0＜1.0由表4-3可知，此交通量對應(yīng)的荷載等級屬于“重”等級。1.3路面結(jié)構(gòu)組合及材料選用1.3.1初擬路面結(jié)構(gòu)根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》規(guī)定以及本地區(qū)的路用材料，結(jié)合已有工程經(jīng)驗和典型結(jié)構(gòu)擬定組合方案如下：表4-5初擬路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)層編號層位材料類型厚度(mm)模量(MPa)泊松比1上面層SMA_1350.0110000.252中面層AC_2060.0100000.253下面層AC_2570.0100000.254基層水泥穩(wěn)定碎石350.075000.255底基層二灰土200.02500.356路基黏土500.401.4路面結(jié)構(gòu)驗算1.4.1瀝青混合料層永久變形驗算查表的基準等效溫度為23.7℃計算得到瀝青混合料層永久變形等效溫度為，可靠度系數(shù)為1.65。通車至首次針對車轍維修的期限內(nèi)設(shè)計車道上的當量設(shè)計軸載累計作用次數(shù)1.32×107軸次瀝青混合料層永久變形驗算分層數(shù)為7層，得到瀝青混合料永久變形量為：第1分層，RAI(1)=0.93mm；第2分層，RAI(2)=1.48mm；第3分層，RAI(3)=1.68mm；第4分層，RAI(4)=2.77mm；第5分層，RAI(5)=1.80mm；第6分層，RAI(6)=1.03mm；第7分層，RAI(7)=1.20mm；瀝青混合料層永久變形量RA=10.89mm瀝青混合料層容許永久變形量RAR=15mm，路面結(jié)構(gòu)永久變形量滿足要求。1.4.2瀝青面層低溫開裂指數(shù)驗算根據(jù)氣象所在地區(qū)低溫設(shè)計溫度T為-3℃。路基類型參數(shù)b=2，表面層瀝青在-10℃條件下彎曲梁流變試驗的勁度模量St為120MPa，由規(guī)范公式計算得到低溫開裂指數(shù)CI=-1.3，查表可得低溫開裂指數(shù)要求為3.0，所以所選路面結(jié)構(gòu)及材料滿足低溫抗裂的要求。1.4.3第4層無機結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞開裂驗算根據(jù)彈性層狀體系理論，計算得到無機結(jié)合料層層底拉應(yīng)力為0.199MPa。根據(jù)氣象資料，工程所在地區(qū)凍結(jié)指數(shù)F為0.0℃?日，查表得季節(jié)性凍土地區(qū)調(diào)整系數(shù)ka取1.00，求得現(xiàn)場綜合修正系數(shù)為KC=-1.239根據(jù)工程所在地區(qū)，查《瀝青路面設(shè)計規(guī)范2017》附表得到基準路面結(jié)構(gòu)溫度調(diào)整系數(shù)為1.25，根據(jù)初擬路面結(jié)構(gòu)和路面結(jié)構(gòu)層材料參數(shù)，計算得到溫度調(diào)整系數(shù)為1.592。對于無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料，疲勞開裂模型參數(shù)a=13.24，b=12.52。彎拉強度為1.5MPa。根據(jù)以上參數(shù)，計算得到無機結(jié)合料層底疲勞壽命為1.38×109，設(shè)計使用年限內(nèi)設(shè)計車道上的當量設(shè)計軸載累計作用次數(shù)為1.20×109軸次，所以第4層無機結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞開裂驗算已滿足設(shè)計要求.1.4.4防凍厚度驗算根據(jù)調(diào)查資料，所大地多年最大凍深為，由規(guī)范得到材料熱物性系數(shù)a=1.35，路基濕度系數(shù)b=0.95，路基斷面形式系數(shù)c=1.0，將這些參數(shù)代入公式可得公路多年最大凍深為256.5mm。根據(jù)公路多年最大凍深度和路基干濕類型，確定瀝青路面結(jié)構(gòu)最小防凍厚度為400mm,路面結(jié)構(gòu)總厚度為740mm,擬定的路面結(jié)構(gòu)滿足防凍厚度要求。表4-6分析結(jié)果匯總驗算內(nèi)容計算值對比值是否滿足瀝青層車轍(mm)10.8915.0是半剛性層疲勞開裂對應(yīng)的累積當量軸次1.38×1091.20×109是低溫開裂指數(shù)-1.33.0是防凍厚度(mm)740.0