III某高速公路段的路面設(shè)計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u9161某高速公路段的路面設(shè)計計算案例 1137981.1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 164661.1.1設(shè)計原則 1198411.1.2路面設(shè)計基本資料 1213701.1.2交通等級確定 1246731.1.3路面結(jié)構(gòu)及材料選用 221521.1.4設(shè)計計算 2252301.1.5新建路面交工驗收彎沉值及最大拉應力 51.1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計1.1.1設(shè)計原則路面設(shè)計是路基路面設(shè)計的重要組成部分，就是設(shè)置在路基表面的淺漕，可以在淺槽內(nèi)鋪設(shè)各種材料，用以保證路基不受水流等自然災害的影響。路面設(shè)計可以承受車輛或行人的荷載，同時對底部路基部分起到保護作用。因此路面設(shè)計所選用的材料必須要保證其強度，同時要考慮好當?shù)氐乃臈l件對路基路面工程的影響。因此，路面設(shè)計有幾點原則，具體內(nèi)容如下：第一，首先是材料的選擇。必須要選擇符合公路交通等級的材料，確保材料自身強度，不能因為路面材料選取不當導致路面產(chǎn)生破裂、塌陷等現(xiàn)象；第二，面層結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理。嚴格遵照《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50-2017）所規(guī)定的面層層數(shù)和面層厚度，設(shè)計時充分考慮極端天氣，如暴雨、大雪等，對路面的影響，提前做好設(shè)計應對；第三，做好路面結(jié)構(gòu)設(shè)計驗算。完成初步設(shè)計后，需要對設(shè)計面層結(jié)構(gòu)進行各個方面的驗算，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計本身的合理性、實用性；第四，充分考慮經(jīng)濟效益。在進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要在考慮安全性的前提下，充分考慮經(jīng)濟性。1.1.2路面設(shè)計基本資料杭瑞高速公路設(shè)計年限為15年，交通量年平均增長率為5.5%，車道系數(shù)η=0.50，在公路自然區(qū)劃上屬于Ⅴ4區(qū)（川、滇、黔高原干濕交替區(qū)），地貌為濕潤中山或高山，濕熱喀斯特高原地貌，壩子分布其間，故采用瀝青混凝土路面。年降水量600mm-1000mm。1.1.2交通等級確定軸載分析路面設(shè)計采用BZZ-100標準軸載。交通等級的確定可以分為兩種情況：以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉力為指標、以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應力為指標。具體計算過程為：首先計算出軸載換算表，然后通過公式計算累計當量軸次，確定交通等級。軸載換算表序號車型名稱前軸重（kN）后軸重（kN）后軸輪組數(shù)后軸數(shù)交通量1紅旗CA63019.327.921120002解放CA10B19.460.852156553東風EQ14023.769.22130454黃河JN15049101.62128805沃爾沃N86485512021720表1.1累計當量軸次計算公式：Ne=(1+γ)一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量：Nh=6150屬特重交通等級當以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應力為指標時:路面營運第一年雙向日平均當量軸次:7285設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當量軸次:2.997993E+07屬特重交通等級當以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應力為設(shè)計指標時:路面營運第一年雙向日平均當量軸次:6922設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當量軸次:2.848608E+07屬特重交通等級由《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50-2017）可知該路段路面設(shè)計交通等級為特重交通等級，路面采用瀝青混凝土面層。1.1.3路面結(jié)構(gòu)及材料選用路面結(jié)構(gòu)可以分為四層：路面、基層、底基層、路基?；鶎雍偷谆鶎硬牧峡梢苑譃樗姆N，分別是：粒料類、無機結(jié)合料穩(wěn)定類、瀝青結(jié)合料類以及水泥混凝土類。面層材料的選取可以根據(jù)道路交通等級來決定。1.1.4設(shè)計計算（1）假定路基為干燥狀態(tài)：新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算：本路段路面設(shè)計新建路面面層數(shù)為6層，采用標準軸載BZZ-100，路面的設(shè)計彎沉值為19.2（0.01mm），路面的設(shè)計層層位是第4層，最小設(shè)計層厚度150mm.面層各層設(shè)計參數(shù)：層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（mm）20℃平均抗壓15℃平均抗壓劈裂強度（MPa）容許底層拉應力（MPa）模量（MPa）標準差（MPa）模量（MPa）標準差（MPa）1細粒式瀝青瑪蹄脂碎石4014000135001.60.42中粒式瀝青混凝土8012000180001.00.253密級配瀝青碎石10010000120000.80.24水泥穩(wěn)定碎石設(shè)計層厚度待60.265石灰粉煤灰碎石20015000360000.70.36級配碎石2002300230007新建路基45表1.2圖1.1最終確定的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案如下：40mm細粒式瀝青瑪蹄脂碎石+80mm中粒式瀝青混凝土+100mm密級配瀝青碎石+152mm水泥穩(wěn)定碎石+200mm石灰粉煤灰碎石+200mm級配碎石+新建路基。（2）假定路基為中濕狀態(tài)：新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算：本路段路面設(shè)計新建路面面層數(shù)為5層，采用標準軸載BZZ-100，路面的設(shè)計彎沉值為19.2（0.01mm），路面的設(shè)計層層位是第4層，最小設(shè)計厚度150mm。面層各層設(shè)計參數(shù)：層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（mm）20℃平均抗壓15℃平均抗壓劈裂強度（MPa）容許底層拉應力（MPa）模量（MPa）標準差（MPa）模量（MPa）標準差（MPa）1細粒式瀝青混凝土4014000200001.20.32中粒式瀝青混凝土6012000160001.00.253粗粒式瀝青混凝土809000120000.80.24水泥穩(wěn)定碎石設(shè)計層厚度待60.265水泥石灰砂礫土180550055000.40.136新建路基45表1.3圖1.2最終確定的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案如下：80mm細粒式瀝青混凝土+60mm中粒式瀝青混凝土+80mm粗粒式瀝青混凝土+360mm水泥穩(wěn)定碎石+260mm水泥石灰砂礫土+新建路基。為了保證路面穩(wěn)定性，建議以中濕狀態(tài)配置路面結(jié)構(gòu)層。1.1.5新建路面交工驗收彎沉值及最大拉應力（1）假設(shè)路面為干燥狀態(tài)：項目彎沉值路面頂面交工驗收彎沉值（LS）（0.01mm）層數(shù)數(shù)值路基頂面交工驗收彎沉值（LS）（0.01mm）207新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗收彎沉值118.9220.6324.3430.15556174.2新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應力（σ）（MPa）層數(shù)1-0.122-0.0093-0.07240.02950.198表1.4（2）假設(shè)路面為中濕狀態(tài)：項目彎沉值路面頂面交工驗收彎沉值（LS）（0.