沥青、混泥土路面课程设计.doc

路基路面课程设计湘潭大学课程名称： 路基路面工程 学 院： 土木工程与力学学院专 业： 土 木 工 程 学 号： 2012800118 年 级： 2012级 学生姓名： 陈龙 指导教师： 王志超 目录1 基本设计资料 12 沥青路面设计 12.1轴载分析 12.2 结构组合与材料选取 42.3 计算设计弯沉和结构强度系数K 42.4 确定设计参数 52.5 计算确定容许弯拉应力 62.6 计算路表弯沉和底层拉应力 62.7 厚度计算 62.8 防冻层厚度检验 92.9 方案技术经济比较 93 水泥混凝土路面设计 103.1 交通量分析 103.3 初拟路面结构 113.3 确定材料参数 123.4计算地基综合回弹模量 123.5 计算荷载疲劳应力 133.5.1设计轴载下的荷载应力计算 133.5.1设计轴载下的荷载应力计算 133.6 计算温度疲劳应力 143.7设计方案优化 153.8防冻厚度检验和接缝设计 153.9 结构设计图 15参考文献 16151 基本设计资料该路段设计年限15年，交通量年平均增长6.11%，车道系数η=0.45，该路段处于中国公路自然区划IV5区，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道2×7.5m，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段，设计任务书要求收费站采用水泥混凝土路面，其他路段采用沥青混凝土路面。

路基土为粉质中砂性土，潮湿路段E0=19Mpa，中湿路段E0=29Mpa，干燥路段E0=30Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应车型双向交通量小客车SH-130912大客车SH-141173跃进牌NJ-130647东风牌EQ-140344黄河JN-150420日野 KB22286太脱拉13894表1-1交通组成及交通量表注：上表为双向交通量调查结果（学号末位是1的同学，用第一组、以此类推，其中，平均年增长率6.xx，“xx”代表学号的倒数第三位、第二位数字陈龙，学号为“2012800118”的同学，就选用第八组数据，年平均增长率取“6.11”）2 沥青路面设计 2.1轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100标准轴载的计算参数按表3-1确定表3-1 标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）1．5d﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。

式中：— 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数； — 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； — 标准轴载（）；— 各种被换算车型的轴载（）； C1— 轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38； C2— 轴数系数 — 被换算车型的轴载级别当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：式中：m—轴数表2-2 轴载换算结果车型（）（次/日）小客车SH-130前轴13.55119120.36后轴27.20119121.53大客车SH-141前轴23.00111730.46后轴63.501117312.94跃进牌NJ-130前轴15.30116470.18后轴 38.3116479.95东风牌EQ-140前轴23.7113440.66后轴69.21134469.35黄河牌JN-150前轴49.001142018.86后轴101.611420450.03日野KB222前轴50.2011864.29后轴104.301186103.28太脱拉138前轴51.4011945.20后轴2×80.0012.2941597.62∑N2274.7则其设计年限内一个车道上的累计量轴次： 式中 — 设计年限内一个车道的累计当量次数； t — 设计年限，由材料知，t=20年；— 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；— 设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.087；— 车道系数，由材料知η=0.5。

则：次﹙2﹚验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数式中：— 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数； — 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； — 标准轴载（）；— 各种被换算车型的轴载（）； —轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09 —轴数系数；车型（）（次/日）小客车SH-130前轴13.55119120.00后轴27.20119120.01大客车SH-141前轴23.00111730.00后轴63.50111731.47跃进牌NJ-130前轴15.30116470.00后轴 38.3116470.30东风牌EQ-140前轴23.7113440.00后轴69.21134418.09黄河牌JN-150前轴49.00114201.40后轴101.611420476.87日野KB222前轴50.2011860.35后轴104.301186120.44太脱拉138前轴51.4011940.46后轴2×80.0012.2948881.99∑N9501.38表2-3 轴载换算结果则其设计年限内一个车道上的累计量轴次为： 次。

2.2 结构组合与材料选取 初拟采用两种路面结构 根据交通状况，结构层的最小施工厚度等因素综合考虑，初拟各结构层厚度如下： 一方案:细粒式沥青混凝土 3cm中粒式沥青混凝土 5cm粗粒式沥青混凝土 7cm二灰碎石 20cm二灰土 ?以二灰土为设计层二方案:细粒式沥青混凝土 4cm 中粒式沥青混凝土 6cm 水泥稳定碎石 ?级配碎石 20cm 以水泥稳定碎石为设计层2.3 计算设计弯沉和结构强度系数K （用于沥青层） （用于二灰碎石和水泥碎石） （用于二灰土）取Ac=1.0,面层为沥青混凝土,As=1.0,半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,Ab=1.0 计算结果如下：Ld=600*8769584-0.2*1.0*1.0*1.0=24.5(0.01mm)(方案一)Ld=600*36630320-0.2*1.0*1.0*1.0=18.4(0.01mm)(方案二)细粒式沥青混凝土 K1=0.09*1.0*87695840.22/1.0=3.03中粒式沥青混凝土 K1=0.09*1.0*87695840.22/1.0=3.03粗粒式沥青混凝土 K1=0.09*1.1*87695840.22/1.0=3.33水泥碎石,二灰碎石:K2=0.35*366303230.11/1.0=2.38石灰土: K2=0.45*366303230.11/1.0=3.062.4 确定设计参数资料给出: E 0=120MPa 泊松比为0.35按试验规程规定的方法试验确定20℃的沥青混合料和其他结构层材料的抗压回弹模量E1。

15℃沥青混合料和其他结构层材料的弯拉回弹模量值E1，以及沥青混合料15℃弯拉强度和半刚性材料的弯拉强度值σsp，列于下表：材料名称沥青针入度抗压模量（）劈裂强度备注细粒沥青混凝土140020001.2~1.6,取1.4中粒沥青混凝土120018000.8~1.2,取1.0粗粒沥青混凝土100014000.6~1.0取0.8水泥稳定碎石15000.4~0.6,取0.55％～6％（配合比或规格要求）二灰土7500.2~0.3,取0.210：30：60（配合比或规格要求）二灰碎石15000.5～0.8取0.67：13：80（配合比或规格要求）级配碎石250符合级配要求,做底基层用2.5 计算确定容许弯拉应力 材料名称细粒沥青混凝土1.43.030.46中粒沥青混凝土1.03.030.33粗粒沥青混凝土0.83.330.26水泥稳定碎石0.52.380.21二灰土0.23.060.08二灰碎石0.62.380.302.6 计算路表弯沉和底层拉应力通过计算机程序计算，输入各项参数可得到计算结果，两个设计方案中的设计层厚度未定，先假设初始厚度，若计算不满足不等式，再调整厚度，直至满足为止。

2.7 厚度计算方案一厚度计算新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5。