我国沥青路面设计方法及典型实例
沥青路面设计计算实例

沥青混凝土路面计算书一、轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。
1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 3)轴载换算:轴载换算的计算公式:N= 4.35121()ki i i PC C n P =∑2)累计当量轴次:根据设计规范,二级公路沥青路面的设计年限取15年,双车道的车道系数取0.6 累计当量轴次:()'111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=()151 5.4%1365×885.380.65.4%⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯ =4312242(次) 3)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次注:轴载小于50kN 的轴载作用不计验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式:N=8121()ki i i PC C n P =∑(2)累计当量轴次:()'111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦==()151 5.4%1365×505.650.65.4%⎡⎤+-⨯⎣⎦⨯=2462767.6(次) 二、结构组合与材料选取根据规范推荐结构,并考虑到公路沿途筑路材料较丰富,路面结构采用沥青混凝土(15cm ),基层采用二灰碎石(20cm ),基底层采用石灰土(厚度待定)。
二级公路面层采用三层式沥青面层,表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 (厚度3cm ), 中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 (厚度5cm ), 下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 (厚度7cm )。
三、各层材料的抗压模量与劈裂强度抗压模量取20℃的模量,各值均取规范给定范围的中值,因此得到20℃的抗压模量: 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 , 二灰碎石为 1500MPa , 石灰土为 550MPa 。
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 , 二灰碎石为 0.5MPa , 石灰土为 0.225MPa 。
(整理)沥青路面设计计算实例

沥青混凝土路面计算书一、轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。
1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 3)轴载换算:轴载换算的计算公式:N= 4.35121()ki i i PC C n P =∑2)累计当量轴次:根据设计规范,二级公路沥青路面的设计年限取15年,双车道的车道系数取0.6 累计当量轴次:()'111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=()151 5.4%1365×885.380.65.4%⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯ =4312242(次) 3)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次注:轴载小于50kN 的轴载作用不计验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式:N=8121()ki i i PC C n P =∑(2)累计当量轴次:()'111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦==()151 5.4%1365×505.650.65.4%⎡⎤+-⨯⎣⎦⨯=2462767.6(次) 二、结构组合与材料选取根据规范推荐结构,并考虑到公路沿途筑路材料较丰富,路面结构采用沥青混凝土(15cm ),基层采用二灰碎石(20cm ),基底层采用石灰土(厚度待定)。
二级公路面层采用三层式沥青面层,表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 (厚度3cm ), 中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 (厚度5cm ), 下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 (厚度7cm )。
三、各层材料的抗压模量与劈裂强度抗压模量取20℃的模量,各值均取规范给定范围的中值,因此得到20℃的抗压模量: 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 , 二灰碎石为 1500MPa , 石灰土为 550MPa 。
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 , 二灰碎石为 0.5MPa , 石灰土为 0.225MPa 。
沥青路面设计计算案例

沥青路面设计计算案例一、新建路面结构设计流程(1)根据设计要求,按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次,确定设计交通量与交通等级,拟定面层、基层类型,并计算设计弯沉值或容许拉应力。
(2)按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,将路基划分为若干路段,确定各个路段土基回弹模量设计值。
(3)参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案,根据工程选用的材料进行配合比试验,测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等,确定各结构层的设计参数。
(4)根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。
如不满足要求,应调整路面结构层厚度,或变更路面结构组合,或调整材料配合比,提高材料极限抗拉强度,再重新计算。
(5)对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。
(6)进行技术经济比较,确定路面结构方案。
需要注意的是,完成结构组合设计后进行厚度计算,厚度计算应采用专业设计程序。
有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。
二、计算示例(一)基本资料1.自然地理条件新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区,拟采用沥青路面结构进行施工图设计,填方路基高1.8m,路基土为中液限黏性土,地下水位距路床表面2.4m,一般路基处于中湿状态。
2.土基回弹模量的确定该设计路段路基处于中湿状态,路基土为中液限黏性土,根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。
3.预测交通量预测竣工年初交通组成与交通量,见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0%.(二)根据交通量计算累计标准轴次Ne ,根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。
解:1.计算累计标准当量轴次 标准轴载及轴载换算。
路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ-100表示,根据《沥青路面设计规范》规定,新建公路根据交通调查资料,主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量,即除桑塔纳2000外均应进行换算。
沥青路面工程设计方案

沥青路面工程设计方案一、工程概况本工程为XX城市某道路沥青路面改造工程,道路全长约3公里,路面宽度为25米,设计车速为50公里/小时。
路面结构层由基层、底基层、面层组成。
基层采用水泥稳定碎石,底基层采用级配碎石,面层采用沥青混凝土。
二、设计原则1. 确保路面结构层的整体稳定性和耐久性。
2. 满足交通荷载和气候环境的要求。
3. 经济合理,降低工程成本。
4. 施工方便,提高施工质量。
三、设计依据1. 国家和行业标准《城市道路设计规范》、《公路沥青路面设计规范》等。
2. 工程地质勘察报告。
3. 交通流量调查分析报告。
4. 气候环境资料。
四、路面结构设计1. 基层:采用水泥稳定碎石,厚度为200mm。
2. 底基层:采用级配碎石,厚度为150mm。
3. 面层:采用沥青混凝土,厚度为100mm。
五、材料选择1. 水泥:选用42.5级普通硅酸盐水泥。
2. 碎石:基层采用粒径小于25mm的碎石,底基层采用粒径小于30mm的碎石。
3. 沥青:面层采用AH-70沥青。
六、施工工艺及质量控制1. 基层施工:采用水泥稳定碎石,按设计配合比进行拌合,分层摊铺,分层压实。
2. 底基层施工:采用级配碎石,按设计配合比进行拌合,分层摊铺,分层压实。
3. 面层施工:采用沥青混凝土,按设计配合比进行拌合,摊铺时注意控制温度和速度,确保沥青混凝土的密实度。
七、施工组织和管理1. 施工前应进行详细的施工组织设计,明确施工流程、施工顺序、施工方法等。
2. 施工过程中,严格遵循施工组织设计,确保施工质量。
3. 加强施工现场的管理,确保施工安全、环保和文明施工。
八、工程量和投资估算1. 工程量:根据设计图纸和工程量清单进行计算。
2. 投资估算:根据工程量和材料、设备、人工等费用进行估算。
九、施工进度计划根据工程量和施工工艺,编制详细的施工进度计划,确保工程按时完成。
十、质量保修1. 施工完成后,进行质量验收,确保工程质量符合设计要求。
2. 施工单位应承担一定的质量保修期,对出现的质量问题进行修复。
我国沥青路面设计方法及典型实例

我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求; (1)轮隙中间路表面(A点)计算弯沉值小于或等于设计弯沉值(2)轮隙中心下(C点)或单圆荷载中心处(B点)的层底拉应力应小于或等于容许拉应力3、弯沉概念(1)回弹弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。
(2)残余弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。
(3)总弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形(回弹弯沉+残余弯沉)。
(4)容许弯沉:路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。
(5)设计弯沉:是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。
4、弯沉测定;(1)贝克曼法:传统检测方法,速度慢,静态测试,试验方法成熟,目前为规范规定的标准方法。
(2)自动弯沉仪法:利用贝克曼法原理快速连续测定,属于试验范畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼进行标定换算。
(3)落锤弯沉仪法:利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉,属于动态弯沉,并能反算路面的回弹量,快速连续测定,使用时应用贝克曼进行标定换算。
5、设计弯沉的调查与分析(1)我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态,以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准,从表中所列的外观特征可知,这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。
(2)对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现,外观等级数愈高,弯沉值愈大,并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。
因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。
6、设计弯沉值; 设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。
可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。
7、容许弯拉应力对沥青混凝土的极限劈裂强度,系指15℃时的极限劈裂强度;对水泥稳定类材料龄期为90d 的极限劈裂强度(MPa);对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa),水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa) 。
沥青路面设计步骤

沥青路面
一、沥青路面的设计方法和理论
设计方法的分类 1、经验,半经验法——使用经验或试验路结果为依 据 2、理论法——以弹性理论为基础,并由试验确定计 算参数的力学方法,综合考虑了车辆荷载,交通 量,环境因素以及材料特性影响。 我国沥青路面设计方法属于第2种
二、我国沥青路面的设计理论
公路沥青路面设计规范采用双圆垂直均布荷载作 用下的多层弹性层状体系理论,以设计弯沉值为 路面整体刚度的设计指标,计算路面结构层厚度。 对高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土 面层和半刚性材料基层、底基层应进行弯拉应力 验算。 用多层弹性体系理论进行路面结构计算时,应考 虑各层间接触的条件。我国现行规范采用完全连 续体系为层间接触条件。
路面改造方案及新老路面拼接
新建路面结构
半刚性基层的强基 厚面式路面,既有半刚 性基层整体性强的优点, 又通过加大面层厚度抑 制了半刚性基层裂缝对 面层的影响,故值得继 续推广应用。
SMA13 SUP20
(4cm) (8cm)
SUP25
(8cm)
(36cm) (20cm)
水稳碎石 水稳再生料
1、结构组合设计原则
2、结构组合设计的基本步骤:
1)沥青面层结构
(1)沥青面层分层 沥青面层直接经受车轮荷载反复作用和各种自然因素的影响, 并将荷载传递到基层及以下的结构层。沥青面层可分为单层、 双层、三层结构。双层结构分为表面层、下面层;三层结构分 为表面层、中面层、下面层。 表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久的性能;中、下 面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实、基本不透水的性能; 下面层应具有耐疲劳开裂的性能。 高速公路、一级公路一般选择三层沥青面层结构;二级、三级 公路一般选用双层结构;三级、四级公路一般可采用双层沥青 表面处治结构。
一级公路沥青路面结构设计计算实例

一级公路沥青路面结构设计计算实例一级公路是国家重点建设的高速公路,需要经过严格的设计计算才能确保路面的质量和安全。
下面是一级公路沥青路面结构设计的一个实例,包括路基设计、沥青路面厚度计算以及路面结构层的设计。
1.路基设计:路基是公路的基础层,承受着交通荷载的传递和分布。
路基设计主要考虑的因素包括:土质和胀缩性,交通量和荷载频率,基床沉降和变形,以及排水和防渗等。
在这个实例中,我们以典型的路基设计参数为例进行计算。
根据实际情况,我们假设路基的土质为砂土,没有明显的胀缩性。
交通量为每天6000辆,荷载频率为20,基床沉降和变形可容许值为30mm,路基的排水和防渗设计要求满足A2级。
计算方法:首先,计算基床厚度:H_base = 0.05 * N * P * f (单位:m)其中,N为每天通过的车辆数,P为荷载频率,f为修正系数,根据表1查得当P=20时,f=1.0。
带入数据,我们得到基床厚度 H_base = 0.05 * 6000 * 20 * 1.0 = 600mm。
然后,计算沥青路面的修正系数 k :k = H_base / (H_base + H) ,其中,H为沥青路面厚度。
根据实际情况和设计要求,可以选择不同宽度的沥青路面厚度。
2.沥青路面厚度计算:在这个实例中,我们选择沥青路面的宽度为6m,根据设计要求,计算沥青路面的厚度。
计算方法:首先,计算水平交通荷载分布系数:Z=1.28+0.03W+0.003W^2,其中,W为车道的有效宽度。
带入数据,我们得到Z=1.28+0.03*6+0.003*6^2=1.67然后,计算沥青路面最小厚度:H_min = (P * Z) / k ,其中,P为荷载频率。
带入数据,我们得到H_min = (20 * 1.67) / (0.6) ≈ 55.7mm。
最后,根据设计要求,选择适当的沥青路面厚度为70mm。
3.路面结构层设计:路面结构层是由多层不同材料组成的,可以有效地承受交通荷载并分散载荷。
沥青路面结构设计计算案例

• ①轴载换算
• 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式
为:
N
k i 1
C1C2ni
Pi P
8
• 计算结果如下表所示。
轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力)
车型
Pi
C1′
C2′
前轴 58.6
1
18.5
黄河JN163 后轴 114.0
1
1
江淮HF150 后轴 101.5
• 5)设计指标的确定
• 对于一级公路,规范要求以设计弯沉值作为设 计指标,并进行结构层底拉应力验算。
• (1)设计弯沉值
• 路面设计弯沉值根据公式计算。该公路为一级 公路,公路等级系数取1.0,面层是沥青混凝土, 面层类型系数取1.0,半刚性基层,底基层基层 类型系数取1.0。
• 设计弯沉值为:
F
1.63
Ls
2000
0.38
E0 p
0.36
1.63
23.47
0.38 40 0.36
200010.65 论弯沉系数αc
ld
1000
2 p
E1
c
F
c
ld E1
• 根据设计规范,一级公路沥青路面的设计年 限取15年,四车道的车道系数是0.4~0.5, 取0.45。
Ne
1
t
1
365
N1
1 0.115 1 365 2092.3 0.45
0.1
10918939.8次 1092万次
(2)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量 轴次
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我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求;(1)轮隙中间路表面(A点)计算弯沉值小于或等于设计弯沉值(2)轮隙中心下(C点)或单圆荷载中心处(B点)的层底拉应力应小于或等于容许拉应力3、弯沉概念(1)回弹弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。
(2)残余弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。
(3)总弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形(回弹弯沉+残余弯沉)。
(4)容许弯沉:路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。
(5)设计弯沉:是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。
4、弯沉测定;(1)贝克曼法:传统检测方法,速度慢,静态测试,试验方法成熟,目前为规范规定的标准方法。
(2)自动弯沉仪法:利用贝克曼法原理快速连续测定,属于试验范畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼进行标定换算。
(3)落锤弯沉仪法:利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉,属于动态弯沉,并能反算路面的回弹量,快速连续测定,使用时应用贝克曼进行标定换算。
5、设计弯沉的调查与分析(1)我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态,以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准,从表中所列的外观特征可知,这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。
(2)对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现,外观等级数愈高,弯沉值愈大,并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。
因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。
6、设计弯沉值;设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。
可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。
7、容许弯拉应力对沥青混凝土的极限劈裂强度,系指15℃时的极限劈裂强度;对水泥稳定类材料龄期为90d的极限劈裂强度(MPa);对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa),水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa)。
沥青混凝土层的抗拉强度结构系数:无机结合料稳定集料类:无机结合料稳定细粒土类:8、路面结构的弯沉计算弹性层状理论是在一定假设条件下(半无限空间体、材料各向同性、均质体且不计自重)经过复杂的力学、数学推演的理论体系,假设条件与路面实际不完全相符合,这是导致理论与实际不一致的原因。
因此引入弯沉修正系数F,将理论弯沉值进行修正,使计算弯沉与实测弯沉值趋于接近。
弯沉修正系数:9、路面结构的弯拉应力计算理论最大拉应力系数:;实际设计时,该值通过程序计算得到。
10、路面结构的设计参数;需要得到的设计参数:其中:——是标准轴载累计作用次数;——是土基的回弹模量和泊松比;其它参数为土基以上结构层材料的模量和泊松比,其泊松比一般可取为0.25~0.35(强度高时取小值),弹性模量可取规范推荐值,或试验确定。
规范要求:(1)高速公路、一级公路施工图设计时应选取工程用路面材料实测设计参数;各级公路采用新材料时,也必须实测设计参数。
(2)高速公路、一级公路初步设计或二级及二级以下公路设计时可借鉴本地区已有的试验资料或工程经验确定。
11、土基回弹模量设计值的规定(1)新建公路初步设计时,可根据查表法(或现有公路调查法)、室内试验法、换算法等,经综合分析、论证,确定沿线不同路基状况的路基回弹模量设计值。
(2)通过现场测定路基回弹模量值与压实度、路基稠度或室内试验测定路基土回弹模量值与室内路基土CBR值等资料,建立可靠的换算关系,利用换算关系计算现场路基回弹模量。
(3)当路基建成后,在不利季节实测各路段路基回弹模量代表值,以检验是否符合设计值的要求。
现场实测方法宜采用承载板法,也可采用贝克曼梁弯沉仪。
若在非不利季节测试,则应进行修正。
(4)若现场实测路基回弹模量代表值小于设计值或弯沉值大于要求的检测值,应采取翻晒补压,掺灰处理或调整路面结构厚度等措施,以保证路基路面的强度和稳定性。
12、土基回弹模量室内试验的要求(1)应选择土料场,取土样,宜采用100mm直径承载板,按照现行的《公路土木试验规程》中的小承载板法试验要求进行试验。
回弹模量测试结果应采用下式修正:(2)试件制备应根据重型击实标准的最佳含水量,采用三组试样,每组三个试件,每个试件分别按重锤三层98次、50次、30次击实试件,测得不同压实度与其对应的回弹模量值,绘成压实度与回弹模量间的关系线,查图求得标准压实条件下的回弹模量值。
(3)路基回弹模量设计值,应考虑公路等级、不利季节和路基干湿类型的影响,采用下式计算:13、土基回弹模量取值方法(1)现场测试法:①承载板测试法:采用直径30cm的刚性承载板,在现场土基表面,通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法,测出每级荷载下相应的土基回弹变形值,采用1mm线性归纳法按下式计算测点处路基回弹模量值:②回弹弯沉测试:③落锤式弯沉仪:(2)查表法:①确定临界高度(根据自然区划、土质);②拟定土的平均稠度(根据路基设计高度与临界高度的关系,确定路基顶面以下80cm范围内不同深度的含水量,计算平均稠度;③预测土基回弹模量(根据平均稠度、土质、自然区划查表)(3)室内试验法:根据室内小承载板测得回弹模量,乘以折减系数。
(4)换算法:通过回归分析,确定特定地区、土质的CBR等现场试验数据与回弹模量的关系;14、结构层的回弹模量的要求;以路表弯沉值为设计指标时,设计参数采用抗压回弹模量。
对于沥青混凝土试验温度为20℃;以弯拉应力(应变)为设计指标时,拟验算的结构层采用弯拉回弹模量(对于沥青混凝土试验温度为15℃),其它结构层采用抗压回弹模量。
考虑到模量取值的不利组合,回弹模量的设计值取值:(1)计算路表弯沉值时,抗压回弹模量应按下式计算其设计值:(2)计算层底拉应力时,计算层以下各层的模量应采用上式计算其设计值;计算层及以上各层模量应采用下式计算其设计值:16、沥青结构层的回弹模量参数17、新建路面的厚度设计交通量已知,各层材料模量、泊松比、抗拉应力已知,除待设计层外各层厚度已知,需计算设计层厚度:设计过程:(1)根据拟定的结构层材料,确定设计弯沉计算公式中各参数,计算设计弯沉值;(2)目标:交工验收时轮隙中心实测路表弯沉小于等于设计弯沉;(3)通过诺模图或电算程序,查图或电算求出待设计层的厚度;(4)通过弯拉应力验算;(5)抗冻层厚度验算(6)技术经济比较18、新建路面的厚度设计程序实例:1、新建路面的厚度设计实例;甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路,在使用期内交通量的年平均增长率为10%。
该路段处于IV7区,为粉质土,稠度为1.0,沿途有大量碎石集料,并有石灰供给。
预测该路竣工后第一年的交通组成如表所示,试进行路面设计。
2、交通分析;(1)轴载换算(弯沉及沥青层弯拉应力分析时)(2)轴载换算(半刚性层弯拉应力分析时)(3)累计标准轴载作用次数(累计当量轴次)①作弯沉计算及沥青层底弯拉应力验算时:②作半刚性基层层底弯拉应力验算时:3、初拟结构组合和材料选取;(1)设计年限内一个行车道上的累计标准轴次为九百万次左右。
根据规范推荐结构,并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应,路面结构面层采用沥青混凝土(18cm),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)。
(2)采用三层式沥青面层,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)。
4、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。
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。
5、土基回弹模量的确定;该路段处于IV7区,为粉质土,稠度为1.0,查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”得土基回弹模量为40MPa。
6、设计指标的确定-设计弯沉值;本公路为一级公路,公路等级系数取1.0,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。
设计弯沉值为:7、设计指标的确定-容许拉应力(1)细粒式密级配沥青混凝土:(2)中粒式密级配沥青混凝土:(3)粗粒式密级配沥青混凝土:(4)水泥碎石:(5)石灰土:8、设计资料汇总;设计弯沉值为23.5(0.01mm)9、确定石灰土层厚度通过程序设计计算得到,石灰土的厚度为40.29cm,实际路面结构的路表实测弯沉值为23.5(0.01mm),沥青面层的层底均受压应力,水泥碎石层底的最大拉应力为0.2429MPa,石灰土层底最大拉应力为0.085MPa。
上述设计结果满足指标要求,底基层厚度40cm。