沥青路面结构设计示例
沥青混合料配合比设计案例

沥青混合料配合比设计案例【题目】试设计某高速公路沥青混凝土路面用沥青混合料。
【原始资料】1.道路等级:高速公路。
2.路面类型:沥青混凝土。
3.结构层位:三层式沥青混凝土的上面层.4.气候条件:最低月平均气温为-8˚C。
5.沥青材料:可供应重交通AH-50、AH-70和AH-90,经检测技术性能均符合要求。
6.碎石:石灰石轧制碎石,洛杉矶磨耗率12%,粘附性(水煮法)5级,表现密度2700kg/m3。
7.石屑:洁净,表观密度2650 kg/m3。
8.矿粉:石灰石磨细石粉,粒度范围符合技术要求,无团粒结块,表观密度2580 kg/m3。
【步骤】1.矿料配合比设计(1)确定沥青混合料类型因为道路等级为高速公路、路面类型为沥青混凝土,路面结构为三层式沥青混凝土上面层,为使上面层具有较好的抗滑性.按表选用细粒式I型(AC-13I)沥青混凝土混合料。
(2)确定矿料级配范围按表6-3(3)矿料配合比计算①将规定的矿质混合料级配范围中值换算成分计筛余中值计算结果列于上表第6~8栏②计算碎石在矿质混合料中用量X = aM(4.75)/ aA(4.75)×100%= 21.0 / 49.9 ×100%=42.1%③计算矿粉在矿质混合料中用量Z = aM(<0.075)/ aC(<0.075)×100%= 6.0 /85.3 ×100%=7.0%④计算石屑在混合料中用量Y=100-(X+Z )=100-(42.1+7.0)=50.9% ⑤校核:结果列入下表,该合成配合比符合要求2、确定最佳沥青用量通过马歇尔稳定度试验,初步确定沥青最佳用量;然后进行水稳性和动稳定度试验校核调整 ①制备试样:当地气候条件最低月平均温度为-8˚C ,属于温区,采用AH-70沥青。
根据表6-3所列的沥青用量范围,AC-13Ⅰ的沥青用量为4.5%~6.5%。
按实践经验,选取沥青用量5.0%~7.0%、0.5%间隔变化,制备5组试件②测定物理指标⏹ 表观密度ρs ⏹ 理论密度ρt⏹ 空隙率VV=(1-ρs/ρt )×100% ⏹ 沥青体积百分率 V A⏹ 矿料间隙率VMA=VV+V A⏹ 沥青饱和度VFA= V A /VMA ×100%③测定力学指标马歇尔试验测定结果汇总如表并在表中列出现行规范要求的高速公路AC-13Ⅰ型沥青④马歇尔试验结果分析—OAC绘制沥青用量与物理—力学指标关系图表观密度空隙率饱和度稳定度流值⏹ 根据密度、稳定度和空隙率确定最佳沥青用量初始值1由图可见:表观密度最大值的沥青用量a 1=6.20%;稳定度最大值的沥青用量a 2=6.20%;空隙率范围的中值的沥青用量a 3=5.60%,计算 OAC1=(a1+a2+a3)/3=6.0%⏹ 根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定沥青最佳用量初始值2各项指标都符合沥青混合料技术指标要求的沥青用量范围OACmin ~OACmax=5.30%~6.45%OAC2=(OACmin+OACmax )/2=5.9%⏹ 根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量OAC 检查按OAC1求取的各项指标值是否符合技术标准同时检验VMA 是否符合要求,如能符合时⏹ OAC= (OAC1+OAC2)/2=6.0%根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量 i. 对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路: OAC2~OACmin 范围内决定,但不宜小于OAC2的0.5% ii. 对寒区道路以及一般道路OAC2~OACmax 范围内决定,但不宜大于OAC2的0.3%由于当地属于温区,并考虑高速公路为渠化交通,要防止出现车辙,选择在中限值OAC2与下限值OACmin 之间选取一个最佳用量OAC’=5.6%⑤水稳定性检验 采用沥青用量为6.0%和5.6%制备马歇尔试件,测定标准马歇尔稳定度及浸水48h 后马歇尔稳定度,试验结果列于表,浸水残留稳定度均大于75%,符合标准要求。
沥青混凝土路面施工组织设计

第一章工程概况一、工程概况本工程位于咸阳市城市规划区的北部,是咸阳城区连接咸阳---西安航空港南北向交通主干道之一。
为改建道路,它南起文林路北半幅,沿现状咸周公路经咸宋路至机场J号匝道,道路设计全长7139.922米。
本标段为G标段,桩号6+100---7+139.922.,全长为1039.922米。
二、路面结构设计A、机动车道路路面结构:(宽23米)面层:AC-13、I型、细粒式沥青混凝土4厘米联结层:AM--25 中粒式沥青碎石5厘米乳化沥青透层油: 1.2KG/米2基层:二灰碎石(石灰:粉煤灰:碎石=7.5:17.5:75)23 厘米底基层:石灰土(含灰量12%) 30 厘米B、非机动车道路面结构:(宽5*2米,双向)面层:AC-13、I型、细粒式沥青混凝土5厘米乳化沥青透层油: 1.2KG/米2基层:二灰碎石(石灰:粉煤灰:碎石=7.5:17.5:75)20 厘米C、人行道路面结构:(直线段1.55*2米宽,盘道部分6米宽)面层:C30彩色釉面砖250*250*50 5厘米座浆层:M7.5干硬性水泥砂浆3厘米基层:石灰土(含灰量12%) 20厘米D、排水部分:排水主干管为玻璃钢夹砂管(管径D500—D700,过街管为钢筋砼管D300)三、施工准备工作在投标阶段的基础上进一步对工程的性质、规模、图纸、技术要求、标准、周边环境、地质情况等作了认真、充分的研究,并为一旦中标后的进场施工作准备。
1.技术准备工作(1)落实项目部人选,组建强有力的项目经理部,并落实参与本项目施工人员。
(2)熟悉、审查设计图,参加设计交底和图纸会审。
(3)复测控制桩并制定测量方案。
(4)做好技术交底和培训,安排好有关的试验工作。
2 .施工准备工作(1)编制施工计划,安排施工程序,协调各工序及专业间的配合工作。
(2)落实相应的专业施工队伍,并进行施工前培训和教育。
(3)编制材料和设备供应计划并组织供应,安排非标准件加工以及施工机具的维修保养工作。
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
沥青路面结构方案设计图

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。
第12章 沥青路面设计

1)沉陷 2)车辙 3)疲劳开裂 4)低温缩裂 5)反射裂缝 6)推移、拥包 7)松散、坑槽
Chongqing Jiaotong University 重庆交通大学
第12章 沥青路面设计
沥青路面设计标准
由于沥青路面破坏模式和原因较为复杂,因此应选择既能反映沥青路 面主要破坏特点,同时又能在路面结构设计中起到控制作用的临界破坏 状态和设计标准。目前,国内外的设计方法均以开裂和变形为沥青路面 的两大主要破坏模式。 r [ r ] (1)疲劳开裂 r [ r ]
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第12章 沥青路面设计
路面结构组合设计的原则
Chongqing Jiaotong University
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第12章 沥青路面设计
路面结构组合设计的原则
(3)考虑结构层自身结构特征 注意相邻层次的相互影响,尽量避免和消除相邻层次间的不利影响。例如, 沥青面层不能直接铺筑于碎(砾)石基层上,而宜在其间设沥青碎石作过渡 层,以防止由于基层的松动而造成面层不平整或变形开裂。又如,在无机结 合料稳定类半刚性基层上铺筑沥青混凝土,为防止和减缓基层干缩和温缩开 裂而引起面层反射裂缝,通常宜适当加厚面层,或者设置沥青碎石、级配碎 石等联结层。此外,在软弱潮湿的路基上,不宜直接铺筑碎(砾)石基层, 以防止污染基层或产生过大的变形。
路面设计弯沉值
弯沉值的大小反映了路基路面的整体强度。在达到相同的路面破 坏状态时,回弹弯沉值大小同作用于路面的行车荷载累计作用次数 或使用寿命成反比关系。
轮载累计重复作用次数N与此时路表面回弹弯沉的关系,可通过对 已使用多年的各类路面进行弯沉测定,并调查路面已承受的累计交通量, 经整理分析后得出。 在使用期末不利季节,路面处于临界破坏状态时的实测回弹弯沉, 称为路面的容许弯沉值。 将容许弯沉值同该路面在使用期间标准轴载累计作用次数相关联, 得
沥青混凝土路面设计程序第3版-计算实例

算例一:无机结合料基层沥青路面结构1.环境参数某高速公路,设计车速100km/小时,设计使用年限15年。
所在地区自然区划属Ⅱ-2区,沥青路面气候分区属2-2区,年均降雨量607毫米,年平均气温11.6℃,月平均气温最低为-3.2℃,月平均气温最高为24.8℃,多年最低气温为-20℃。
2.交通参数对应于无机结合料层层底拉应力的当量设计轴载累计作用次数为 1.51×109次,对应于沥青混合料层永久变形量的当量设计轴载累计作用次数为 2.15×107次。
3.初拟路面结构表1.1 初拟水泥稳定碎石基层沥青路面结构结构层材料类型厚度(mm)面层AC13 (SBS改性沥青) 40 AC20(90号道路石油沥青) 60 AC25(90号道路石油沥青) 80基层水泥稳定碎石380底基层级配碎石1804.材料参数⑴路基顶面回弹模量路基为受气候影响的干燥类,土质为低液限黏土。
参考《公路路基设计规范》(JTG D30-2015),低液限黏土路基标准状态下回弹模量取70MPa,回弹模量湿度调整系数k s取0.95,干湿与冻融循环作用折减系数kη取0.80,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为53MPa,满足规范规定。
⑵级配碎石底基层模量根据试验测定结果,经湿度调整后,级配碎石底基层模量为300MPa。
⑶水泥稳定碎石基层模量和弯拉强度根据试验测定结果,水泥稳定碎石材料弹性模量为24000MPa,乘以结构层模量调整系数0.5,水泥稳定碎石基层模量为12000MPa,弯拉强度为1.8MPa。
⑷沥青面层模量根据试验测定结果,20℃、10Hz时,SBS改性沥青AC13表面层模量为11000MPa,90号道路石油沥青AC20中面层和AC25下面层模量为10000MPa。
⑸泊松比根据规范表5.6.1,路基泊松比取0.40,级配碎石底基层取0.35,沥青混合料面层和水泥稳定碎石基层取0.25。
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7.2路面结构设计7.2.1路面结构设计步骤新建沥青路面按以下步骤进行路面结构设计:(1) 根据设计任务书和路面等级及面层类型,计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。
(2) 按路基土类型和干湿状态,将路基划分为几个路段,确定路段回弹模量值。
(3) 根据已有经验和规范推荐的路面结构,拟定几中可能的路面结构组合及厚度方案,根据选用的材料进行配合比实验及测定结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度,确定各结构层材料设计参数。
(4) 根据设计弯沉值计算路面厚度。
对二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层,应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。
如不满足要求,或调整路面结构层厚度,或变更路面结构层组合,或调整材料配合比,提高材料极限抗拉强度,再重新计算。
7.2.2 路面结构层计算该路位于中原黄河冲积平原区,地质条件一般为a)第一层:冲积土;b)第二层:粘质土;c)第三层:岩石。
平原区二级汽车专用沥青混凝土公路,路面使用年限为12年,年预测平均增长率为6%。
(1)轴载分析本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载,以BZZ-100表示。
标准轴载的计算参数按表7-1确定。
表7-1标准轴载计算参数表7-2起始年交通量表1)以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力 ① 轴载换算各级轴载换算采用如下计算公式:4.351121()ki i i p N c c n p==∑ (7-1) 式中:N 1—标准轴载的当量轴次,次/日;n i —被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日; P —标准轴载,kN ;P i —被换算车辆的各级轴载,kN ; k —被换算车辆类型;C 1—轴数系数,C 1=1+1.2(m -1),m 是轴数。
当轴间距大于3m 时,按单独的一个轴载计算,当轴间距小于3m 时,应考虑轴系数; C 2—轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轮组为0.38。
计算结果如下表7-3所示。
表7-3 轴载换算结果表(弯沉)注:轴载小于25kN 的轴载作用不计。
② 累计当量轴次为:112[(1)1]365(10.06)1365682.770.600.062522505t e N N γηγ+-⨯=+-=⨯⨯⨯=次(7-2)式中:N e —累计当量轴次;η—车道系数,规范规定二级公路η值为0.60~0.70,取0.60; t —路面使用年限,二级公路取12年;γ—年预测平均增长率,二级路取6%;N 1—标准轴载的当量轴次,次/日。
2)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 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 1'=∑C 1'*C 2'*n i (p i /p)8 (7-3)计算结果如表7-4所示。
表7-4 轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力) 注:轴载小于50kN 的轴载作用不计。
② 累计当量轴次参数值同上,累计当量轴次N e '为:''112[(1)1]365(10.06)1365694.650.600.062566396t e N N γηγ+-⨯=+-=⨯⨯⨯=次(7-4)(2)路面结构组合材料选取经计算路面设计使用年限内一个车道上累计标准轴次为250万次左右,根据规范推荐结构,并考虑到当地材料供用条件,决定面层采用沥青混凝土路面(6cm ),基层采用水泥混凝土稳定基层(水泥碎石15cm ),底基层采用石灰稳定土(厚度待定)。
(3)各层材料的抗压模量与劈裂强度的选定查邓学均主编的《路基路面工程》表14-13、14-14,得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。
路面设计弯沉值计算路面结构厚度时,取20℃的抗压模量,中粒式密级配沥青混凝土E 1=1400Mpa ,验算层底弯拉应力时,取15℃的抗压模量,中粒式沥青混凝土E 1=1800 Mpa 。
水泥稳定碎石E 2=1300 Mpa ;石灰稳定土E 3=600 Mpa 。
各层材料劈裂强度:中粒式沥青混凝土1σ=1.2 Mpa ;水泥稳定碎石2σ=0.5 Mpa ;石灰稳定土3σ=0.35 MPa 。
(4)土基回弹模量的确定该路段处于Ⅳ2区,为粘质土,稠度0.9,查邓学均主编的《路基路面工程》表14-9得土基回弹模量E 0=23.0Mpa 。
(5)设计指标的确定 ① 设计弯沉值d l0.2600d e c s b l N A A A -= (7-5)式中:d l —路面设计弯沉值(0.01mm ); A c —公路等级系数,二级公路为1.1; A s —面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0;A b —基层类型系数,对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm 时,A b =1.0;所以:d l =600⨯2522505-0.2⨯1.1⨯1.0⨯1.0=34.61(0.01mm ) ② 各层材料容许层底拉应力/R SP S K σσ= (7-6)式中:R σ—路面结构层材料的容许拉应力,MPa ;SP σ—结构层材料的极限抗拉强度,MPa ,由实验确定。
我国公路沥青路面设计规范采用极限劈裂强度;S K —抗拉强度结构系数。
沥青混凝土面层: 0.220.220.09 1.025225050.09/ 1.1ec Ks A N A α⨯⨯===2.10/R SP S K σσ==1.2/2.10=0.57MPa水泥稳定碎石: 0.110.110.3525663960.35/ 1.1ec Ks N A ⨯===1.61/R SP S K σσ==0.5/1.61=0.31MPa石灰土:0.110.110.4525663960.45/ 1.1ec Ks N A ⨯===2.07/R SP S K σσ==0.35/2.07=0.17 MPa式中:A a —沥青混合料级配系数;细、中粒式沥青混凝土为1.0,粗粒式沥青混凝土为1.1;A c —公路等级系数,二级公路取1.1。
(6)设计资料总结经计算路面设计弯沉值为34.61(0.01mm ),相关设计资料汇总如表7-5。
表7-5 设计资料汇总表(7)确定石灰土层厚度 ① 计算容许弯沉值R l0.21.11.1 1.00.0632522505R c s e B l A A N β==⨯⨯=cm (7-7) 式中:R l —容许回弹弯沉值,cm ;N e —累计当量轴载作用次数;B —回归系数,取1.1; β—R l 随N 改变的变化率。
② 计算弯沉综合修正系数F0.360.360.380.3800.06323.0 1.63() 1.63()2210.650.7S lE F p δ⎛⎫⎛⎫==⨯⨯ ⎪⎪⨯⎝⎭⎝⎭=0.627 (7-8)式中:F —弯沉综合修正系数;S l —路面实测弯沉值,在计算路面厚度时,可用容许弯沉值;P 、δ—标准车型的轮胎接地压强(MPa )和当量圆半径(cm ),通常P 取0.7MPa ,δ取10.65cm ; E 0—土基回弹模量。
③ 计算理论弯沉系数c a10.063140020.7210.650.627R c l E p Fαδ⨯⨯==⨯⨯⨯=9.43 (7-9)用三层体系为计算体系,将四层体系按照弯沉等效的原则换算为三层体系。
换算图式如图7-1所示。
图7-1 多层体系换算示意图由已知参数求得:60.56310.65hδ== ;2113000.931400E E ==;0223.00.01761300E E ==; 查邓学均主编的《路基路面工程》P 360页图14-14三层体系表面弯沉系数诺谟图,可得α=5.80,K 1=1.87。
由公式 21ca K K α=(7-10) 得: 219.435.8 1.87c K K αα==⨯=0.87由K 2=0.87,020.0176E E =,0.563h δ=,查诺谟图得: 3.3Hδ= 则 H=3.3×10.65==35.15cm ; ④ 计算石灰土底基层厚度h 3 根据公式 233 2.42.4235.15156001300H h h E E --===27.80 cm (7-11)取最小厚度h 3=28.0 cm 。
由于本路段属于Ⅳ2区,常年无冻土出现,因此不必进行防冻验算。
(8)各层底弯拉应力的验算先把四层体系换算成当量三层体系,此时第一层用15℃抗压模量,其余各层抗压模量不变,换算成当量层三层体系如图7-2所示。
图7-2 体系换算示意图① 确定允许弯拉应力查表知沥青混凝土和石灰土的抗弯拉强度分别为:1.2A S =MPa ,0.35L S =MPa ;沥青混凝土和石灰土的抗拉强度结构系数分别为:0.20.20.120.122522505 2.081.1SA e C K N A ==⨯= (7-12) 0.10.10.40.42566396 1.591.1SL e C K N A =⨯=⨯= (7-13) 其容许弯拉应力分别为:1.20.582.08A RA SAS K σ===MPa (7-14)0.350.221.59L RL SL S K σ===MPa (7-15)② 验算弯拉应力沥青混凝土层和水泥稳定碎石的计算回弹模量分为E 1=1800MPa ,E 2=1300MPa ,石灰土为E 3=600 MPa 。
a )结构上层等效换算:16h h ==cm 换算公式为:23152863.42H h h ==⨯=cm (7-16)又60.56310.65hδ==,2113001800E E ==0.72,换算后的三层体系其上层及中 下层间均是连续接触,查诺谟图知σ为负值,故112r p m m σσ=为负值。
0.20.20.120.122522505 2.081.1s e c K N A ==⨯= (7-17) 11.20.582.08A RA r S S K σσ===> (7-18) 即面层设计满足要求。
b )验算石灰土层的弯拉应力215h h h === 21.5cm (7-19)由323.00.038600E E ==,2810.65Hδ==2.63,查诺谟图可得0.34σ=; 又320.33E E =,查诺谟图可得1n =1.04;以及21.5 2.0210.65h δ==,查诺谟图可得20.78n =。
120.70.34 1.040.780.19L p n n σσ==⨯⨯⨯=MPa (7-20)可见,L RL σσ<设计满足要求。
故h 3=28cm 也满足要求。
综上所述,路面结构各层厚度分别取h 1=6cm ,h 2=15cm ,h 3=28cm 。
经过上述的设计,计算及验算,最终拟定路面结构图如图7-3所示。
水泥稳定碎石土基石灰土中粒式沥青混凝土图7-3 路面结构示意图。