一级公路沥青路面结构设计计算实例
2017版公路沥青路面设计计算——胡威
88.8
0.0
0.0
132.8
660.3
164.5
302.1
241.1
1410.1
171.2
388.0
330.2
697.4
0.0
0.0
5479.9
3.7889967E+07
无机结合料稳定层层底拉应力
非满载车
满载车
209.2
2621.6
637.2
9829.6
11.8
2909.9
0.0
0.0
1042.0
疲劳试验回归系数b 12.52
kb 0.605 0.595 0.595
N f1
2.4563333E+08 1.4874454E+08 8.7655525E+08
计算结果
通过 通过 通过
第 2 页 共 3 页 制作人：胡威，未经允许禁止转载作为商业用途
现场综合修正系数：
无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命：
非满载车
满载车
路基顶面竖向压应变
非满载车
满载车
2类
0.8
2.8
0.5
35.5
0.6
2.9
3类
0.4
4.1
1.3
314.2
0.4
5.6
4类
0.7
4.2
0.3
137.6
0.9
8.8
5类
0.6
6.3
0.6
72.9
0.7
12.4
6类
1.3
7.9
10.2
1505.7
1.6
17.1
7类
1.4
6.0
某一级公路路面课程设计(包括沥青和混凝土路面计算)_pdf
Ac —公路等级系数，高速公路，一级公路 1.0，二级公路 1.1；
As —面层类型系数，沥青砼路面 1.0，沥青碎石为 1.1；
Ab —基层类型系数，水泥稳定碎石为 1.0。
② 容许拉应力计算
σR
=
σ SP KS
σ R —路面结构层材料的容许拉应力（MPa）；
σ SP —沥青砼的劈烈强度（MPa）；
N1 —路面竣工后第一年双向日均当量轴次（次/日）； ② 半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于 50KN 的各级轴载（包括前、后
轴）P i 的作用次数 n i ，均按下式换算成标准轴载 P 的当量作用次数 N＇。
∑ N＇=
k i =1
C1
′C
2
′ n1
(
P1 P
)8
式中： C1′ —轴数系数，当轴距小于 3m 时，轴系数 C1=1+2*（m-1）,m—轴数。
=
0.45N
0.11 e
/
Ac
= 0.45 × 58312420.11 /1.0 = 2.497
σ R = σ SP / K S = 0.24 / 2.497 = 0.096
5 路面结构层厚度 中湿路基类型时: ① 计算综合修正系数 F
F
=
1.6（3
ld 2000δ
)0.38 ( E0 p
) 0.36
H=?
E2=1400Mpa
h5=19cm, E4=700Mpa
h6=20cm, E5=100Mpa
E0=36.5Mpa
E0=36.5Mpa
h=h1* 4 E1/ E2 +h2=3* 4 1800 /1600 +4=7.08cm
H=h3+h4* 0.9 E4 / E3 +h5* 0.9 E5 / E3 +h6* 0.9 E6 / E3 =5+20* 0.9 1300 /1400 +19
沥青路面结构设计计算案例
湘江HQP40
东风EQ155
后轴
后轴
73.2
56.7
k
2
3
8
1
1
400
400
65.9
12.8
Pi ni N C1C 2 P i 1
1896.5
②累计当量轴次 • 参数取值同上，设计年限是15年，车道系 数取0.45。 • 累计当量轴次：
9897132 次 990万次
Pi N C1C2ni P i 1
k
4.35
• 计算结果如表所示。 • ②累计当量轴次 • 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 1 365 1 0.1 1 365 2092 .3 0.45 N
石灰土
土基
？
—
550
40
0.0849
—
0.225
• 按设计弯沉值Ld计算石灰土层厚度： （1）计算综合修正系数F：
Ls F 1.63 2000
0.38
E0 p
0.36
（2）计算理论弯沉系数αc
23.47 1.63 2000 10.65 0.526
m＜ 0.3145 满足要求
• (3)对粗粒式沥青砼层底拉应力验算 • ①换算成当量三层体系
h hK 4
K 1 4 i
EK E1 E2 h1 4 h2 4 h3 Ei E3 E3
2000 1800 4 4 5 6 15.69cm 1400 1400
h1 h2 h3 h4 h5 E1 E2 E3 E4 E5 E0 E0 h=？ E3
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。
路面结构设计计算书(有计算过程的)
公路路面结构设计计算示例一、刚性路面设计交通组成表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距（m ）交通量小客车1800 解放CA10B 19.40 60.85 1 双—300 黄河JN150 49.00 101.60 1 双—540 交通SH361 60.00 2×110.00 2 双130.0 120 太脱拉138 51.40 2×80.00 2 双132.0 150 吉尔130 25.75 59.50 1 双—240 尼桑CK10G39.2576.001双—1801）轴载分析路面设计双轮组单轴载100KN⑴以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。
①轴载换算：161100ni i iisP N N 式中：s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；i P —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN ；i N —各类轴型i 级轴载的作用次数；n —轴型和轴载级位数；i —轴—轮型系数，单轴—双轮组时，i=1；单轴—单轮时，按式43.031022.2iiP 计算；双轴—双轮组时，按式22.051007.1iiP ；三轴—双轮组时，按式22.081024.2iiP 计算。
轴载换算结果如表所示车型iP iiN 16)(PP N i i i解放CA10B 后轴60.85 1 3000.106 黄河JN150前轴49.00 43.03491022.2540 2.484 后轴101.6 1540696.134 交通SH361前轴60.00 43.03601022.2120 12.923 后轴2110.0022.052201007.1120118.031太脱拉138 前轴51.40 43.0340.511022.2150 1.453 后轴280.00 22.051601007.1150 0.969 吉尔130 后轴59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G后轴76.00118002.230 161)(PP N Ni i ini 834.389注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。
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) 。
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。
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9897132次 990万次
•2)结构组合与材料选取
由Ne=1092万次左右。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 (15cm=4+5+6)+ 水 泥 碎 石 ( 取 25cm)+石灰土(厚度待定)+土基。
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5cm)，下面层采用粗
粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)。
• 3)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，得到20℃的抗压模量： • 细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa， • 中粒式的为1200MPa， • 粗粒式的为1000MPa， • 水泥碎石为1500MPa， • 石灰土550MPa。
0.03查扇形图得K1
1.4
已知C
,所以K2
C K1
4.19 6.351.4
0.47
由K2
0.47,
E0 E2
124000
0.03,h
104.65
0.38查梅花图得
H
5.5,所以H
5.510.655.558.575
H
h2
h32.4
E3 E2
h4 2.4
E4 E2
h5 2.4
E5 E2
58.575
一级公路沥青路面结构设计计算实例
• 例1 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 1.00，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下表所示， 试进行路面结构设计。
轴载换算结果表（弯沉）
h4 0.9
E4 E3
h5 0.9
E5 E3
6 250.9 1500 28.50.9 550 6 39.228 14.668 59.896cm
1000
1000
• ②求层底最大拉应力
因为 m
m1
m2由
h
9.107 10.65
0.86, E2 E1
1400 1800
0.78查P362图14 18
F
1.63
Ls
2000
0.38
E0 p
0.36
1.63
23.47
0.38 40 0.36
200010.65 0.7
0.526
（2）计算理论弯沉系数αc
ld
1000
2 p
E1
c
F
c
ld E1
2000 p
F
23.471400 20000.710.650.526
4.19
• （3）求计算层厚度
10.65
E1 1500
由h
3.8, E2 E1
0.37,
E0 E2
40 550
0.07查图得m1
1.3
由H
28.5 10.65
2.68, E2 E1
0.37. E0 E2
0.07查图得m2
0.85
m m1 m2 0.161.3 0.85 0.18
m p m 0.7 0.18 0.126＜ 0.2427满足要求
R SP / KS 0.8/3.120.256MPa
• 水泥碎石：
Ks
0.35
N
0.11 e
/
Ac
0.35 9897132
0.11
/1.0
2.06
R SP / KS 0.5 / 2.06 0.2427 MPa
• 石灰土：
Ks
0.45
N
0.11 e
/
Ac
0.45 9897132
0.11
5
62.4
1000 1200
252.4
1500 1200
h5
2.4
550 1200
h5 28.5cm
• 8）验算层底拉应力 （1）对细粒式沥青砼层底拉应力验算 • ①换算成当量三层体系
h1=4cm，E1=2000 h2=5cm，E2=1800 h3=6cm，E3=1400 h4=25cm，E4=1500 h5=28.5cm，E5=550
2092.3
• 解：1)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
①轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式：
N
k i 1
C1C2ni
Pi P
4.35
• 计算结果如表所示。
• ②累计当量轴次
• 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 20922万次
（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
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
1
1
解放SP9200 后轴 78.0
3
1
湘江HQP40 后轴 73.2
2
1
东风EQ155 后轴 56.7
3
1
N
k i 1
C1C2
ni
Pi P
细粒式沥青砼 h1=4cm E1=1400
中粒式沥青砼 h2=5cm E2=1200
粗粒式沥青砼 h3=6cm E3=1000
水泥碎石
h4=4cm E4=1500
石灰土
h5=4cm E5=550
土基 E0=40MPa
h1=4cm，E1=1400 H=？ E2=1200
En=E0=40
• 中层厚度计算公式：
1.07查P362图14 18
查主图得＜ 0交点落在
0线下方，故
＜
m
0为压应力
＜
m
0.2286
满足要求
• (4)对水泥碎石进行层底拉应力验算 • ①换算成当量三层体系
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E4
h2 4
E2 E4
h3 4
E3 E4
h4
44 2000 54 1800 64 1400 25 1500 1500 1500
h=？ E3
h3 E3 h4 E4
H=？ E4
h5 E5 E0
E0
H
n1
hK
K i1
0.9
EK Ei1
h4
h5 0.9
E5 E4
550
25 28.50.9
34.348cm
1500
• ②求层底最大拉应力
因为 m
m1
m2由
h
15.697 10.65
1.47, E2 E1
1500 1400
• ①换算成当量三层体系
h1 E1 h2 E2 h3 E3 h4 E4 h5 E5
E0
h=？ E2 H=？ E3
E0
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E2
h2 4
E2 E2
44 2000 5 9.107cm 1800
H
n1
hK 0.9
K i1
EK Ei1
h3 0.9
E3 E3
• (5)对石灰土层底进行拉应力验算
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E4
h2 4
E2 E4
h3 4
E3 E4
h4
44 2000 54 1800 64 1400 25 40.428cm 1500 1500 1500
H 28.5cm
• ①换算成当量三层体系
h1 E1 h2 E2 h3 E3 h4 E4 h5 E5
查主图得＜ 0交点落在
0线下方，故
＜
m
0为压应力
＜
m
0.3145
满足要求
• (3)对粗粒式沥青砼层底拉应力验算 • ①换算成当量三层体系
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E3
h2 4
E2 E3
h3
44 2000 54 1800 6 15.69cm 1400 1400
h1 E1 h2 E2
8
ni 400
C1C2 ni
Pi P
8
102.9
400 1141.0
400 450.6
300 123.3
400
65.9
400
12.8
1896.5
②累计当量轴次
• 参数取值同上，设计年限是15年，车道系 数取0.45。
• 累计当量轴次：
Ne
1
t
1
365
N1
1 0.115 1 3651896.5 0.45
• 中粒式密级配沥青混凝土 ：
Ks 0.09Ne0.22 / Ac 0.09109189400.22 /1.03.18
R SP / KS 1.0 / 3.18 0.3145 MPa • 粗粒式密级配沥青混凝土 ：