沥青路面设计计算实例

R sp / K s =1.4/2.36=0.593MPa
2）中粒式密级配沥青混凝土：
Ks
0.09
Aa
N
0.22 e
/
Ac
=
0.09
1.0
4312242 0.22 /1.1 =2.36
R sp / K s =1.0/2.36=0.432MPa
3）粗粒式密级配沥青混凝土：
Ks
0.09
Aa
N
0.22 e
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：
/
Ac
=
0.09
1.1
4312242 0.22 /1.1 =2.59
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R sp / K s =0.8/2.59=0.309 MPa
4）二灰碎石：
Ks
0.35
N
0.11 e
/
Ac = 0.35
4312242 0.11 /1.1 =1.7
R sp / K s =0.5/1.7=0.292 MPa
5）石灰土：
车型
Pi （kN） C1 C2 ni （次 /日）
东风 EQ140 后轴 解放 CA10B 后轴 黄河 JN150 后轴
69.20 60.85 101.60
11 11 11
553 3041.5
395
C1C2
ni
(
Pi P
)
8
（次
/日）
57.17 448.48
N=
k
C1C2ni
(
Pi
8
)
i1
P
505.65
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。
四、土基回弹模量的确定
该路段处于 Ⅵ 区，土基回弹模量为 30MPa。
五、设计指标的确定
对于二级公路， 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。路面设计弯沉值计算：该公路为二级公路，公路等级系数取 1.1，面层是沥青 混凝土，面层类型系数取 1.0，半刚性基层、底基层总厚度等于或大于 20cm，基层类型系数取 1.0.
h3＝ 7cm
E3 =1000MPa
H＝？
h 4 ＝ 20cm h5＝？ cm
E 4=1500MPa E5=550MPa
计算弯沉综合系数：
F=1.63（ L s ） 0.38 ( E0 )0.36 = 1.63
2000
P
E0=30MPa
多层体系换算图式
( 31.09 )0.38 ( 28 ) 0.36 =0.514
2000 10.65
0.7
E0 30 0.03 E2 1000
h3 0.282
10.65
E2 1000 0.714 E1 1400
i1
P
885.38
注：轴载小于 25kN 的轴载作用不计。 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：
t
1
1
N
' e
365 N1
15
1 5.4% 1 5.4%
365 ×885.38 0.6 =4312242（次）
3）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，结果列于下表：
C1 C2 ni （次 /日）
1 6.4
11
553
C1C2 ni ( Pi ) 4.35 （次 /日） P 111.48
前轴 解放 CA10B
后轴
19.40 60.85
1 6.4 11
3041.5
350.45
黄河 JN150 前轴
49.00
1 6.4
后轴 101.60 1 1
395
423.24
N= k C1C2ni ( Pi )4.35
Ks
0.45
N
0.11 e
/
Ac = 0.45
4312242 0.11 /1.1 =2.20
R sp / K s =0.225/2.20=0.102 MPa
六、设计资料总结 设计弯沉值为 31.09（0.01mm），相关资料汇总如下表
材料名称
H （ cm）
细粒式密级配 沥青混凝土
中粒式密级配 沥青混凝土
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= k C1C2ni ( Pi )4.35
i1
P
计算结果列于下表：
车型 前轴
东风 EQ140 后轴
Pi （kN）
23.70 69.20
设计弯沉值为： Ld 600 N e 0.2 Ac Ab As 600 4312242 0.2 1.1 1.0 1.0 =31.09（ mm）
2.各层材料容许层底拉应力：
R
sp / K s
1）细粒式密级配沥青混凝土：
Ks
0.09
Aa
N
0.22 e
/
Ac
=
0.09
1.0
4312242 0.22 /1.1 =2.36
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= k C1C2ni ( Pi )8
i1
P
（2）累计当量轴次：
t
15
1
1 365
1 5.4% 1 365
N
' e
N1 =
×505.65 0.6 =2462767.6（次）
5.4%
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（
粗粒式密级配 沥青混凝土
二灰碎石
石灰土
土基
七、确定石灰土层厚度
3 5 7 20 —— ——
抗压模量 E1(MPa)
20℃
15℃
1400
2000
1200 1000
1500 550
1800 1400
30
容许拉应力 （MPa）
0.593 0.432 0.309 0.292 0.102 ——
δ δδ δ δ
A
p
r
细粒式沥青混凝土
E1=1400MPa
中粒式沥青混凝土
E2=1200MPa
A
粗粒式沥青混凝土
E3=1000MPa
二灰碎石 二灰土
E 4=1500MPa E5=550MPa E0=30MPa
路表弯沉值计算图式
δδδδδ
A
p
h1＝ 3cm
E1=1400MPa
h2＝ 5cm
E2=1200MPa
h＝ h1＝ 3cm