沥青路面结构设计
《路基路面工程》
课程设计
沥青路面结构设计
目录
《路基路面工程》课程设计任务书 ...................................................................................................... . (3)
《路基路面工程》设计 .............................................................................................................................. (7)
一、设计的目的与意义 (7)
二、路面路基设计题 (7)
1、高速公路基本设计资料 (7)
2、设计依据 (7)
3、设计方法与设计内容 (9)
3.1轴载分析 (9)
3.1.1半刚性基层层底拉应力验算 (10)
3.1.2设计年限内一个车道上的累计当量轴次数 (11)
3.2.设计指标的确定 (11)
3.3拟定路面结构组合方案及厚度 (12)
3.4路基回弹模量的确定 (13)
3.5厚度的计算和层底弯拉应力的计算 (14)
3.5.1方案一设计 (14)
3.5.1.1厚度的计算 (14)
3.5.1.2各层层底的弯拉应力计算......................... . (15)
3.5.2方案一设计 (19)
3.5.2.1厚度的计算 (19)
3.5.2.2各层层底的弯拉应力计算......................... . (20)
3.6双方案比选 (24)
三、原有道路补强设计 (25)
1设计资料 (25)
2.初拟路面设计 (26)
2.1补强方案 (26)
2.2弯沉计算 (26)
2.3轴载换算 (27)
2.4计算加铺层厚度 (27)
A.经验法 (27)
B.理论法 (27)
参考文献
《路基路面工程》课程设计任务书
一、设计的目的与意义：
通过本课程设计，学生能够根据已知的设计资料及使用要求完成高速公路的沥青砼路面结构组合设计及沥青路面改建设计，掌握沥青路面结构设计的一般方法，具备初步的独立设计能力；熟记路面的结构组合设计的基本原理；掌握多层弹性体系厚度换算方法（包括以弯沉为设计指标的厚度换算及以层底弯拉应力为验算指标的厚度换算）及沥青砼路面的厚度设计；了解老路调查的方法和内容，全面掌握旧路补强设计的流程。提高综合运用所学理论知识，具备独立分析问题和解决问题的能力。
二、设计题目：
（一）高速公路沥青路面结构设计
1、基本设计资料：
辽宁某两地预修建一条四车道的高速公路，路基宽度26米，设中央分隔带，计算行车速度100Km/h，全线全封闭全立交，设计交通量按20年预测，根据调查研究预计通车后，公路沿线年交通量平均增长率：前十年为γ=6%，后十年为3%。该地区处于Ⅱ2区，为粘质土，稠度为1.0。路线位于平原微丘区，填土高度平均为2.50米。本次设计最小填土高度为1.50m，最大填土高度4.0m，地下水位位于路基设计标高以下2m。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好。沿线有多个石灰厂及水泥厂，产量大、质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本项目建设，本项目所在地域较缺乏砂砾。调查及勘探中，未发现有影响工程稳定的不良工程地质现象。地区属季节性冰冻地区，土基冻深为50cm。预测该路竣工后第一年的交通组成如下页表。
要求根据以上设计资料，设计计算确定合理的半刚性沥青路面结构。
2、设计依据：
（1）交通部颁《公路沥青路面设计规范》，北京：人民交通出版社
(2)交通部颁《公路工程技术标准》，北京：人民交通出版社
(3)交通部颁《公路与城市道路设计手册》及其它相关书籍
（4）《路基路面工程》教材
预测交通组成表
3、设计方法与设计内容
（1）轴载分析。完成设计年限内一个车道的累计当量轴次换算分析；
（2）设计指标的确定；包括设计弯沉的确定和各层材料层底拉应力的确定；
（3）结构组合与材料选取。根据设计资料，确定合理的面层类型（包括面层材料级配类型）；
（4）拟定两种可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的计算参数（抗压模量与劈裂强度）；
（5）土基回弹模量的确定；
（6）根据《公路沥青路面设计规范》验算拟定的路面结构，进行厚度计算。
（7）结构层底弯拉应力验算。
4、设计提交成果要求：
在规定的设计时间内认真、独立的完成课程设计，提交真实的设计成果，达到预定的学习目的。具体要求：
（1）总体要求：根据设计资料，初步拟定2种路面方案，并对这2种方案进行经济技术比较（经济技术比较以初始修建费为依据，每种材料的单价见附录表）
（2）要求给出计算代表车型的轴载换算过程（共两种：一种以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时的轴载换算，另一种为进行半刚性基层层底拉应力验算时的轴载换算）
（3）拟定路面结构方案，应明确标示出每种材料的名称、厚度和设计时使用的模量值，并列出路面结构计算及验算过程。
(二)、老路补强设计
1设计资料
某二级公路，其中K1+000-K1+800段老路结构为水结碎石层上的3cm沥青表处。用“黄河”JN-150标准装载车（相当于BZZ-100）实测的回弹弯沉值如下表：
现经上级机关批准改建，有关补强设计资料收集如下：
（1）现有交通量换算为BZZ-100的N1=93.2量/日（以考虑的车道系数）；
（2）经调查得交通量年平均增长率为10%；
（3）交通量按15年预测；
（4）路基宽12m，路面宽9m，土质为粉质低液限粘土，干湿类型为中湿。
（5）测定弯沉时路表温度与前5个小时平均气温之和为T0=20℃
（6）季节影响系数取为1.1；湿度影响系数为1.3
（7）补强采用双层结构，上层为沥青混凝土，下层为水泥稳定碎石。
2设计要求
（1）拟定补强层厚度，确定材料设计参数。
（2）计算设计弯沉系数
（3）求算弯沉控制设计时的老路综合回弹模量
（4）求算路面结构层回弹模量
三、时间安排：
总时间为2周，共10天；其中包括讲授，计算与答疑辅导等环节，时间分配根据实际情况确定。
一般情况安排：
1.设计准备及讲授1天
2.新建路面结构设计计算，方案比较4天
3.改建路面结构设计计算2天
4.整理计算书和设计文件2天
5.答辩1天
6.全程由教师答疑指导
四、课程设计计算说明书撰写规范
1．说明书格式
说明书手写、打印均可，手写用黑色或蓝黑色墨水工整书写，打印用5号字，B5纸，上下左右各留20mm。
2．说明书结构及要求
(1) 封面
(2) 任务书
(3) 目录：目录要层次清晰，要给出标题及页次，目录的最后一项是无序号的“参考文献”。
(4) 正文：正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求计算正确，论述清楚，文字简练通顺，插图简明，书写整洁。文中图、表不能徒手绘制和书写。
(5) 参考文献：参考文献必须是学生在课程设计中真正阅读过和运用过的，文献按照在正文中的出现顺序排列，各类文献的书写格式如下：
a 图书类的参考文献
序号作者名.书名.(版次).出版单位，出版年：引用部分起止页码。
b翻译图书类的参考文献
序号作者名.书名.译者.(版次).出版单位，出版年：引用部分起止页码。
c期刊类的参考文献
序号作者名.文集名.期刊名.年，卷（期）：引用部分起止页码。
五、课程设计答辩
答辩是课程设计一个重要的教学环节，通过答辩可使学生进一步发现设计中存在的问题，进一步搞清尚未弄懂的、不甚理解的或未曾考虑到的问题，从而取得更大的收获，圆满地达到课程设计的目的与要求。
1．答辩资格
按计划完成课程设计任务，经指导教师审查通过并在其设计图纸、说明书或论文等文件上签字者，方可获得参加答辩资格。
2．答辩
答辩中，学生须报告自己设计的主要内容（约5分钟），并回答老师提问的3~4个问题或回答考签上提出的问题。每个学生答辩时间约10分钟。答辩过程中，由指定教师进行纪录，供评定成绩时参考。
3．课程设计成绩评定
课程设计的成绩由指导教师和答辩小组两部分评分组成，两部分的权重各占50%。
课程设计的成绩分为：优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。优秀者一般不超过答辩人数的20%。
答辩不及格者，或有抄袭、雷同现象，视为本次课程设计不合格，必须重修。
《路基路面工程》
一、设计的目的与意义：
通过本课程设计，学生能够根据已知的设计资料及使用要求完成高速公路的沥青砼路面结构组合设计及沥青路面改建设计，掌握沥青路面结构设计的一般方法，具备初步的独立设计能力；熟记路面的结构组合设计的基本原理；掌握多层弹性体系厚度换算方法（包括以弯沉为设计指标的厚度换算及以层底弯拉应力为验算指标的厚度换算）及沥青砼路面的厚度设计；了解老路调查的方法和内容，全面掌握旧路补强设计的流程。提高综合运用所学理论知识，具备独立分析问题和解决问题的能力。
二、设计题目：
（一）高速公路沥青路面结构设计
1、基本设计资料：
辽宁某两地预修建一条四车道的高速公路，路基宽度26米，设中央分隔带，计算行车速度100Km/h，全线全封闭全立交，设计交通量按20年预测，根据调查研究预计通车后，公路沿线年交通量平均增长率：前十年为γ=6%，后十年为3%。该地区处于Ⅱ2区，为粘质土，稠度为1.0。路线位于平原微丘区，填土高度平均为2.50米。本次设计最小填土高度为1.50m，最大填土高度4.0m，地下水位位于路基设计标高以下2m。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好。沿线有多个石灰厂及水泥厂，产量大、质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本项目建设，本项目所在地域较缺乏砂砾。调查及勘探中，未发现有影响工程稳定的不良工程地质现象。地区属季节性冰冻地区，土基冻深为50cm。预测该路竣工后第一年的交通组成如下页表。
要求根据以上设计资料，设计计算确定合理的半刚性沥青路面结构。
2、设计依据：
（1）交通部颁《公路沥青路面设计规范》，北京：人民交通出版社
(2)交通部颁《公路工程技术标准》，北京：人民交通出版社 (3)交通部颁《公路与城市道路设计手册》及其它相关书籍 (4)《路基路面工程》教材
预测交通组成表
3、设计方法与设计内容 3.1轴载分析
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，换算为标准轴P 的当量轴次N 根据《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006由以下公式计算，其中P=100KN
35
.4211
)(p
p n C C N i i k
i ∑
==
五十铃计算忽略不计。 解放CA10B:4
前轴：1C =1 2C =6.4 i P =19.4KN ，P=100KN, i n =330 后轴：1C =1 2C =1, i P =60.85KN ，P=100KN, i n =330
C 1为轴数系数，以设计弯沉指标计算时双轴或多轴的轴数系数按下式计算：
C1 =1+1.2（m-1）
C2为轮组系数：双轮组为1.0，单轮组为6.4，四轮组为0.38。
根据不同的车型，制成以下的计算列表：
3.1.1进行半刚性基层层底拉应力验算时，换算为标准轴P的当量轴次N'
∑=
' '
=
k
i
i
i p
p
n
C
C
N
1
8 2
1
)
(
'
C1为轴数系数：以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：C1 =1+2（m-1）C2为轮组系数：双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。
3.1.2设计年限内一个车道上的累计当量轴次数
拟建公路为一级公路，路面的设计年限为20年，使用期内交通量的平均增长率为4.5%，按双向四车道设计，车道系数取η=0.4。
a.以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次数：
[]
η11
)1(365N r
r Ne t -+==[]
次23.146950654.0 37.3208%5.41%)5.41(36520=??-+=
b.当进行半刚性基层层底拉应力验算时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次数：
[]
η11
)1(365N r
r e N t -+='[]
次79.197145364.0 27.3044%5.41%)5.41(36520=??-+=
累计当量轴次数大于1200万次/车道，交通等级为重交通，应属于高级路面。
3.2.1设计指标的确定： （1）设计弯沉值计算：
根据《规范》8.05：b s c e d A A A N l 2.0600-=
对高级，一级公路，公路等级系数A c =1.0；沥青混凝土路面，面层类型系数As=1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm ，基层类型系数A b =1.0
b s
c e
d A A A N l 2.0600-= )01.0(12.220.10.10.1146950666002.0mm =????=- （2）各层容许拉应力：
根据《规范》
S
S R K σσ=
沥青混凝土层：MPa N A K e c
s 40.3146950660.109
.009
.022.022.0=?=
=
细粒式沥青混凝土：MPa K s s R 41.040.34
.1===
σσ 中粒式沥青混凝土：MPa K s s R 29.040.30
.1===
σσ 粗粒式沥青混凝土：MPa K s s R 29.040.30
.1===σσ
水泥稳定碎石：
MPa N A K e c s 15.2146950660
.135
.035
.011.011.0=?=
=
MPa K s
s
R 23.015.25
.0==
=
σσ
石灰土：
MPa N A K e c
s 76.2146950660.145
.045
.011.011.0=?==
MPa K s
s
R 08.076.2225
.0==
=
σσ
二灰土
MPa N A K e c
s 76.2146950660.145
.045
.011.011.0=?=
=
MPa K s s R 09.076.225
.0===σσ
3.3拟定路面结构组合方案及厚度
路面组合方案，拟定了两种，其简图如示：单位：cm
方案一 方案二
3.4路基回弹模量的确定
土质为黏质土，地区所在的自然区为Ⅱ2区，地下水位位于路基设计标高以下2m 处，根据《规范》附录F ，由路基土的平均稠度ωc=1，自然区划和土质，得土基回弹模量E 0=26Mpa 。根据规范要求，路基回弹模量E 0=应该大于等于30 ，此时应对路基 进行加固处理。
采用化学加固法。用高强度的硅酸盐水泥加速凝剂组成浆液。采用压力灌注 的方法使土颗粒胶结起来。起到对土的加固作用。经加固后取路基回弹模量E 0=40MPa 。
或者采用换填土层法或排水固结法亦可。 此时的设计资料整理如下表：
3.5厚度的计算和层底弯拉应力的计算
3.5.1按方案一设计：采用三层体系为计算模型 3.5.1.1厚度的计算
令实际弯沉ld ls =，则弯沉综合修正系数
对于BZZ-100，式中F A =1.63，p=0.7MPa ，δ=10.65cm （详见书P230）
51.0)7
.040()65.10200012.22(
63.1)()2000(
36.038.036.0038.0=??==p
A F E l
s
F δ
弹性三层体系的实际弯沉值L s a E F p l 0
2000
δ= 故理论弯沉系数为07.451
.065.107.020001400
12.2220001=????==
F p E l a s L δ
将多层体系照弯沉等效的原则换算为按三层体系，如下图所示
1E =1400MPa 1h =4 1E 1h 2E =1200MPa 2h =6
3E =1000MPa 3h =8
4E =1500MPa 4h =20 2E =1200MPa 2h =？
5E =550MPa 5h =？
6E =225MPa 6h =25
0E 0E 则中层的厚度为
4.22664.22554.22444
.22332E E h E E h E E
h E E h h H ++++= =4
.24.254
.24
.21200
225
251200
550
12001500201200
1000
86?++?+?
+h =（h h 5572.081.47)45.1272.095.2141.76+=++++cm
38.065
.104
==
δ
h
033.012004020==
E E 查三层体系表面弯沉系数诺谟图可得33.11=K 查诺谟
86.01400
1200
12==E E 图可得α=5.4 由三层体系表面弯沉系数诺谟图上的计算理论弯沉的公式可得：21K K L αα= 所以57.033
.14.507.412=?==
K K L αα 再查诺谟图可得
8.4=δ
H
可得H=4.8×10.65=51.12cm 60.472
.081
.475=-=
H h cm
3.5.1.2各层层底的弯拉应力计算 a 、细粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力 将多层体系转换为三层体系
1E =1400MPa 1h =4 MPa E 14001= 1h 2E =1200MPa 2h =6
3E =1000MPa 3h =8
4E =1500MPa 4h =20 MPa E 12002= 2h =？
5E =550MPa 5h =5
6E =225MPa 6h = 25
0E 0E
2
.439.31.26.256.561200
225251200
550
51200
15002012001000869
.09
.09.09
.09.02
669.02559.02449.02332=++++=?+?+?+?
+=++++=E E h E E h E E h E E h h H
38.065
.104
==δh
86.012=E E 033.020=E E 查三层体系诺谟图得-σ<0,表明该层层底受弯曲压应力，1m σ满足要求。
b 、中粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力 将多层体系转换为三层体系
1E =1400MPa 1h =4
2E =1200MPa 2h =6 MPa E 12001= ?=h
3E =1000MPa 3h =8
4E =1500MPa 4h =20 MPa E 10002= ?=H
5E =550MPa 5h =5
6E =225MPa 6h =25
0E 0E
16.104
2
1
12=+=E E h h h 8
.468.46.24.3181000225251000
550
5100015002089
.09.09
.09.03
669.03559
.03443=+++=?+?+?
+=+++=E E
h E E h E E h h H
95.065.1016
.10==δh 8.012=E E 3 04.02
0=E E 查三层体系诺谟图得σ<0 所以2m σ满足要求
c 、粗粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力 将多层体系转换为三层体系
1E =1400MPa 1h =4 2E =1200MPa 2h =6
3E =1000MPa 3h =8 MPa E 10001= ?=h 4E =1500MPa 4h =20
5E =550MPa 5h =5 MPa E 15002= ?=H
6E =225MPa 6h =25
0E 0E
7.183.64.481000
1200
610001400
484
4
43
224
3113=++=?+?
+=++=E E
h E E h h h 6.240.36.1201500
225
251500550
5209
.09
.09.04
669
.04554=++=?+?
+=++=E E
h E E h h H
76.165.107.18==δh 5.112=E E 027.0150040
20==E E 查三层体系诺谟图得σ<0 所以3m σ满足要求
d 、水泥稳定碎石层底的弯拉应力 将多层体系转换为三层体系
1E =1400MPa 1h =4 2E =1200MPa 2h =6
3E =1000MPa 3h =8
4E =1500MPa 4h =20 MPa E 15001= ?=h
5E =550MPa 5h =5 MPa E 5502= ?=H
6E =225MPa 6h =25
0E 0E
8
.362.77.59.32015001000
815001200615001400420444443344224
4114=+++=?+?+?+=+++=E E h E E h E E h h h
3.143.95550
225
2559
.09
.05
6
65=+=?+=+=E E h h H 46.365.108.36==δh 37.012=E E 073.020=E E
查三层体系诺谟图得 σ=0.18 1m =1.44
03.365.103.32==
δ
H
37.012=E E 073.02
0=E E
查三层体系诺谟图得 2m =0.84
15.084.044.118.07.021=???==-
m m p m σσ<0.23
所以满足要求4m σ
e 、石灰土和级配碎石层底的弯拉应力 将多层体系转换为三层体系
1E =1400MPa 1h =4 2E =1200MPa 2h =6
3E =1000MPa 3h =8 MPa E 5501= ?=h 4E =1500MPa 4h =20
5E =550MPa 5h =5 6E =225MPa 6h =25 MPa E 2252= ?=H
0E 0E
3
.527.253.93.70.55550150020550
1000
8550120065501400454
444
45
44453345224
5115=++++=?+?+?+?
+=++++=E E h E E h E E h E E h h h
25
6==h H
91.465.103.52==δh 41.012=E E 178.022540
20==E E 查三层体系诺谟图得 σ=0.10 1m =1.1
3.265.1025==
δ
H
41.012=E E 178.02
0=E E
查三层体系诺谟图得 2m =0.92
071.092.01.110.07.021=???==-
m m p m σσ<0.08
所以满足要求5m σ 级配碎石层底的弯拉应力
根据上述的值查诺谟图得σ=0.09 1n =1.23 2n =0.84
07.084.023.109.07.021=???==-
n n p m σσ<0.08 所以满足要求6m σ。
综上所述路面结构设计满足底层拉应力要求，又因为土基冻深为50cm ，沥青层为15cm.总厚度为68cm.查规范可得，最小防冻厚度为40--45cm 所以满足防冻设计要求。即方案一设计合理。
3.5.2方案二计算：(采用三层体系为计算体系） 3.5.2.1厚度的计算
将多层体系照弯沉等效的原则换算为按三层体系，如下图所示
1E =1400MPa 1h =4 1E 1h E =1200MPa 2h =6
4=1500MPa 4=？ 2E =1400MPa 2h =？
5E =750MPa 5h =14
6E =225MPa 6h =30
0E 0E 则中层的厚度为
4.22
664.22554.22444
.22332E E h E E h E E
h E E h h H ++++= =h
h h 1.17.419.145.111.13.961200
225301200
750
141200
1500
1200100010644
.24
.24.244
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沥青路面结构设计与计算书
沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段属于安图至汪清段二级公路.K0+000～K3+500，全线设计时速为60km/h的二级公路，路面采用60km/h的二级公路标准。路基宽度为10m，行车道宽度为2×3. 5m，路肩宽度为2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为12年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土和6cm厚中粒式沥青混凝土，基层采用20cm厚水泥稳定碎石，底基层采用石灰粉煤灰土。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于Ⅱ3区，当地土质为粘质土，由《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2004）》表F.2查得，土基回弹模量在干燥状态取39Mpa,在中湿状态取34.5Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：5% 设计年限：12年
。 4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1.1 轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。
注：轴载小于25KN 的轴载作用不计 5.1.1.2 累计当量轴次 根据设计规范，二级公路沥青路面设计年限取12年，车道系数η=0.7，γ=5.0% 累计当量轴次： ()[][] 329841405 .07 .005.8113651)05.01(3651112 =???-+=??-+= ηγ γN N t e 次 5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 5.1.2.1 轴载验算 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：
沥青路面结构设计
第四章 路面结构设计 1、1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24、5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长得情况，根据近期得交通量预测该路段得年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13、8℃，无霜期178天，最高月均温27、2℃（7月），最低月均温-3、2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1、3；因此该 路基处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5Ⅱ 区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5、1、4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 （3）交通资料
1、2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载得计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 得各级轴载Pi 得作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 得当量作用次数N 得计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算得车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型得各级轴载（kN ）； C1——被换算车型得各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独得一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1、2（m-1）； C2——被换算车型得各级轴载轮组系数，单轮组为6、4，双轮组为1、0， 四轮组为0、38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709、00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18、5，双轮组为1、0，四轮组为0、09。 注：轴载小于50KN 得特轻轴重对结构得影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
公路沥青路面设计规范(JTG-D50-2006)
公路沥青路面设计规范(JTG-D50-2006)
《公路沥青路面设计规范》JTGD 50－2004 条文说明 2004年9月16日
1 总则 1.0.1 由于国民经济发展，带来交通量激增和重载车增多，对路面设计和施工是一个挑战。为提高路面设计水平和工程质量，减少早期损害，总结工程实践的经验教训，吸纳新的科研成果，有必要对原规范进行修订。 1.0.3 路面设计工作是一个系统工程，它不是单纯地厚度计算。因原材料性质决定沥青混合料或各种基层混合料的物理力学特性，各种混合料的性质决定了各结构层的路用性能，所以，材料直接影响路面质量与耐久性。各结构层的组合与当地的气候、交通量与交通组成密切相关，合理的结构组合，使路面获得经济、耐久效果。厚度计算与材料设计参数取值直接相关，没有实测材料参数厚度计算缺乏依据。若缺原材料调查，无合理材料单价，可导致变更设计，突破投资。故设计人员应重视材料调查，选用符合技术要求，经济合理材料，防止简单地套用路面结构，把设计变成是厚度计算。 设计工作包括以下具体内容： 1 调查与收集有关交通量及其组成资料，积极开展轴载谱分布的调查、测试工作； 2 收集当地气候、水文资料，了解沿线地质、路基填挖及干湿状况，通过试验或论证确定路基回弹模量； 3 设计人员应认真做好路用各种材料的调查，并取样试验，根据试验结果选定路面各结构层所需的材料； 4 施工图设计阶段应进行混合料的目标配合比设计，并测试、确定材料设计参数； 5 拟定路面结构组合，采用专用程序计算厚度； 6 对路面结构方案进行概算、技术经济比较，进行初期投资或长期成本寿命分析，提出推荐的设计方案。但是目前我国尚未建立初期投资、营运中的维修、养护费用等全过程的技术经济预估模型，希望有条件的设计、科研单位开展这方面的工作，积累资料。 7 认真做好路面排水、路面结构内部排水和中央分隔带排水系统设计，使路面排水通畅，路面结构内部无积水滞留。 1.0.4 该条文仅增加了路面设计应符合国家环境保护的有关规定，设计中应注意废弃料的处理，不能污染环境。鼓励积极开展旧沥青面层、破碎水泥混凝土板和旧基层材料的再生利用，节约资源，保护环境。 1.0.5 分期修建的方案，由设计单位根据实际情况决定。 1.0.6 新条文强调了设计目的不仅确定路面结构厚度，还应为行车提供快捷、舒适、安全、稳定、耐久的服务功能。现行弹性层状理论设计方法和设计指标，主要是考虑在车辆荷载的反复作用下，使路面具有相应的整体刚度（即承载能力），以及抵抗各结构层因拉应力或拉应变而产生的疲劳破坏。对于当前出现的水损害、车辙、推移、拥包等病害，用弹性层状理论尚难以得出符合实际的设计结果，故需通过沥青混合料的
沥青路面结构设计
第四章路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度cω=1.3；因此该路基处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa。 （3）交通资料 交通组成及各车型汽车参数表1-1
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 表1-2 ○1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN的各级轴载Pi的作用次数Ni按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N的计算公式为：
35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四 轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N =4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2 C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当量换 算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑=4978.00（次/d ）
沥青路面结构设计示例
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： 4.35 1121( )k i 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：
路基支挡
（8）路基支挡结构 1）钢筋混凝土挡墙 ①混凝土挡土墙施工顺序 测量放线→基槽土石方开挖→人工检底、验槽→模板、脚手架→隐蔽检查→混凝土浇筑→混凝土养生→反滤层铺筑→沉降缝处理→回填。 ②施工方法 1、测量放线 A根据建立的平面控制网，以墙顶外边缘为墙体施工及测量依据控制线，控制线起点，终点均用坐标定位。定位时，先定起点，后定起点至终点方向及终点。使用全站仪正倒镜极坐标法定出。 B根据建立的高程控制网，测设临时水准点，作为高程控制依据，使用DS3水准仪往返测，误差不大于2mm。 C根据已测定控制线，用S3水准仪抄测现状地面标高，用抬杆法测定现状地面横断面，将测量成果报监理工程师批复。根据设计标高，计算基槽土石方挖方量，确定施工机具及所需时间。 D按照设计挡墙基础几何尺寸及开挖深度，在现场用白灰放出基槽开挖边线。 2、基础开挖 A土石方开挖前，确定开挖线，基槽开挖以人工、机械结合施工，石方地段基槽采用切割机切割，破碎机破碎，人工检底成型，确保岩基整体性。
B基槽放坡根据土质情况确定，保证临时边坡稳定，一般情况下按1：0.75-1：1进行放坡，若遇岩石地段，边坡比为1：0.1。 C在基槽开挖前及过程中，均应作好降水、排水工作，如采用截水沟及集水井方法，避免地表水流入基槽内浸泡地基，影响地基承载力。若开挖过程中，遇地下水，则采取在基槽两侧设置排水盲沟及集水井，将基槽的地下水有效排除，确保基槽不受水浸泡，保证地基承载力满足设计要求。 D基础坑槽人工凿打成型后，检测地基承载力是否满足设计要求，测量人员重新勘校挡墙基础标高、轴线，待自检合格后报监理工程师验收。及时封闭，避免基底风化，及时进行挡土墙基础施工。 3、模板及脚手架 挡墙模板采用覆膜胶合板。由于挡墙墙身较薄，为了使模板稳定不变形，采用外撑内拉的方式进行模板加固。外侧采用双排脚手架支撑，模板内部采用Φ12钢筋加工成对拉丝杆进行对拉，间距600×700mm。为便于对拉丝杆拆卸，在丝杆上外套Φ16PVC管；为防止漏浆，在拉杆上设橡胶止水片。外撑脚手架上下排间距1.0，竖杆间距1.0米，离地200mm 设扫地杆，剪刀撑设置间距5m，斜撑杆在每根立杆处设置，后端置于坚实地面，由下至上间距300~600逐渐加大。为防止模板拼逢不严漏浆，在模板接缝处，采用双面贴胶带进行嵌缝。模板使用前必须清理干净，并涂刷脱模剂。模板安装完成并支撑牢固后，报请监理工程师进行隐蔽验收。
低温地区沥青路面结构设计分析
低温地区沥青路面结构设计分析 发表时间：2019-05-23T11:01:43.723Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：潘攀 [导读] 因此对沥青路面进行结构设计具有非常重要的意义，特别是针对低温地区的沥青路面，合理的结构设计有助于提高道路使用寿命与质量。 中铁四局集团有限公司设计研究院 230000 摘要：本文就低温地区沥青路面结构破坏类型及低温影响效果进行简单分析，并从沥青混合料、基层结构、联结层结构及表面层结构四个方面展开设计研究，旨在为低温地区沥青路面结构设计提供参考建议。 关键词：低温地区；沥青路面；结构设计 沥青路面具有平坦整洁、环保美观、舒适安全、维修养护简单等特点，因此逐渐成为世界道路桥梁建设工程首要选择，调查发现沥青路面在我国道路建设项目所占比重也呈现逐渐增加的趋势。因此对沥青路面进行结构设计具有非常重要的意义，特别是针对低温地区的沥青路面，合理的结构设计有助于提高道路使用寿命与质量。 一、低温地区沥青路面结构破坏研究 1、沥青路面结构破坏类型 通过对部分沥青道路调研发现，虽然道路结构、材料配比及使用年限存在较大差异，但道路路面呈现的结构破坏类型及特点却大致相同，具体表现在于：低温地区大多存在周期性冻土现象，道路基层在冻胀融缩的物理作用下容易出现结构变异，破坏道路结构引起不同程度的路面开裂问题。图1展示的就是低温地区常见的沥青路面结构破坏类型。 （a）路面剪裂（b）温缩开裂（c）反射开裂 图1 沥青论结构破坏类型 2、低温对沥青路面结构影响 道路建设需要应用到多种建筑材料，这些材料若长期处于低温状态会出现不同程度的收缩现象，由此产生较大拉应力，若拉应力超过材料拉伸强度将会导致材料结构被破坏进而出现开裂问题。道路路面纵向长度远大于横向长度，因此低温收缩引起的裂缝往往呈现为横向间隔，严重时才会出现纵向裂缝。种类各异的沥青基层对应特定的温度拉应力，因此结合实际情况选择合适的沥青材料显得尤为重要。 二、低温地区沥青路面结构设计研究 对低温地区沥青路面进行结构设计研究的时候需要针对基层耐受性、面层抗车辙、表面层抗裂性进行综合考量，因此需要对沥青混合料配比、基层温差、联结层荷载、表面层开裂等内容进行重点分析，以便确保结构设计的科学合理。 图2 沥青路面基本结构图 1、基于感温性能的沥青混合料设计 进行沥青混合料配比设计时需要综合考虑混合料所在位置及耐受特点，进而实现最优设计。图2展示的是沥青路面基本结构，分析可知表面层及联结层处于主要压力承载的高压应力区域，在进行建筑设计时需要选择抗磨损、高模量的沥青混合料，联结层处于表面层与基层的过度位置，最好选择传导效果优异的沥青材料，以便做好路面压力疏导工作。基层结构承受较大的拉应变，就整个路面而言担负着路面压力的重任，因此就沥青道路基层而言结构设计需要围绕荷载疲劳展开，研究发现沥青占比高的混合基层能够承受更大的荷载压力，有效避免了疲劳裂缝的出现。对于处于低温地区的沥青路面设计还需要着重考虑混合料感温性能，不同类型的沥青混合料其感温性能存在差异，在此基础上计算获得代表其粘弹性的劲度抗压指标，进而明确沥青混合料在特定温度时的物理特性。 2、基于大温差作用的沥青基层设计 沥青路面各结构在低温大温差的作用下会沿着路面横向出现不均衡温度场，此时的沥青路面这一受约整体在温度场作用下将产生温度
路基路面课程设计沥青路面结构设计
《路基路面工程》 课程设计 沥青路面结构设计 姓名 班级土木121 指导教师 完成日期 课设成绩□优秀□良好□中等□及格□不及格大连交通大学土木与安全工程学院铁道教研室
《路基路面工程》课程设计考核体系及评分参考标准 评价指标 优秀良好中等及格不及格100~90分89~80分79~70分69~60分60分以下 一 平时表现①学习态度 遵守纪律，认 真设计 遵守纪律， 认真设计 纪律较好， 较认真 纪律一般， 不太重视 纪律松散经常 缺席 ②主动性 积极思考，独 立完成 积极讨论， 完成任务 参与讨论， 完成主要 工作 应付，有时 参与讨论 很少参与讨论③工作量 完成全部设 计工作 完成89% ~80%的设 计工作 完成79% ~70%的设 计工作 完成79% ~60%的设 计工作 完成少于60% 的设计工作 二 设计说明书①基本概念概念清晰概念清楚 概念比较 清楚 了解设计 过程 概念不清 ②理论计算计算准确计算正确 计算比较 正确 计算无原 则性错误 计算错误多 ③说明书 结构层次分 明，文字精 炼，书写认 真，撰写格式 符合规范化 要求 结构层次 较分明，文 字通顺，书 写认真，撰 写格式符 合规范化 要求 问题叙述 基本清楚， 书写比较 认真，书写 认真，撰写 格式基本 符合规范 化要求 能够说明 问题，书写 尚可，撰写 格式基本 符合规范 化要求 条理不清思路 混乱书写潦草 雷同，撰写格式 不符合规范化 要求 三 答辩情况①自述 叙述条理清 晰 叙述表达 清楚 叙述表达 比较清楚 表达基本 清楚 思路混乱表达 不清楚 ②回答问题完整、准确 较完整、正 确 大多数问 题比较完 整 少数问题， 无大错误 回答错误
悬臂梁支挡结构课程设计
悬臂式挡土墙 ————成都市三环路与铁路立交工程 （一）基础资料 K23+385.728~K23+486.726右幅快车道填方最大高度5m ，因为地处城郊， 且地基承载力设计值[δ]=150kpa ，原考虑设计路肩挡土墙，经验算，墙身圬工太大，且石料需远运，故设计成悬臂式挡土墙，墙身设计高度H=2~5m ；填土的标 准重度3/18m KN =γ，内摩擦角? =35?，底板与地基摩擦系数3.0=f ，均布荷载10kpa ， 墙身采用C20钢筋混凝土，墙背填料采用非膨胀土填筑，墙身后土压力未考虑浸水作用， 设计后的挡土墙断面尺寸如图。 （二）土压力计算 由于墙灯高度大于 1.0m ，故路基面上荷载及填料所产生的土压力均按库仑主动土压力计算。 ?=÷=÷=?6677.40)55.305.3arctan()arctan(21H B ?=? ?=?=5.27235- 452 - 45? θ ∴>?θ 会出现第二破裂面 5869.0) 245cos() 245(tan 2=+?-?= ? ? k
1210 1=+ =H h k KN K K H E 5136.8415869.041821 21212=????=??=γ KN E E y 9645.74)sin(=+?=?θ KN E E x 0240.39)cos(=+?=?θ (x=2.434m y=1.1833m) （三）全墙稳定性及基础承载力验算 下面计算中的力系均向墙趾简化。钢筋混凝土的重度为3 /25m kN G =γ。 趾板重力： kN H B N G 625.52545.050.013=??=??=γ趾 趾板稳定力矩： m kN B N M y ?=? =40625.12趾趾 立壁重力：()kN H B H B N G 0125.3525.0211222=???? ????+?+=γ立 立壁稳定力矩： m kN M y ?=?-?????-++????++ -+???=272.26)23) 25.043.0(5.0(252155.3)25.043.0()5.043.021(2543.045.0)225.025.043.05.0(2555.325.0壁 踵板重力; kN H B N G 3125.342545.005.311=??=??=γ踵 踵板稳定力矩：m kN M y ?=++?=2372.84)205.343.05.0(3125.34踵 第二破裂面与挡土墙立壁,踵板之间的竖向力及稳定力矩： kN G 8514.13518)55.3202.12 1 55.3848.1(=??+??= m kN W ?=++???++++????=8446.2792202 .143.05.01855.3202.13848.1202.143.05.0182155.3848.1）（）（）（ 土压力竖向分力y E 对墙趾的稳定力矩Ey M : m kN M Ey ?=++?=1806.252)434.243.05.0(9645.74 土压力竖向分力x E 对墙趾的颠覆力矩0M : m kN M ?=?=1771.461833.1024.390
(完整word版)沥青路面结构设计
第四章 路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1.3；因此该路基 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 （3）交通资料
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0， 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
沥青路面结构设计之1
第三章沥青路面结构设计 路面结构由路基（顶部）、垫层、基层和面层组成，是道路工程中最直接承受荷载和环境作用的部分。对路面的最基本要求是耐久、平整和抗滑。耐久是指路面具有足够长的使用寿命，这要求整个路面结构具有足够的强度和抗变形能力；事实上，迄今为止所有的设计方法都是围绕着耐久性这个核心而提出的。平整性是为了保证行驶舒适性；对高等级公路，由于行车速度快，保证平整度尤为必要。要做到路面长期平整，就必须有正确的厚度设计、正确的材料设计和正确的施工方法。抗滑是为了保证行驶安全性的要求，传统上不属于路面结构设计的内容，主要通过表层材料的选择和材料的设计予以保证。路面设计应遵守下列原则： 1）路面设计应认真做好现场的资料收集、掌握沿线路基特点，在查明不良地质路段的基础上，密切结合当地实践经验，采取必要的路基处理措施，进行路基路面综合设计。 2）在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。 3）结合当地条件，在路面设计方案中应积极地、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。 4）路面设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧沥青面层、破碎水泥砼板和旧基层材料的再生利用，以及保护施工人员的健康和安全。 沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。沥青路面设计的任务是根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，设计确定经济合理的路面结构，使之能承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的使用期限满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求。路面设计应包括原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试与确定，路面结构层组合与厚度计算，以及路面结构的方案比选等内容。路面设计除行车道部分的路面外，对高速公路、一级公路还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统的设计，对其它各级公路应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。 §3.1 路面结构的破坏状态和设计标准 3.1.1 路面结构的损坏模式 路面破坏的形式是多种多样的，常见的有沉陷、弹软、横裂（收缩破裂）、纵裂、龟裂、车辙、隆起、推移、波浪、老化开裂、磨耗、松散、泛油以及目前出现的一些新的损坏类型，过多的路面损坏意味着路面寿命的终结；限制、延迟这些损坏的发生和发展是路面设计的主要任务。路面破坏原因也是多方面的。从外因来说，有行车因素和自然因素两方面，前者包括车辆荷载及其重复性；后者包括水分、气温、冰冻等。从内因来说，主要是路面材料的物理力学性质。 就路面的破坏类型来看，大致可分为两类。第一类是早期破坏，这是指路面在尚未达到使用年限之前发生的破坏，这类破坏往往在车辆荷载作用次数很少情况下就出现，它与荷载的重复性几乎无关。破坏的原因一是在荷载作用下，路面或土基中产生的应力超过了材料的强度；二是与荷载无关的，环境变化引起的路面应力大于材料的强度。第二类是晚期破坏，属于此类的有疲劳破坏和车辙等。这类破坏是在应力不超过材料极限强度（指一次荷载下的强度）的情况下发生的，因此与荷载的重复性有关；因路面基本达到了设计寿命，应该说是属于正常破坏。而第一类破坏，是路面设计时应主要考虑的因素，必须采用相应的控制指标，采取必要的技术措施加以预防。 分析路面的破坏现象必须全面地综合考虑各项因素，透过外观现象查明破坏的主要原因及发生的部位，从而找出防止的措施。实践证明，在形式多样的路面破坏现象中，有几种是基本的，它们各自的形成原因有性质上的区别，其他一些破坏现象则是这些基本形式的复合形态或发展了的形态。
沥青路面设计范例
路基路面课程设计（沥青路面设计）范例 1.1 道路等级确定 根据调查资料，基年交通量组成如下： 表3.1 基年交通量组成 由于路线为县级公路，因此道路等级为一级公路以下，则由预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测，则由公式： N d =N (1+8%)n-1 (式1-1) 其中：N d —规划年交通量（辆/日） N —基年平均日交通量（辆/日） —年平均增长率（%） n—预测年限（年） 即：规划年交通量为: Nd=[(150+80+100+120）×1.5+150×2.0+（120+110）×3.0]×(1+8%)15-1 =[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1 =4890辆/日 由《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）（以下简称《标准》），双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆，综合考虑选定道路等级为三级。
1.2 结构设计 6.2.1轴载分析 路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。 6.2.1.2.1轴载换算(基本参数见表6.1) 轴载换算公式如下： N= 35 .4 i i k 1 i 2 1p p N C C?? ? ? ? ? ∑ = （式6-1） 式中：N—标准轴载的当量轴次，（次/日）； N i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； P—标准轴载，（KN）； P i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； K—被换算车型的轴载级别； C 1—轴载系数，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，当轴轴间距小于3m时，应考虑轴数系数；C 2 —轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。 表6-1 标准轴载计算参数 表6-2 预测交通量组成
土木工程路基路面课程设计
路基路面课程设计 目录 一、课程设计任务书 二、水泥路面工程设计 沥青路面设计 三、路基挡土墙设计
路基路面课程设计指导书 1．课程设计的目的 路基路面课程设计是对路基路面工程一个教学环节，通过路基路面课程设计使同学们能更加牢固地掌握本课程的基本理论、基本概念及计算方法，并通过设计环节把本课程相关的知识较完整地结合起来进行初步的应用，培养同学的分析、解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，使同学对相关《设计规范》有所了解并初步应用。 2. 课程设计的内容 （1）重力式挡土墙设计：挡土墙土压力计算；挡土墙断面尺寸的确定； 挡土墙稳定性验算；挡土墙排水设计；绘制挡土墙平面、立面、断面图。（2）沥青混凝土路面设计：横断面尺寸的确定；路面结构层材料的选择； 路面结构层厚度的拟定及计算；路面结构层厚度的验算；分析各结构 层厚度变化时对层底弯拉应力的影响；绘制路面结构图。要求至少拟定 2个方案进行计算。 （3）水泥混凝土路面设计：横断面尺寸的确定；水泥混凝土路面结构层材料的选择；路面结构层厚度的拟定及层底拉应力的验算；确定水泥混凝土 路面板尺寸及板间连接形式；绘制水泥混凝土纵、横缝平面布置图和 水泥混凝土路面结构组合设计图。 3. 课程设计原始资料
（1）挡土墙设计资料 丹通高速公路（双向4车道）K28+156~ K28+260段拟修建重力式挡土墙，墙体采用浆砌片石，重度为22kN/m3。墙背填土为砂性土，重度为18kN/m3。地基为岩石地基，基底摩擦系数为0.5。结合地形确定挡土墙墙高（H）5m （K28+250），墙后填土高度（a）6m，边坡坡度1：1.5，墙后填土的内摩擦角为Φ=32o，墙背与填土摩擦角δ=Φ/2。 （1）新建水泥混凝土路面设计资料 1）交通量资料：据调查，起始年交通组成及数量见表；公路等级为一级公路，双向4车道；预计交通量增长率前5年为7%，之后5年为为6.5%，最后5年为4%；方向不均匀系数为0.5 2）自然地理条件：公路地处V3区，设计段土质为粘质土，填方路基 高3m，地下水位距路床3.5m。 润交通组成及其他资料 车型分类代表车型数量（辆/天） 小客车桑塔娜2000 2400 中客车江淮AL6600 330 大客车黄海DD680 460 轻型货车北京BJ130 530 中型货车东风EQ140 780 重型货车太脱拉111 900 铰接挂车东风SP9250 180 4.设计参考资料 （1）《公路沥青路面设计规范》 （2）《水泥混凝土路面设计规范》 （3）《公路路基设计规范》
高速公路沥青路面设计实例
高速公路沥青路面设计实例 一、设计资料： 本公路等级为高速公路，经调查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均增长率为9.5%，设计年限为15年，该路段处于Ⅳ2区。 二、交通分析： 轴载分析路面设计以BZZ-100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）累计当量轴次 注：轴载小于25KN的轴载作用不计。 （2）累计当量轴次
根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。 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 车型i P(KN) C1C2i N(次/日) 小客车 前轴16.5 1 18.5 6750 0.0686 后轴23.0 1 1 6750 0.05286 中客车 SH130 前轴25.55 1 18.5 2000 0.67194 后轴45.10 1 1 2000 3.42328 大客车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1250 1.06448 后轴68.20 1 1 1250 58.5039 小货车 BJ130 前轴13.40 1 18.5 4250 0.00817 后轴27.40 1 1 4250 0.13502 中货车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1500 1.27737 后轴68.20 1 1 1500 70.2047 中货车 EQ140 前轴23.70 1 18.5 2125 0.39131 后轴69.20 1 1 2125 111.74 大货车 JN150 前轴49.00 1 18.5 2125 130.647 后轴101.60 1 1 2125 2412.73 特大车日野 KB222 前轴50.20 1 18.5 1500 111.916 后轴104.30 1 1 1500 2100.71 拖挂车 五十铃 前轴60.00 1 18.5 187.5 58.2617 后轴100（3轴） 3 1 187.5 562.5 5624.304 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。 8 2 1 ? ? ? ? ? ' ' P P n C C i i 8 2 1 1 ? ? ? ? ? ' ' ='∑ = P P n C C N i i i i
路基路面工程课程设计(+心得)
《路基路面工程》课程设计
沥青路面设计 方案一： （1）轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 序号车型名称前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数后轴轮组数后轴距(m) 交通量 1 三菱T653B 29.3 48 1 双轮组2000 2 日野KB222 50.2 104. 3 1 双轮组1000 3 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组2000 4 解放CA10B 19.4 60.8 5 1 双轮组1000 5 黄河JN163 58. 6 114 1 双轮组1000 设计年限12 车道系数 1 序号分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6 ％ 2 4 5 ％ 3 3 4 ％ 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4606 设计年限一个车道上累计当量轴次: 2.745796E+07 当进行半刚性基层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4717 设计年限一个车道上累计当量轴次: 2.811967E+07 公路等级二级公路 公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm) 层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1 .28 2 粗粒式沥青混凝土.8 .21 3 石灰水泥粉煤灰土.8 .3 4 天然砂砾 （2）新建路面结构厚度计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm)
路面设计层层位: 4 设计层最小厚度: 10 (cm) 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa) (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 1.2 2 粗粒式沥青混凝土7 1200 1300 .8 3 石灰水泥粉煤灰土25 900 900 .4 4 天然砂砾? 250 250 5 土基32 按设计弯沉值计算设计层厚度: LD= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 80 cm LS= 22.2 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm LS= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(第1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 85 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度: 路面最小防冻厚度50 cm 验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求. 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: 细粒式沥青混凝土 3 cm 粗粒式沥青混凝土7 cm 石灰水泥粉煤灰土25 cm 天然砂砾85 cm 土基 （3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息 (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 计算应力
沥青路面结构设计示例
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) 根据设计任务书与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与设计弯沉值。 (2) 按路基土类型与干湿状态,将路基划分为几个路段,确定路段回弹模量值。 (3) 根据已有经验与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与半刚性基层材料的基层、底基层,应验算拉应力就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
① 轴载换算 各级轴载换算采用如下计算公式: 4.351121( )k i 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 就是轴数。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)
路基支挡结构施工方案
路基支挡施工方案 一、编制依据 1、现行的国家有关方针政策及国家和铁道部有关标准、规范、验标及施工技术指南等； 2、业主有关合同文件； 3、兰渝铁路公司相关文件要求； 4、中交一公局兰渝铁路LYS-12标项目部总体施工组织设计、总体施工进度计划； 5、中交一公局兰渝铁路LYS-12标四分部工程现场踏勘调查； 6、类似工程的施工经验。 二、编制原则 1、严格遵守招标文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等的规定及铁路建设工程施工合同条款内容； 2、严格执行国家、铁道部的有关法律、法规以及业主、监理工程师的工程指令和文件； 3、坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合原则。 4、健全安全保证体系，坚持预防为主的原则，运用现代科学技术，采用先进可靠的安全预防措施，确保施工生产和人身安全； 5、健全质量保证体系，制定切实可行的施工方案和创优规划、质量保证措施，推广“四新”技术，确保工程质量； 6、强力推行标准化文明施工建设，重视环境保护，力创安全文明施工标准化工地。
三、编制范围及工程概况 1、编制范围 本施工方案适用于中交一公局兰渝铁路LYS-12标第四分部管段（DK851+047～DK881+500）路基支挡工程施工。 2、工程概况 新建兰州至重庆铁路广元至重庆段LYS-12标项目部第四分部全长30.453km,路线起讫桩号为DK851+047～DK881+500。路基长度为14938米，路基主要施工内容有：路基土石方，软基处理，路基支挡、边坡防护、绿化工程及其它附属工程。 四、临时设施 根据现场情况，本着合理、美观、实用的原则进行各种设备、材料及临时设施的布置。 1、施工便道：路基支挡结构所施工段落施工便道全部贯通，尽量利用路基土石方施工已修好的便道。需要新建便道时，经过经济比选后确定便道方案。 2、办公、生活设施：路基支挡结构施工时间较短，且作业面比较分散。现场办公、生活住房就近租用当地民房或搭建活动板房。 3、临时用电：施工临时用电由工点附近设置的变压器供电，并配备发电机应急。 4、施工用水：施工用水需经过试验室检测合格并经监理同意后从邻近沟河取水至蓄水池。 五、施工组织机构及主要人员、机械配备 （一）组织机构设置及主要人员配备 根据本工程的规模、结构特点和复杂程度设置精干高效的职能部门，人员的配备力求精干。坚持合理分工与密切协作相结合，使之便于指挥和管理，分工明确，责权具体。