沥青路面设计计算课程设计说明书

（威海）

课程设计

基本信息

学生姓名：学号：

院系名称：

课程设计名称：沥青路面设计

课程设计地点：

课程设计时间：2010年12月6日至2010年12月24日

课程设计内容目录页码

1、课程设计题目与任务书...………………………………………………………………......[ ]

2、课程设计用仪器设备名称...………………………………………………………………..[ ]

3、课程设计过程……...………………………………………………………………………………[ ]

4、课程设计心得、建议等……...……………………………………………………………….[ ]

教师评语及课程设计成绩

评语：

成绩：

教师签字：

年月日

沥青路面设计计算说明书

一、交通分析

1.1交通量统计

1.2轴载谱

查阅资料得到每种车型轴重及平均轴数

得到典型轴载谱

1.3轴载换算

1)当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时

凡轴载大于的各级轴载（包括车辆的前、后轴）的作用次数，按下式换算标准轴载的当量作用次数:

式中

——标准轴载的当量轴次次；

——被换算车型的各级轴载作用次数次；

——标准轴载；

——被换算车型的各级（单根）轴载；

——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴距大于时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数；当轴距小于时，按双轴或多轴计算，轴数系数为；

——被换算轴载的轮组系数，单轮组为，双轮组为，四轮组为。

2)当进行半刚性基层层低拉应力验算时

凡轴载大于的各级轴载（包括车辆的前、后轴）的作用次数，按下式换算标准轴载的当量作用次数:

式中

——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴距大于时，按单独的一

个轴计算，轴数系数即为轴数；当轴距小于时，按双轴或多轴计算，轴数系数为；

——被换算轴载的轮组系数，单轮组为，双轮组为，四轮组为

。

3)根据上述公式列出当量轴次计算表

a)当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，

轴载换算系数

b)当进行半刚性基层层低拉应力验算时，

轴载换算系数

c)总换算系数后轴换算系数前轴换算系数数

d)当量轴次交通量总换算系数

e)各车型轴重查阅资料获得

表1

（当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，后轴换算系数计算表）

表2

（当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，前轴换算系数计算表）

表3

（当进行半刚性基层层低拉应力验算时，后轴换算系数计算表）

表4

（当进行半刚性基层层低拉应力验算时，前轴换算系数计算表）

表5

（当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，当量轴次计算表）

表6

（当进行半刚性基层层低拉应力验算时，当量轴次计算表）

4)在设计年限内，由下式计算一个车道上的累计当量轴次

式中

——设计年限内一个车道上的累计当量轴次；

——设计年限；

——路面竣工后第一年的平均日当量轴次次；

——设计年限内交通量的平均年增长率

——车道系数

a)设计年限内交通量的平均年增长率。

b)设计公路等级为一级，查阅《公路沥青路面设计规范》得知：

设计年限15年；

中间设置分隔带，两侧各设两个车道，取0.4。

则：

当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次：

（次）

当进行半刚性基层层低拉应力验算时，设计年限内一个车道上的累计当量轴次：

（次）

二、拟定路面结构

根据规定推荐结构，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，基层采用水泥碎石，底基层采用石灰土。

由于《公路沥青路面设计规范》规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。采用二层式沥青面层，表面层采用细粒式沥青混凝土，底面层采用粗粒式沥青混凝土。

查《公路沥青路面设计规范》，得到各层材料抗压模量和劈裂强度。

表7

三、计算或验算路面结构层厚度

3.1计算设计弯沉值：

式中：

——路面设计弯沉值；

——设计年限内一个车道上的累计当量轴次；

——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；

——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为1.1，理清表面处治为1.2，中、低级公路为1.3；

——基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于时为1.0，若为面层与半刚性基层间设置等于或小于级配碎石层沥青贯入碎石或沥青碎石的半刚性基层时为1.0，柔性基层、底基层时取1.6，当柔性基层厚度大于、底基层为半刚性下卧层时取1.6。

则：

3.2查图法求石灰土层厚度：

1)计算综合弯沉修正系数：

式中

——路面实际弯沉值；

——土基回弹模量值；

——标准轴轮胎接地压强；

——当量圆半径。

表7

（标准轴载计算参数表）

设计公路位于安徽，查阅《公路沥青路面设计规范》得知：

a)路线经过的自然区域属于Ⅱ区；

b)路线所经地区多处为粉性土，地下水位，填土高度，则路面底距

地下水位的高度为，此高度介于和之间，属于中湿类路基；

c)路基平均稠度介于（）和（）之间，取1.00；

d)由于路基平均稠度1.00，取，故土路基不必进

行特殊处理；

则：

2)查三层体系表面弯沉系数诺谟图

将五层体系简化成上层为细粒式密集配沥青混凝土、中层为粗粒式沥青混凝土、下层为土基组成的三层体系。

查图得：

，

则：

又差得：

3)计算中层厚度：

4)多层路面换算：

则：

解得：

，取

采用石灰土厚度为。

3.3计算各结构层材料的容许底层拉应力：

式中：

——抗拉强度结构系数。

a)对于沥青混凝路面层：

式中：

——沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1。

细粒式沥青混凝土：

粗粒式沥青混凝土：

b)对于无机结合料稳定集料类：水泥碎石：

c)对于无机结合料稳定细粒土类：石灰土：

表8

（设计资料汇总）

3.4验算细粒式沥青混凝土面层层底拉应力：（此时取抗压模量）

即：

由：

查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图

发现拉应力系数已不能从图中查到，表明细粒式沥青混凝土层低将受压应力，应视为拉应力验算通过。

3.5验算粗粒式沥青混凝土面层层底拉应力：（此时取抗压模量）

即：

查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图

发现拉应力系数已不能从图中查到，表明细粒式沥青混凝土层低将受压应力，应视为拉应力验算通过。

3.6验算水泥碎石基层层底拉应力：

由：

查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图得：

，，

既满足要求。

3.7验算防冻厚度：

式中：

——从路表面至道路冻深界限的深度；

——路面结构层材料的热物性系数；

——路面横断面（填、挖）系数；

——路基潮湿类型系数；

——最近十年冻结指数平均值，即冬季负温度累计值，根据气象资料计算确定。

由设计资料：

a)拟建公路位于安徽，属于华北地区；

b)路线所经地区地下水位，填土高度，则路面底距地下水位的高度

；

c)路基潮湿类型为中湿类路基；

d)近十年平均冻结指数为（）。

查阅《公路沥青路面设计规范》得知：

，

则：

查阅《公路沥青路面设计规范》得知：最小防冻厚度为。设计路面总厚度为，满足要求。

综合以上，所拟结构合理，可以采用。