1、 1 路基路面工程课程设计说明书 目录 轴载计算 . 2 1.1 代表轴载见 2-1 表 . 2 1.2 轴载换算 . 2 1.2.1 当以设计弯沉值为指标和沥青层的层底拉力验算 . 2 ni 各种被换算车辆的作用次（次 /日） . 2 1.3 计 算设计年限内一个车道上累计当量轴次 . 5 2 初拟路面结构 . 5 3 路面材料配合比设计和设计参数的确定 . 6 3.1 材料的确定 . 6 3.2 路面材料抗压回弹模量的确定 . 6 3.2.1 沥青材料抗压回弹模量的确定 . 6 3.2.2 半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定 . 6 3.3 材料劈裂强度的测定 . 7 4 验算拟定方案 .
2、 7 4.1 计算各方案的弯沉值 . 7 4.2 抗拉强度结构系数 Ks 及容许拉应力 R 计 . 8 4.3 设计方案验算 . 8 中湿路段 E0=35MPa . 8 潮湿路段 E0=25MPa . 14 5 验算防冻层厚度 . 19 6 方案比选 . 20 致谢 . 错误 !未定义书签。 主要参考资料 . 错误 !未定义书签。 2 1 轴载计算 1.1 代表轴载见 2-1 表 表 2-1 汽车车型 前轴重 （ kN） 后轴重 （ kN） 后轴数 后轴轮组数 后轴距 （ m） 交通量 （辆 /d） 东风 EQ140 23.70 69.20 1 2 0 600 东风 SP9250 50.70
3、113.30 3 2 4 450 解放 CA10B 19.40 60.85 1 2 0 100 黄河 JN150 49.00 101.60 1 2 0 350 黄河 JN162 59.50 115.00 1 2 0 900 黄海 DD680 49.00 91.50 1 2 0 350 江淮 AL6600 17.00 26.50 1 2 0 500 1.2 轴载换算 轴载换算以弯沉值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的层底拉力为设计标准 1.2.1 当以设计弯 沉值为指标和沥青层的层底拉力验算 35.421 1 PPnCC iiKiN 式中： N 标准轴载的当量轴次（次 /日） ni 各种被换算车辆
4、的作用次（次 /日） P 标准轴 载（ kN） Pi 各种被换算车型的轴载（ kN） C1 轴数系数 C2 论组系数，双轮组为 1，单轮组为 6.4，四轮组为 0.38 当轴间距大于 3m 时，按单独的一个轴计算，此时轴系数为 1，当轴间距小于3m时，双轴或多轴按 C1 +1.2（ m-1）计算， m 为轴数。 3 前轴 车型 前轴数 C1 C2 ni（次 /日） P1 (kN) P(kN) N 东风 EQ140 1 1 6.4 600 23.7 100 7.320 东风 SP9250 1 1 6.4 450 50.7 100 150.030 解放 CA10B 1 1 6.4 100 19.4
5、 100 0.511 黄河 JN150 1 1 6.4 350 49 100 100.601 黄河 JN162 1 1 6.4 900 59.5 100 601.965 黄海 DD680 1 1 6.4 350 49 100 100.601 江淮 AL6600 1 1 6.4 500 17 100 1.437 累计 962.4674 后轴 车型 后轴 数 后轴轮 组数 C1 C2 Ni (次 /日） P1(kN) P(kN) N 东风 EQ140 1 2 1 1 600 69.2 100 120.952 东风 SP9250 3 2 1 1 3 450 113.3 100 2323.988 解放
6、 CA10B 1 2 1 1 100 60.85 100 11.522 黄河 JN150 1 2 1 1 350 101.6 100 375.021 黄河 JN162 1 2 1 1 900 115 100 1653.020 黄海 DD680 1 2 1 1 350 91.5 100 237.821 江淮 AL6600 1 2 1 1 500 26.5 100 1.549 累计 4723.873 N1=4723.87+962.46=5686.29 1.2.2 当进行以半刚性层底拉应力为设计指标 4 8211 PPnCC iiKiN C1 轴数系数 C2 轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组 18
7、.5，四轮组 0.09 对于轴间距小于 3m 的双轴或多轴的轴数系数按 )1(11 mC 计算， m为轴数 前轴 车型 前轴数 |C1 C2 ni（次 /日） P1(kN) P(kN) N 东风 EQ140 1 1 18.5 600 23.7 100 0.110 东风 SP9250 1 1 18.5 450 50.7 100 36.345 解放 CA10B 1 1 18.5 100 19.4 100 0.004 黄河 JN150 1 1 18.5 350 49 100 21.518 黄河 JN162 1 1 18.5 900 59.5 100 261.547 黄海 DD680 1 1 18.5
8、 350 49 100 21.518 江淮 AL6600 1 1 18.5 500 17 100 0.006 累计 341.050 后轴 车型 后轴数 后轴轮 组数 C1 C2 Ni (次 /日） P1(kN) P(kN) N 东风 EQ140 1 2 1 1 600 69.2 100 31.550 东风 SP9250 3 2 1 1 3 450 113.3 100 3665.836 解放 CA10B 1 2 1 1 100 60.85 100 1.880 黄河 JN150 1 2 1 1 350 101.6 100 397.391 黄河 JN162 1 2 1 1 900 115 100 2
9、753.121 黄海 DD680 1 2 1 1 350 91.5 100 171.964 5 江淮 AL6600 1 2 1 1 500 26.5 100 0.012160 累计 7021.753 N1=314.05+7021.75= 7335.8 1.3 计算设计年限内一个车道上累计当量轴次 年份 增长系数 *365*第一年到本年份增长系数的积 1 1 182.5 2 1.08 197.1 3 1.08 212.868 4 1.08 229.8974 5 1.08 248.2892 6 1.07 265.6695 7 1.07 284.2663 8 1.07 304.165 9 1.07
10、325.4565 10 1.07 348.2385 11 1.05 365.6504 12 1.05 383.9329 13 1.05 403.1296 14 1.05 423.2861 15 1.05 444.4504 合计： 4618.9 Ne=N1 4618.9=2.63 107 Ne=N1 4618.9 换算方法 沥青层的层底拉力验算时 半刚性材料的层底拉力验算时 累计交通轴次 2.63 107 3.39 107 可知，为特重交通等级。 2 初拟路面结构 结合已有工程经验与经典构造，拟定了两个结构方案，根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能因素，初步确定路面结构
11、组合与各厚度如下： 方案一： 4cm 细粒式 SMA 6 7cm 中粒式 AC 10cm 粗粒式 AC ? 粗粒式 ATB 基层 18cm 级配碎石 以沥青稳定碎石基层为设计层。 方案二： 5cm 细粒式 AC 6cm 中粒式 AC 9cm 粗粒式 ATB 25cm 水泥稳定碎石 ？水泥石灰砂砾土 以水泥石灰砂砾土为设计层。 3 路面材料配合比设计和设计参数的确定 3.1 材料的确定 刚性材料、柔性材料取自沿线料场集合料沥青选自 A 级 90号，技术指标符合公路沥青路面施工技术规范（ JTG F40 2004）相关规定。 3.2 路面材料抗压回弹模量的确定 3.2.1 沥青材料抗压回弹模量的确
12、定 拟定 20和 15的抗压回弹模量，见表 3-1 沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值 表 3-1 材料名称 20抗压回弹模量（ Mpa） 15抗压回弹模量（ Mpa） Ep 标准差 2Ep Ep 标准差 2Ep2Ep Epa E代P 细粒式 SMA 2000 180 1640 1800 300 1200 2600 细粒式沥青混凝土 1700 150 1400 2100 340 1420 2780 中粒式沥青混凝土 1600 150 1300 1900 180 1540 2260 粗粒式沥青混凝土 1450 50 1350 1850 60 1730 1970 密集配沥青碎石 1200 150
13、900 1300 150 1000 1300 3.2.2 半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定 拟定材料抗压回弹模量，见表 3-2 7 半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值 表 3-2 材料名称 抗压模量（ Mpa） Ep 方差 2Ep 2Ep Ep代水泥稳定碎石 3000 780 1640 4760 水泥石灰砂砾土 1590 250 1090 2090 级配碎石 400 3.3 材料劈裂强度的测定 根据路基路面表 14-15 和表 14-16 确定材料劈裂强度，见表 3-3 路面材料劈裂强度 表 3-3 材料名称 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青 混凝土 密集配沥 青碎
14、石 水泥稳定碎石 水泥石灰 砂砾土 SMA 劈裂强度 1.2 1.0 0.8 0.6 0.6 0.4 1.6 4 验算拟定方案 4.1 计算各方案的弯沉值 路面的弯沉值 ld 由下式求出 AAANl BSCed 2.0600 式中： ld 设计弯沉值（ mm） Ne 设计年限内一个车道累计当量标准轴载通过次数 AC 公路等级系数，高速公路、一级公路取 1.0，二级公路 为 1.1，三四级公路为 1.2 AS 面层类型系数，沥青混凝土面层为 1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、上拌下贯或灌入式路面、理清处治为 1.1 AB 路面结构系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为 1.0，柔性基层沥青路面为
15、 1.6，若基层由柔性材料和半刚性材料组合而成，则位于两者之间，通过线性内插决定。 表 4-1各方案弯沉值 方案 基层 类型 AC AS AB LD=600Ne-0.2 AC AS AB 8 一 柔性 1 1 1.6 33.6 二 半刚性 1 1 1.1 21.0 4.2 抗拉强度结构系数 Ks 及容许拉应力 R 计 0 . 2 2s 0 .0 9 /ecK N A （沥青混凝土面层） 0 . 1 1s 0 .3 5 /ecK N A （无机结合料稳定集料） 0 . 1 1s 0 .4 5 /ecK N A （无机结合料稳定细粒土） sspR K 序号 结构层材料名称 Ne AC 劈裂强度 K
16、s值 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 2.63 107 1 1.2 3.86 0.31 2 中粒式沥青混凝土 2.63 107 1 1.0 3.86 0.26 3 粗粒式沥青混凝土 2.63 107 1 0.8 3.86 0.21 4 SMA 2.63 107 1 1.6 3.86 0.41 5 密集配沥 青碎石 2.63 107 1 0.6 3.86 0.16 6 水泥稳定 碎石 3.39 107 1 0.5 2.36 0.21 7 水泥石灰 砂砾土 3.39 107 1 0.4 2.03 0.20 4.3 设计方案验算 中湿路段 E0=35MPa 方案一验算： 结构厚度计算结果
17、 序号 结构层材料名20抗压模量（ Mpa） 15抗压模量（ Mpa） 劈裂强 度 厚度 （ cm） 层底拉应力 （ MPa） 容许拉应力（ Mpa） 均值 标准 均值 标9 称 差 准差 （ Mpa） 1 细粒式 SMA 2000 180 1800 60 1.6 4 0 0.41 2 中粒式沥青混凝土 1600 150 1900 105 1.0 7 0 0.26 3 粗粒式沥青混凝土 1450 50 1850 300 0.8 10 0.039 0.21 4 粗粒式 ATB 1200 150 1300 110 0.6 18 0.108 0.16 5 级配碎石 400 0 400 - - 18
18、- - 6 土基 35 0 - - - - - 单轴双轮组 aMPP 7.0 cm65.10 MPaE 20001 cmh 41= MPaE 16002 MPaE 350 弯沉修正系数 5 7 4 2.0)7.035()65.102 0 0 0 6.33(63.1)()2 0 0 0(63.1 36.038.036.0038.0 PELF s 800.02000160012 EE 376.065.10 4 1 = hh 查表得， 70.6 又 0218.016003520 EE得 43.11K 12121000 EFKKPL s = dS LL= 83.05 7 4 2.043.170.665
19、.107.021 0 0 0 2 0 0 060.3321 0 0 0 112 FKPELK d由 2K 及20EE ， h 查表得 8.3H mH c86.4365.108.38.3 cmhEEhhH Kk k 86.431.106.9471 6 0 04 0 0181 6 0 01 6 0 04h1 6 0 01 4 5 0107 4.24.24.24.2 25 32 10 得 cmh 5.174 故 粗粒式 ATB厚度为 cm18 2） 结构层底拉应力验算 (1)细粒式 SMA拉应力 cmhh 41 = ， M PaEE 180011 ， M PaEE 190022 cmEEhH KKk
20、 26.301 9 0 04 0 0181 9 0 01 3 0 0181 9 0 01 8 5 0101 9 0 01 9 0 07 9.09.09.09.09.0252 05.112 EE ， 0291.020 EE ， 376.0=h ， 91.265.10 26.30 H 查表得， 0 即沥青上面层层底受压应力 (2)中粒式沥青混凝土层底拉应力 cmEEhh KKK 89.10190019007190018004221 cmEEhH KKk 5.3130.42.17101 8 5 04 0 0181 8 5 01 3 0 0181 8 5 01 8 5 010 9.09.09.09.0
21、353 91.01900185012 EE , 028.018503520 EE , 066.156.10 89.10 h , 109.365.10 5.31 H 查表得， 0 ，所以 错误 !未找到引用源。 (3)粗粒 式沥青混凝土底拉应力验算 cmEEhh KK K 342.2110396.7946.31 8 5 01 8 5 0101 8 5 01 9 0 071 8 5 01 8 0 0433 1 ,1 3 0 0,1 8 5 0 4231 MP aEEMP aEE cmEEhH KKk 8 5 9.228 5 9.4181 3 0 04 0 0181 3 0 01 3 0 018 9.09.09.0454 0 0 4.265.10 3 4 2.21,11.265.10 8 5 9.22,0 2 7.01 3 0 035,7 0 2.01 8 5 01 3 0 0 2012 hHEEEE
