路面工程課程設(shè)計(jì)---瀝青路面設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　瀝青路面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一．確定公路等級</b></p><p>　　=（600+380×1.5+220×2）=3220輛/日</p><p><b>　　輛/日</b></p><p><b&g

2、t;　　所以為二級公路</b></p><p><b>　　二．軸載分析</b></p><p>　　路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載</p><p>　?、?當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時：</p><p>　　各級軸載換算采用如左公式計(jì)算：</p><p>

3、　?。ㄝS載小于40KN不計(jì)）</p><p>　　軸載換算結(jié)果匯總表（以彎沉為標(biāo)準(zhǔn)）（見表1-1）</p><p><b>　　表1-1</b></p><p>　　二級公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限為12年，四車道的車道系數(shù)是0.6～0.7，取0.65</p><p>　　累計(jì)當(dāng)量軸次為：（次）</p><

4、p>　　⑵ 當(dāng)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時：</p><p>　　各級軸載采用公式：計(jì)算</p><p>　　（軸載小于40KN不計(jì)）</p><p>　　軸載換算結(jié)果匯總表（半剛性層底拉應(yīng)力驗(yàn)算）（見表1-2）</p><p><b>　　表1-2</b></p><p>　　則用半剛性基層

5、層底拉應(yīng)力驗(yàn)算的累計(jì)當(dāng)量軸次為：</p><p><b>　　（次）</b></p><p>　　三．確定路面等級和面層類型</p><p>　　根據(jù)“瀝青路面規(guī)范”并結(jié)合上面計(jì)算，確定路面等級為高級路面，面層為瀝青混凝土。</p><p><b>　　土基回彈模量的確定</b></p>

6、<p><b>　　由資料知</b></p><p>　　五．路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)</p><p>　　由于該路面等級高，因此采用三層式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　方案一，表面層采用4cm厚細(xì)粒式密級配瀝青混凝土，中面層采用5cm厚中粒式密級配瀝青混凝土，下面層采用6cm厚粗粒式密級配瀝青混凝土。</p><p&g

7、t;　　由于沿線有大量碎石和石灰、粉煤灰等供應(yīng)，基層和底基層分別采用水泥碎石（厚25cm）和水泥石灰砂礫土底基層（厚度待計(jì)算確定）。</p><p>　　方案二，表面層采用4cm厚細(xì)粒式密級配瀝青混凝土，中面層采用6cm厚中粒式密級配瀝青混凝土，下面層采用10cm厚瀝青碎石。</p><p>　　由于沿線有大量碎石和石灰、粉煤灰等供應(yīng)，基層和底基層分別采用二灰砂礫（厚度待計(jì)算確定）和級配碎

8、石（20cm）底基層。</p><p><b>　　六．設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)計(jì)彎沉按式子計(jì)算，二級公路，取=1.1,面層為瀝青混凝土，取=1.0,半剛性基層、地層總厚度大于20cm，取=1.0，結(jié)構(gòu)為柔性基層與半剛性基層組合時，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，按內(nèi)插法確定基層類型系數(shù)=1.45</p><p>　　方案一設(shè)計(jì)彎沉值=34

9、.2（0.01m）</p><p>　　方案二設(shè)計(jì)彎沉值=49.59（0.01m）</p><p>　　七．確定各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度</p><p>　　八．根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度</p><p>　　1.計(jì)算各層材料容許層底拉應(yīng)力</p><p>　　細(xì)粒式密級配瀝青混凝土：</p><

10、;p><b>　　//</b></p><p><b>　　/</b></p><p>　　中粒式密級配瀝青混凝土：</p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　/</b></p><p>　　粗粒式

11、密級配瀝青混凝土：</p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　/</b></p><p><b>　　瀝青碎石：</b></p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　/

12、</b></p><p><b>　　水泥碎石：</b></p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　/</b></p><p><b>　　二灰砂礫：</b></p><p><b>

13、;　　//</b></p><p><b>　　/</b></p><p><b>　　水泥石灰砂礫土：</b></p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　/</b></p><p>　　2.

14、路面結(jié)構(gòu)層厚度確定</p><p><b>　?。?）方案一</b></p><p>　　該結(jié)構(gòu)為半剛性基層，瀝青路面的基層類型系數(shù)為1.0，設(shè)計(jì)彎沉值為32.40（0.01mm）。利用設(shè)計(jì)程序計(jì)算出水泥石灰砂礫土層厚度為20cm。路表計(jì)算彎沉為23.42(0.01mm)。各結(jié)構(gòu)層驗(yàn)算結(jié)果見表1-3。</p><p><b>　　表1

15、-3</b></p><p>　　第 1結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm): 23.42</p><p>　　第 2結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm) : 25.80</p><p>　　第 3結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm): 29.07</p><p>　　第 4結(jié)構(gòu)層頂面施

16、工控制彎沉(0.01mm): 33.23</p><p>　　第 5結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm): 107.32</p><p><b>　　(2)方案二</b></p><p>　　該結(jié)構(gòu)為柔性基層與半剛性基層組合，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，按內(nèi)插法確定基層類型系數(shù)，為1.45，設(shè)計(jì)彎沉值為49.59（0.01mm）

17、。利用設(shè)計(jì)程序計(jì)算出二灰砂礫層厚度為25cm。路表計(jì)算彎沉為27.75(0.01mm)。各結(jié)構(gòu)層驗(yàn)算結(jié)果見表1-4。</p><p><b>　　表1-4</b></p><p>　　第 1結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm): 27.75</p><p>　　第 2結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm) : 31.02&

18、lt;/p><p>　　第 3結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm): 36.79</p><p>　　第 4結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm): 45.87</p><p>　　第 5結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉(0.01mm): 181.63</p><p><b>　　3.驗(yàn)算防凍層厚度</

19、b></p><p>　　有資料知，路線所在地為季節(jié)性冰凍地區(qū)，冰凍深度為1.2m。</p><p>　　方案一瀝青層厚度15cm,總厚度為60cm。根據(jù)表14-8規(guī)定，最小防凍厚度為35～40cm。</p><p>　　方案二瀝青層厚度24cm,總厚度為69cm。根據(jù)表14-8規(guī)定，最小防凍厚度為40～45cm。</p><p>　　

20、以上路面結(jié)構(gòu)厚度均滿足最小防凍要求。</p><p><b>　　九．方案技術(shù)比較</b></p><p>　　方案一的回彈彎沉小于方案二的回彈彎沉，顯然回彈彎沉小的路面，能經(jīng)受較多次軸載作用才被破壞。方案二為組合基層瀝青路面，由于柔性基層材料以顆粒狀為主，不承擔(dān)彎拉應(yīng)力，所以瀝青面層承擔(dān)較大的輪載彎矩，整個路面結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可能首先出現(xiàn)在瀝青面層底部。所以最后選擇方

21、案一。</p><p><b>　　水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　交通分析</b></p><p><b>　　軸載換算表</b></p><p>　?。?注：軸載小于40kN的不計(jì)）</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用

22、次數(shù)：公路為二級公路，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年取t=20年，行車道寬>7m，臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)。</p><p><b>　　屬于重交通等級。</b></p><p><b>　　二．初擬路面結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　由規(guī)范知，該公路為二級公路，相應(yīng)于安全等級二級，變異水平為中級。根據(jù)二級公路、重交通等級和中

23、級變異水平等級，查表規(guī)范，初擬水泥混凝土面層厚度為0.26m?；鶎舆x用0.22m厚級配碎石。墊層為0.15m的低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。水泥混凝土板的平面尺寸為長4.5m×3.75m。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設(shè)拉桿與行車道板相連。</p><p>　　三．路面材料參數(shù)的確定</p><p>　　查規(guī)范，取水泥混凝土面層的彎拉

24、強(qiáng)度指標(biāo)值為4.5MPa，即，相應(yīng)彎拉彈性模量與泊松比為29GPa、0.15。礫石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)</p><p>　　由設(shè)計(jì)資料知土基回彈模量為39MPa，取級配碎石基層回彈模量為300Mpa。</p><p>　　1．計(jì)算板底地基當(dāng)量回彈模量</p><p>　　板底地基當(dāng)量回彈模量Et 取為100MPa。</p><p>　　2

25、、計(jì)算水泥混凝土面層的彎曲剛度，相對剛度半徑r</p><p><b>　　四．荷載應(yīng)力</b></p><p>　　1.計(jì)算設(shè)計(jì)軸載和最重軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力</p><p>　　2.計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載疲勞應(yīng)力</p><p>　　其中，考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，綜合系數(shù)，疲勞應(yīng)力系數(shù)

26、。</p><p><b>　　五．溫度應(yīng)力</b></p><p>　　查規(guī)范，青海省屬于Ⅲ區(qū)，最大溫度梯度取。</p><p>　　1.計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)</p><p>　　2.計(jì)算最大溫度應(yīng)力</p><p>　　3.溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)</p><

27、p>　　4.計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力</p><p>　　六．結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核</p><p>　　查規(guī)范，二級公路、中等變異水平條件下的可靠度系數(shù)取1.13。</p><p>　　校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求</p><p>　　顯然，初擬的路面結(jié)構(gòu)能滿足要求。所選的水泥混凝土面層計(jì)算厚度0.26m，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)軸載和溫度梯度