路面结构设计及计算

路面结构设计及计算 路面结构设计及计算路面结构设计及计算 表 7.1 交通量组成表 车型 黄河 JN150 解放 CA10B 东风EQ140 太脱拉 138 标准轴载 总重 (KN) 150.6 80.25 92.90 211.4 载重 (KN) 82.6 40 50.00 120.00 前轴重 (KN) 49 19.40 23.70 51.40 0 后轴重 (KN) 101.6 60.85 69.20 2×80 100 后轴数 l 1 1 2 1 后轮 轮组数 双 双 双 双 前轮 轮组数 单 单 单 单 轴 距 (cm) 132 交通量 760 1710 760 190 380 7.17.1 轴载分析轴载分析 路面设计以双轴组单轴载 100KN 作为标准轴载 a.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）轴载换算  P  轴载换算采用如下的计算公式：N  C 1C2 N i  i P 4.35 （7.1） 式中：N —标准轴载当量轴次，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—被换算车辆的类型数 c 1—轴载系数，c1 11.2(m1) ，m 是轴数。当轴间距 离大于 3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于 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。 Word 资料 路面结构设计及计算 轴载换算结果如表所示： 表 7.2轴载换算结果表 车型 黄河 JN150前轴 后轴 解放 CA10B后轴 东风 EQ140后轴 太脱拉 138前轴 标准轴载 c 1c2ni ( 后轴 p i c 1 1 1 1 1 1 2.2 c 2 6.4 1 1 1 6.4 1 n i c 1c2ni ( p i435) P 49 101.6 60.85 69.2 51.4 80 760 760 1710 760 190 190 380 218.447 814.331 197. 12.930 67.239 158.350 380.000 1848.327 p i435) P 注：轴载小于 25KN 的轴载作用不计。 （2）累计当量轴数计算 根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为 15 年，四车道的车道系数η 取 0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次： N e (1 )  t1 365 N 1   15（1 0.042） 1 3651848.3270.40  5484490.次(7.2) 0.042  验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算 验算半刚性基底层底拉应力公式为 p N   c 1 c 2 n i (i) P (7.3) i1 k cc 11 式中：为轴数系数， 1 2(m 1) c 2为轮组系数，单轮组为 1.85，双轮组为 1，四轮组为 0.09。 8 计算结果如下表所示： 表 7.3 Word 资料 路面结构设计及计算 车型 黄河 JN150 解放 CA10B 东风 EQ140 太脱拉 138 标准轴载 p i c 1 c 2 n i c 1 c 2 n i ( p i8) P 后轴 后轴 后轴 前轴 后轴 101.6 60.85 69.2 51.4 80 1 1 1 1 2.2 1 1 1 1.85 1 760 1710 760 190 190 380 862.906 32.143 0.424 1.712 70.129 380.000 1347.313c 1 c 2 n i ( p i8) P 注：轴载小于 50KN 的轴载作用不计。 N e  (1)  t1 365 N 1    15  (1 0.042%)  7.27.2 结构组合与材料选取结构组合与材料选取 1 3651347.3130.40  3397845次 0.042%  由上面的计算得到设计年限一个行车道上的累计标准轴次约为 700 万次左 右，根据规推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm） 、基层采用石灰粉煤 灰碎石（厚度待定） 、底基层采用石灰土（30cm） 。 规规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成， 查规， 采用三层沥青面层， 表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚 4cm） ，中间层采用中粒式密级配沥青 混凝土（厚 5cm） ，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚 6cm） 。 7.37.3 各层材料的抗压模量与劈裂强度各层材料的抗压模量与劈裂强度 查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度 表 7.4 路面材料技术指标 材料名称 20℃抗压模量 （MPa） Ep 15 ℃ 弯 拉 模 量15 ℃ 弯 拉 强 度 （Mpa）（Mpa） Word 资料 路面结构设计及计算 细粒沥青混凝土 中粒沥青混凝土 粗粒沥青混凝土 细粒式沥青 玛蹄脂碎石 中粒式沥青 玛蹄脂碎石 粗粒式沥青 玛蹄脂碎石 水泥稳定碎石 石灰粉煤灰碎石 二灰土 石灰土 1400 1200 900 1500 1300 1000 1600 1500 600 550 2000 1600 1200 1800 1700 1300 1600 1500 600 550 1.4 1.0 0.8 1.4 1 0.8 0.5 0.6 0.3 0.25 表 7.5沥青混合料的压实最小厚度和适宜厚度 沥青混合料类型 密集配沥 青混合料 沥青玛蹄 脂碎石混 合料 细粒式 中粒式 粗粒式 细粒式 中粒式 粗粒式 最大粒径 (mm) 13.2 19 31.5 13.2 19 31.5 公称最大 粒(mm) 9.5 16 26.5 9.5 16 26.5 符号 AC-10 AC-16 AC-25 SMA-10 SMA-16 SMA-25 压实最小 厚(mm) 20 35 70 25 40 80 适宜厚度 (mm) 25 - 40 40 -60 70 - 120 25 - 50 40 - 70 80 - 120 7.47.4 土基回弹模量的确定土基回弹模量的确定 该路段处于Ⅲ4 区，为粉质土，稠度为 1.05，查相关表的土基回弹模量为 51.5MPa。 7.57.5 设计指标的确定设计指标的确定 对于一级公路， 规要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应 力的验算。 a.设计弯沉值（一级公路）: A 该公路为一级公路， 路面等级系数 Ac=1.0， 面层是沥青混凝土路面s取 1.0， 半刚性基层，底基层总厚度大于 20cm，基层类型系数 Ab=1.0。 设计弯沉值为： L d  960N e 0.2A c A s A b Word 资料 路面结构设计及计算 0.2 96054844901.01.01.0  26.5(0.01mm) (7.4) b.各层材料的容许层底拉应力  R   sp K s (7.5) （1）细粒式密级配沥青混凝土 K 0.09A 0.22 a N e S A c  0.091.05