沥青路面结构设计计算案例.ppt

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1、第13章沥青路面设计算例例1甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为10%。该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供给。预测该路竣工后第一年的交通组成如下表所示，试进行路面结构设计。轴载换算结果表（弯沉）车型Pi（KN）C1C2ni（次/日）三菱T653B前轴29.316.43009.2后轴48.01130012.3黄河JN163前轴58.616.4400250.4后轴114.011400707.3江淮HF150前轴45.116.440080.2后轴101.511400426.8解放SP9200前轴31

2、.316.430012.3后轴78.031300305.4湘江HQP40后轴73.221400205.9东风EQ155前轴26.516.44007.9后轴56.72.2140074.62092.3解：1)轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN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轴载换算轴载换算采用如下的计算公式：计算结果如表所示。②累计当量轴次根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.4～0.5，取0.45。（2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次①轴载换算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式

3、为：计算结果如下表所示。轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型PiC1′C2′ni黄河JN163前轴58.6118.5400102.9后轴114.0114001141.0江淮HF150后轴101.511400450.6解放SP9200后轴78.031300123.3湘江HQP40后轴73.22140065.9东风EQ155后轴56.73140012.81896.5②累计当量轴次参数取值同上，设计年限是15年，车道系数取0.45。累计当量轴次：2)结构组合与材料选取由Ne=1092万次左右。根据规范推荐结构，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

4、混凝土(15cm=4+5+6)+水泥碎石(取25cm)+石灰土(厚度待定)+土基。采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度4cm)，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度5cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)。3)各层材料的抗压模量与劈裂强度抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，得到20℃的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa，中粒式的为1200MPa，粗粒式的为1000MPa，水泥碎石为1500MPa，石灰土550MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式的为1.0MPa，粗粒式

5、的为0.8MPa，水泥碎石为0.5MPa，石灰土0.225MPa。4)土基回弹模量的确定该路段处于IV7区,为粉质土,稠度为1.00,查352表14-9“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”查得土基回弹模量为40MPa。5)设计指标的确定对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。(1)设计弯沉值路面设计弯沉值根据公式计算。该公路为一级公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：(2)各层材料的容许层底拉应力细粒式密级配沥青混凝土：中粒式密级配沥青混凝土

6、：粗粒式密级配沥青混凝土：水泥碎石：石灰土：6）设计资料总结设计弯沉值为23.47（0.01mm），相关设计资料汇总如下表。7）确定石灰土层厚度设计资料汇总表材料名称h（cm）20℃模量（MPa）15℃模量（MPa）容许拉应力（MPa）劈裂强度（15℃）细粒式沥青混凝土4140020000.44031.4中粒式沥青混凝土5120018000.31451.0粗粒式沥青混凝土6100014000.22860.8水泥碎石2515000.24270.5石灰土？5500.08490.225土基—40—按设计弯沉值Ld计算石灰土层厚度：（1）计算综合修正系数F：（2）计算理论弯沉系数

7、αc（3）求计算层厚度细粒式沥青砼h1=4cmE1=1400中粒式沥青砼h2=5cmE2=1200粗粒式沥青砼h3=6cmE3=1000石灰土h5=4cmE5=550水泥碎石h4=4cmE4=1500土基E0=40MPah1=4cm，E1=1400H=？E2=1200En=E0=40中层厚度计算公式：查三层体系表面弯沉系数诺谟图P360图（14-14）：因为8）验算层底拉应力（1）对细粒式沥青砼层底拉应力验算①换算成当量三层体系h1=4cm，E1=2000h2=5cm，E2=1800h3=6cm，E3=1400h4=25cm，