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1、路面课程设计题一1工程概况东北某地区高速公路，双向4车道，设计车速100km/小时，设计使用年限15年。所在地区自然区划II-2，沥青路面气候分区属2-2区，年均降雨量734mm，年平均气温10.2℃，月平均气温最低为-3.2℃，月平均气温最高为24.8℃，多年最低气温为-气温-20℃。2交通量断面大型客车和货车交通量选取下面三个中的1个，2500辆/日、3200辆/日、4000辆/日。增长率6%。车辆类型分布系数、各类车型非满载和满载车数量、非满载车与满载车当量设计轴载换算系数均采用水平三查表确定3材料参数路基标准状态下回弹模量取下列模量中的一个
2、50MPa、70MPa、80MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.95,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.8。其他材料参数根据水平三查表选取。沥青蠕变劲度300MPa，路基类型参数2沥青混合料饱和度区60%车辙试验：试件厚度50mm，普通沥青混凝土变形量取4~5，改性沥青混凝土变形量取1~2。4环境参数沥青层永久变形基准等效温度18.2℃，基准路面结构温度调整系数（结构层疲劳）1.16，基准路面结构温度调整系数（路基顶面压应变）1.19，冻结指数242℃▪日，季节冻土地区调整系数0.949。路面低温设计温度-20℃。5设计任务：1）初拟路面结构（
3、路面结构采用半刚性基层），确定设计指标2）确定车道系数和方向系数3）采用水平三确定非满载车与满载车所占比例，非满载车与满载车当量设计轴载换算系数4）根据水平三确定材料参数5）进行结构验算6）提交沥青路面结构计算书东北地区某高速公路沥青路面新建路面设计1.项目概况与交通荷载参数该项目位于辽宁省，属于高速公路，起点桩号为K320+380，终点桩号为K380+380，设计使用年限为15.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为2500辆/日,交通量年增长率为6.0%,方向系数取55.0%,车道系数取45.0%。根据交通历史数据，按表A.2
4、.6-1确定该设计公路为TTC1类，根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。表1.车辆类型分布系数车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类车型分布系数(%)6.415.31.40.011.93.116.320.425.20.0根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。表2.非满载车与满载车所占比例(%)车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类非满载车比例88.090.066.073.055.071.044.059.057.065.0满载车比例12.010.034
5、.027.045.029.056.041.043.035.0根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。表3.非满载车与满载车当量设计轴载换算系数设计指标沥青混合料层永久变形无机结合料层疲劳开裂车辆类型非满载车满载车非满载车满载车2类0.82.80.535.53类0.44.11.3314.24类0.74.20.3137.65类0.66.30.672.96类1.37.910.21505.77类1.4
6、6.07.8553.08类1.46.716.4713.59类1.55.10.7204.310类2.47.037.8426.811类1.512.12.5985.4根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为16,958,523,对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为1,196,115,942。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为5,256,732，交通等级属于中等交通。2.初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。表4.初拟路面结构结构层编号层位材料类型厚度(mm)模量(MPa)
7、泊松比1面层沥青混合料150.0120000.352基层无机结合料稳定材料300.0180000.253底基层无机结合料稳定材料250.050000.354土基610.40路基标准状态下回弹模量取80MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.95,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.80,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为61MPa。3.路面结构验算3.1沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为18.2℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为20.6℃。可靠度系数为1.65。根据B.3.1
8、条规定的分层方法，将沥青混合料层分为10个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下
