1、.路面結構設計及計算表 7.1 交通量組成表車 型總重載重前軸重后軸重后軸數后輪前輪軸 距交通量(KN)(KN)(KN)(KN)輪組數輪組數(cm)黃河 JN150150.682.649101.6l雙單760解放 CA10B80.254019.4060.851雙單1710東風 EQ14092.9050.0023.7069.201雙單760太脫拉 138211.4120.0051.402× 802雙單132190標準軸載010013807.1 軸載分析路面設計以雙軸組單軸載100KN作為標準軸載a. 以設計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次。（ 1）軸載換算4.35軸載

2、換算采用如下的計算公式：Pi（7.1 ）N C1C2Ni P式中： N標準軸載當量軸次，次 / 日ni 被換算車輛的各級軸載作用次數，次/ 日P 標準軸載， KNpi 被換算車輛的各級軸載，KNK 被換算車輛的類型數c1 軸載系數，c1 1 1.2(m 1) ， m是軸數。當軸間距離大于 3m時，按單獨的一個軸載計算；當軸間距離小于 3m時，應考慮軸數系數。c2 ：輪組系數，單輪組為6.4, 雙輪組為 1，四輪組為 0.38 。軸載換算結果如表所示：表 7.2軸載換算結果表車型pic1c2nic1c2 ni ( pi ) 4. 35P.黃河 JN150前軸4916.4760218.447后軸1

3、01.611760814.331解放 CA10B后軸60.85111710197.029東風 EQ140后軸69.21176012.930太脫拉 138前軸51.416.419067.239后軸802.21190158.350標準軸載380380.000c1c2 ni ( pi ) 4. 351848.327P注：軸載小于 25KN的軸載作用不計。（2）累計當量軸數計算根據設計規范，一級公路瀝青路面的設計年限為 15 年，四車道的車道系數取 0.40 ， =4.2 % ，累計當量軸次：(1 ) t1 365 N1N e（1150.042）1 365 1848.327 0.405484490 .

4、次 (7.2)0.042驗算半剛性基層層底拉應力的累計當量軸次b. 軸載換算驗算半剛性基底層底拉應力公式為k8N 'c1 ' c2' ni ( pi )(7.3)i 1P式中： c1'為軸數系數， c1'12(m1)c2'為輪組系數，單輪組為1.85 ，雙輪組為 1，四輪組為 0.09 。計算結果如下表所示：表 7.3車型pic1'c2'nic1' c2 ' ni ( pi )8P黃河后軸101.611760862.906JN150解放后軸60.8511171032.143CA10B.東風69.2117600.42

5、4后軸EQ140太脫拉51.411.851901.712前軸138后軸802.2119070.129標準軸載380380.000c1'c2' ni ( pi ) 81347.313P注：軸載小于 50KN的軸載作用不計。(1 )t1 365N 1'N e(10.042%) 1513651347.3130.403397845次0.042%7.2 結構組合與材料選取由上面的計算得到設計年限內一個行車道上的累計標準軸次約為700 萬次左右，根據規范推薦結構，路面結構層采用瀝青混凝土（15cm）、基層采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定） 、底基層采用石灰土（ 30cm）。規范規定高速

6、公路一級公路的面層由二至三層組成，查規范，采用三層瀝青面層，表面層采用細粒式密級配瀝青混凝土（厚4cm），中間層采用中粒式密級配瀝青混凝土（厚5cm），下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土（厚6cm）。7.3 各層材料的抗壓模量與劈裂強度查有關資料的表格得各層材料抗壓模量（20）與劈裂強度表 7.4路面材料技術指標20抗壓模量材料名稱（MPa）15彎拉模量15彎拉強度（Mpa）（ Mpa）Ep細粒瀝青混凝土140020001.4中粒瀝青混凝土120016001.0粗粒瀝青混凝土90012000.8細粒式瀝青150018001.4瑪蹄脂碎石中粒式瀝青130017001瑪蹄脂碎石.粗粒式瀝青10001

7、3000.8瑪蹄脂碎石水泥穩定碎石160016000.5石灰粉煤灰碎石150015000.6二灰土6006000.3石灰土5505500.25表 7.5瀝青混合料的壓實最小厚度和適宜厚度最大粒徑公稱最大符號壓實最小適宜厚度瀝青混合料類型(mm)粒(mm)厚(mm)(mm)密集配瀝細粒式13.29.5AC-102025-40中粒式1916AC-163540 -60青混合料粗粒式31.526.5AC-257070 - 120瀝青瑪蹄細粒式13.29.5SMA-102525-50脂碎石混中粒式1916SMA-164040-70合料粗粒式31.526.5SMA-258080 - 1207.4 土基回彈

8、模量的確定該路段處于 4 區，為粉質土，稠度為1.05 ，查相關表的土基回彈模量為51.5MPa。7.5 設計指標的確定對于一級公路， 規范要求以設計彎沉值作為設計指標， 并進行結構層層底拉應力的驗算。a. 設計彎沉值（一級公路）:該公路為一級公路，路面等級系數 Ac=1.0，面層是瀝青混凝土路面 As 取 1.0 ，半剛性基層，底基層總厚度大于 20cm，基層類型系數 Ab=1.0。設計彎沉值為：L d 960N e0.2 Ac As Ab960 5484490 0.21.0 1.0 1.0 26.5(0.01mm) (7.4)b. 各層材料的容許層底拉應力spRK s(7.5)（1）細粒式

9、密級配瀝青混凝土.0.09 Aa N e0.22K SAc(7.6)0.091.05484490 0.222.7341.0SP1.4(7.7)R0.5MPaK S2.734（2）中粒式密級配瀝青混凝土0.09 Aa N e0.22K SAc0.091.05484490 0.222.7341.0SP10.36 MPaRK S2.734（3）粗粒式密級配瀝青混凝土0.09 Aa N e0.22K SAc0.091.154844900.221.03.01SP0.80.26MPaRK S3.01（4）細粒式瀝青瑪蹄脂碎石0.09 Aa N e0.22K SAc0.091.054844900.221.0

10、2.734SP1.4R0.5MPaK S2.734（5）中粒式瀝青瑪蹄脂碎石0.09 Aa N e0.22K SAc.0.091.054844900.221.02.734SP10.36 MPaRK S2.734（6）粗粒式瀝青瑪蹄脂碎石0.09 Aa N e0.22K SAc0.091.154844900.221.03.01SP0.80.26MPaRK S3.01（7）水泥碎石K S0.35N e0.110.35 5484490 0.111.93 (7.8)AcSPRR0.50.27MPa1.93（9）石灰粉煤灰碎石K S0.45Ne0.110.112.48 (7.9)Ac0.45 54844

11、90SPRR0.60.32 MPa2.48（10）石灰土K S0.45Ne0.110.112.48Ac0.45 5484490SPRR0.252.480.1MPa（11）二灰土K S0.45Ne0.110.112.48Ac0.45 5484490SPRR0.30.12 MPa2.48.7.6 設計資料總結相關資料匯總如下表：公路等級一級公路公路等級系數1面層類型系數1基層類型系數1路面設計彎沉值: 26.5 (0.01mm)表7.6 方案A材料名稱劈裂強度容許拉應力H（CM）（ MPA）(MPA)細粒式瀝青混凝土41.40.51中粒式瀝青混凝土51.00.36粗粒式瀝青混凝土60.80.26石

12、灰粉煤灰碎石？0.60.32石灰土300.250.1土基按設計彎沉值計算設計層厚度:LD= 26.5 (0.01mm)H( 4 )= 15 cmLS= 29.4 (0.01mm)H( 4 )= 20 cmLS= 25.9 (0.01mm)H( 4 )= 19.1 cm(僅考慮彎沉 )按容許拉應力驗算設計層厚度:H( 4 )= 19.1 cm(第 1層底面拉應力驗算滿足要求 )H( 4 )= 19.1 cm(第 2層底面拉應力驗算滿足要求 )H( 4 )= 19.1 cm(第 3層底面拉應力驗算滿足要求 )H( 4 )= 19.1 cm(第 4層底面拉應力驗算滿足要求 )H( 4 )= 19.1

13、 cm(第 5層底面拉應力驗算滿足要求 )路面設計層厚度 :H( 4 )= 19.1 cm(僅考慮彎沉 )H( 4 )= 19.1 cm(同時考慮彎沉和拉應力 )驗算路面防凍厚度:路面最小防凍厚度60 cm驗算結果表明 , 路面總厚度滿足防凍要求.通過對設計層厚度取整以及設計人員對路面厚度進一步的修改 , 最后得到路面結構設計結果如下 :.-細粒式瀝青混凝土4 cm-中粒式瀝青混凝土5 cm-粗粒式瀝青混凝土6 cm-20 cm石灰粉煤灰碎石-石灰土30 cm-土基表 7.7竣工驗收彎沉值和層底拉應力計算材料名稱20抗壓模15彎拉模量15彎拉強度計算信息量（ MPa）（ Mpa）（ Mpa）細

14、粒瀝青混凝土140020001.4計算應力中粒瀝青混凝土120016001.0計算應力粗粒瀝青混凝土90012000.8計算應力石灰粉煤灰碎石150015000.6計算應力石灰土5505500.25計算應力土基36計算新建路面各結構層及土基頂面竣工驗收彎沉值:第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 25.9 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 28.7 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 32.5 (0.01mm) 第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 37.2 (0.01mm) 第 5 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 89.6 (0.0

15、1mm)土基頂面竣工驗收彎沉值LS= 322.9 (0.01mm)LS= 258.8 (0.01mm)計算新建路面各結構層底面最大拉應力:第 1 層底面最大拉應力 ( 1 )=-0.224 (MPa) 第 2 層底面最大拉應力 ( 2 )=-0.069 (MPa) 第 3 層底面最大拉應力 ( 3 )=-0.042 (MPa)第 4層底面最大拉應力 ( 4 )= 0.123 (MPa)第 5層底面最大拉應力 ( 5 )= 0.076 (MPa)方案 B：.表 7.8材料名稱H（ CM）劈裂強度容許拉應力(MPA)（MPA）細粒式瀝青瑪蹄脂碎石31.40.51中粒式瀝青瑪蹄脂碎石41.00.36

16、粗粒式瀝青瑪蹄脂碎石60.80.26水泥穩定碎石？0.50.27二灰土300.30.12土基按設計彎沉值計算設計層厚度 :LD= 26.5 (0.01mm)H(4)=15 cmLS= 29.4 (0.01mm)H(4)=20 cmLS= 25.8 (0.01mm)H(4)=19 cm(僅考慮彎沉 )按容許拉應力驗算設計層厚度 :H(4)=19 cm(第 1層底面拉應力驗算滿足要求 )H(4)=19 cm(第 2層底面拉應力驗算滿足要求 )H(4)=19 cm(第 3層底面拉應力驗算滿足要求 )H(4)=19 cm(第 4層底面拉應力驗算滿足要求 )H(4)=19 cm(第 5層底面拉應力驗算滿

17、足要求 )路面設計層厚度 :H(4)=19 cm(僅考慮彎沉 )H(4)=19 cm(同時考慮彎沉和拉應力 )驗算路面防凍厚度 :路面最小防凍厚度 60 cm驗算結果表明 , 路面總厚度滿足防凍要求 .通過對設計層厚度取整以及設計人員對路面厚度進一步的修改,最后得到路面結構設計結果如下 :-細粒式瀝青瑪蹄脂碎石3 cm-中粒式瀝青瑪蹄脂碎石4 cm-6 cm粗粒式瀝青瑪蹄脂碎石-水泥穩定碎石20 cm-30 cm石灰粉煤灰土-土基.竣工驗收彎沉值和層底拉應力計算計算新建路面各結構層及土基頂面竣工驗收彎沉值:表 7.9材料名稱20抗壓模15彎拉模量15彎拉強度計算信息量（ MPa）（ Mpa）（ Mpa）細粒式瀝青150018001.4計算應力瑪蹄脂碎石中粒式瀝青130017001計算應力瑪蹄脂碎石粗粒式瀝青100013000.8計算應力瑪蹄脂碎石水泥穩定碎石160016000.5計算應力二灰土6006000.3第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 25.8 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 27.9 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 31 (0.01mm)第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 35.5 (0.01mm) 第 5 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 85.7 (0.01m