1、路基路面工程課程設計、基本資料新建高速公路地處IV 3區，為雙向四車道，沿線土質為中液限粘土，填方路基高 3m地表 長期積水距路床0.7m,屬干燥狀態，E= 50MPa年降雨量為470mm最高氣溫38C,最低氣 溫-26C,多年最大凍深為120mm平均凍名S指數為700C,最大凍結指數1150c. d此地有 大量碎石集料，并有石灰水泥供應。二、交通量資料及軸載分析路面設計以雙輪組單軸載100KN為標準軸載。（1）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軸載換算采用如下公式：式中：N 以設計彎沉值和瀝青層底拉應力為指標時的標準軸載的當量次數n 一被換算車型的各級軸載換算次數（次/

2、日）P 一標準軸載（KNPi 各種被換算車型的軸載（KN）G一輪組系數，雙輪組為1.0,單輪組為18.5,四輪組為0.09G 一軸數系數表1軸載換算結果表車型軸重軸數系數C輪組系數Gni （次/日）當量軸次（次/日）小客車前軸16.516.425806.51后軸2316.4258027.63黃河JN-150前軸4916.4869249.78后軸101.611869931.12斯柯達706R前軸5016.4458143.74后軸9011458289.61解放CA50前軸28.716.4176849.60后軸68.2111768334.54日野KB222前軸50.216.4556177.55后軸1

3、04.311556667.75長征CZ-361前軸47.616.4897227.28后軸90.72.218971290.65東風EQ-140前軸23.716.47268.86后軸69.211726146.35日野KF300D前軸40.7516.465484.30后軸792.21654516.03太脫拉T-138S前軸45.416.46212.79后軸902.216286.25噂CC喏J5250.322累計當量軸次根據設計規范，高速公路瀝青路面的設計年限取 20年，四車道的車道系數是0.4 0.5 ,取 0.45累計當量軸次:(I + /-1 x365Ne = M 再=(1+0.094) 20-

4、1 X365X 5250.32X0.45+0.094=46149415.19 次(2)驗算半剛性基層層底拉應力中的累計當量軸次（1軸載換算采用如下計算公式：式中：N 以設計彎沉值和瀝青層底拉應力為指標時的標準軸載的當量次數n ，一被換算車型的各級軸載換算次數（次/日）P 一標準軸載（KNP i各種被換算車型的軸載（KNC 1一輪組系數，雙輪組為1.0,單輪組為18.5,四輪組為0.09C 2一軸數系數表2軸載換算結果表車型軸重軸數系數C1輪組系數C2ni (次/日)當量軸次（次/日）小客車前軸16.5118.525800.03后軸23118.525800.37黃河JN-150前軸49118.5

5、86953.43后軸101.611869986.66斯柯達706R前軸50118.545833.10后軸9011458197.15解放CA50前軸28.7118.517681.51后軸68.211176882.75日野KB222前軸50.2118.555641.48后軸104.311556778.66長征CZ-361前軸47.6118.589743.73后軸90.7318971232.46東風EQ-140前軸23.7118.57260.13后軸69.21172638.18日野KF300D前軸40.75118.56549.20后軸7931654297.66太脫拉T-138S前軸45.4118.5

6、622.07后軸90316280.07野3878.640累計當量軸次車道系數取0.45累計當量軸次：(1 + /-1 X365N N.n（1） 7=(1+0.094)20-1 X365X 3878.64X0.45+0.094=34092582.5 次三、結構組合與材料選取根據公路瀝青路面設計規范，并考慮公路的沿線有大量碎石集料，并有石灰水泥 供應，初擬以下路面結構組合表3結構組合參數結構組合參數層次材料名厚度抗壓回彈模量劈裂強度(cnj)15C<B20c(Mpa1細粒式瀝青混凝土4200014001.42中粒式瀝青混凝土61800120013粗粒式瀝青混凝土8120010000.84水泥

7、穩定碎石彳田1500（彎沉計算用）1500（彎沉計算用）0.53600 （彎拉應力計 算用）3600 （彎拉應力計 算用）5石灰土35550 （彎沉計算用）550 （彎沉計算用）0.2251500 （彎拉應力計 算用）1500 （彎拉應力計 算用）6土基5050四、設計指標的確定（2） 設計彎沉值ldld = 600Ne0.2AcAsAb式中：ld 設計彎沉值Ne-設計年限內的累計當量年標準軸載作用次數Ac-公路等級系數，高速公路取1.0As-面層類型系數，瀝青混凝土面層為1.0Ab-基層類型系數，半剛性基層為1.0所以ld = 600Ne0.2AcAsAb=600 X 4.615 X 107

8、 - 0.2 X 1.0 X1.0 X1.0=17.6 （0.01mn）（3） 各層材料按容許層底拉應力 6R ,按下列公式計算：R(T(TSKs式中：（tr路面結構材料的極限抗拉強度（Mpa%一路面結構材料的容許拉應力，即該材料能承受設計年限Ne次加載的疲勞彎拉應力（MpaKs-抗拉強度結構系數表4各層材料按容許層底拉應力6口計算結果R層位結構層材料名稱容許拉應力（MPa）1細粒式瀝青混凝土0.322中粒式瀝青混凝土0.233粗粒式瀝青混凝土0.184水泥穩定碎石0.215石灰土0.07五、路基處于干燥狀態時路面結構厚度的計算1）按設計彎沉值計算設計層厚度：（彎沉值按新建路面F公式計算）LD

9、= 17.6 (0.01mm)H( 4 )= 250 mmLS= 19.2 (0.01mm)H( 4 )= 300 mmLS= 17.4 (0.01mm)H( 4 )= 294 mm(僅考慮彎沉)2)按容許拉應力計算設計層厚度：H( 4 )=:294 mm(第1層底面拉應力計算涉足要求H( 4 )=:294 mm(第2層底面拉應力計算滿足要求H( 4 )=:294 mm(第3層底面拉應力計算滿足要求H( 4 )=:294 mm(第4層底面拉應力計算滿足要求H( 4 )=:294 mm(第5層底面拉應力計算滿足要求3) 路面設計層厚度:H( 4 )= 294 mm(H( 4 )= 294 mm(

10、僅考慮彎沉)同時考慮彎沉和拉應力)4) 通過對設計層厚度取整以及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40 mm60 mm粗粒式瀝青混凝土80 mm水泥穩定碎石300 mm石灰土300 mm土基六 路基處于中濕狀態時路面結構厚度的計算1. 按設計彎沉值計算設計層厚度:( 彎沉值按新建路面F 公式計算)LD= 17.6 (0.01mm)H( 4 )= 300 mmLS= 18.6 (0.01mm)H( 4 )= 350 mmLS= 17.1 (0.01mm)H( 4 )= 333 mm( 僅考慮彎沉)2. 按容許拉應力計算設計層厚度H( 4 )=333 mm(第 1

11、層底面拉應力計算滿足要求H( 4 )=333 mm(第 2層底面拉應力計算滿足要求H( 4 )=333 mm(第 3層底面拉應力計算滿足要求H( 4 )=333 mm(第 4層底面拉應力計算滿足要求H( 4 )=333 mm(第 5層底面拉應力計算滿足要求路面設計層厚度:3.H( 4 )= 333 mm( 僅考慮彎沉)4.5.H( 4 )= 333 mm( 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45cm瀝青層厚度18cm,總厚度為86cm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40 m

12、m60 mm粗粒式瀝青混凝土80 mm水泥穩定碎石340 mm石灰土350 mm土基七、 材料組成及用量設計參照瀝青路面設計規范及已建成高速公路實例，初定路面材料如下：（1）表面層（AC13 :最佳瀝青用量4.8%密度 2.405 g cm3碎石：砂：石屑：礦粉=38： 35： 21： 6 中面層（AC20 :最佳瀝青用量 4.3%密度 2.45 g cm3碎石（1020）:碎石（550）:砂：石屑：礦粉=45： 16： 16： 18： 5下面層（AC20 :最佳瀝青用量 3.8%密度 2.44 g cm3碎石（1030）:碎石：（1020）碎石（550）:砂：礦粉=13： 27： 25： 2

13、9： 6 水泥穩定碎石：水泥劑量6%最大干密度2.31 g cm3（9.5 31.5） : （4.75 9.5） : （2.36 7.75） : （02.36）=30： 32： 16： 22 石灰土：石灰劑量11%八、 面層施工要求面層施工過程可分為瀝青混合料的拌合運輸、現場鋪筑兩個階段（ 1）拌合及運輸在工廠拌制混合料所用的固定式拌和設備有間歇式和連續式兩種。 前者系在每盤拌和時計 量混合料各種材料的重量，而后者則在計量各種材料之后連續不斷地送進拌和器中拌和。 此處 建議采用的是間歇式拌和機。在拌制瀝青混合料之前，應根據確定的配合比進行試拌。試拌時對所用的各種礦料及瀝青 應嚴格計量。通過試拌

14、和抽樣檢驗確定每盤熱拌的配合比及其總重量（間歇式拌和機）、或各 種礦料進料口開啟的大曉及瀝青和礦料進料的速度（連續式拌和機）、適宜的瀝青用量、拌和時間、礦料和瀝青加熱溫度ii以及瀝青混合料出廠的溫度出對試拌的瀝青混合料進行試驗之后， 即可選定施工的配合比iii運輸車輛采用30t的大中型自卸汽車；a、運輸車輛裝備棉被、苫布等保溫防塵裝置，防止成品在運輸過程中被揚塵污染；b、運輸車輛車槽四角密封堅固，防止在運輸成品過程中呈熱融狀態的瀝青由于滴漏對周 邊環境造成污染；c、每層展筑完成后，進行交通管制，如遇大風或沙塵污染，在下層施工前留意清掃干凈；d、在與一期工程交叉施工時，協調好焙燒爐道路交通,如確

15、實需要通過，須經我方同意， 對車輛進行清洗后方可通過，但嚴禁挖掘機等重型機械通過。（2）現場鋪筑展筑工序如下：A、基層預備和放樣面層展筑前，應對基層和路基進行檢查處理， 確保道路的基層和面層有很好的黏結， 減少 水分浸進基層。為了控制混合料的攤展厚度，在預備好基層之后進行丈量放樣， 沿路面中心線 和四分之一路面寬處設置樣樁，標出混合料的松展厚度出采用自動調平攤展機攤展時， 還應放 出引導攤展機運行走向和標高的控制基準線 （俗稱走鋼絲）。高速公路和一級公路在施工前應 展筑試驗段。試驗段的長度應根據試驗目的確定，宜為100200m試驗段宜在直線段上展筑,如在其它道路上展筑時，路面結構等條件應相同，路面各結構的試驗可安排在不同的試驗段上。B、攤鋪瀝青混合料用機械攤鋪（個別三角段人工攤鋪）。 瀝青混合料攤展機有履帶式和輪胎式兩種。二者的構造和技術性能大致相同。C、碾壓瀝青混合料（下面層）的壓實按初壓、復壓、終壓三個階段進行，擬采用以下機械組合：組合i :初壓：雙鋼輪壓路機初壓（靜壓）一遍（不低于135C）；復壓：膠輪壓路