1、.目 錄一、瀝青路面設計21.基本資料22.初擬路面結構組合33.標準軸載累計交通量44.計算設計彎沉和結構強度系數55.確定設計參數66.計算確定容許彎拉應力67 使用HPDS2003計算軟件計算結果6二、水泥混凝土路面設計321.基本資料322.交通分析323.初擬路面結構334.路面材料參數確定335荷載疲勞應力346溫度疲勞應力35三、路基設計351.擋土墻設計351.1.基本資料351.2材料選擇361.3擋土墻計算36 公 路 瀝 青 路 面 設 計1基本資料新建一級公路，公路設計基準年為2011年，使用年限15年， 擬選瀝青路面結構路面進行路面結構設計。公路技術等級為一級公路，為

2、雙向六車道。預測前五年交通量年增長率為 = 8后十年 = 6%1.1 氣象資料該公路處于4區1.2 地質資料與筑路資料 由于路線地處平原4區，土基為低液限粉土樁號設計標高地面標高水位標高K0+0008.101 7.030 5.000 +507.740 7.140 5.000 +1006.871 7.256 5.000 +1506.321 7.278 5.000 +2007.000 7.130 5.000 +3007.921 7.213 5.000 +8008.923 7.134 5.000 K2+00010.034 6.101 5.000 K3+00012.126 5.980 5.000 1.

3、3 交通資料表1-1 交通組成與交通量車型輛/日前軸重后軸重后軸數CA10B1200 19.40 60.85 1 EQ140800 23.70 69.20 1 JN162500 59.50 115.00 1 138S300 45.40 90.00 2 SH1411300 25.55 51.10 1 SH361100 60.00 110.00 2 2.初擬路面結構組合潮濕過濕情況下新建瀝青路面 - 細粒式瀝青混凝土 30 mm - 中粒式瀝青混凝土 70 mm - 粗粒式瀝青混凝土 80 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰土 ？ - 新建路基干燥

4、情況下新建路面結構厚度計算 細粒式瀝青混凝土 40 mm - 中粒式瀝青混凝土 60 mm - 粗粒式瀝青混凝土 80 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰土 ？ - 新建路基3.標準軸載累計交通量車道系數0.4A用于彎沉驗算和瀝青層彎拉應力驗算的Ne（A）：表1-2 汽車參數及交通量換算表車型輛/日前軸重C1C2Ni后軸重后軸數C1C2NiCA10B1200 19.40 6.40 1.00 0.02 60.85 1 1.00 1.00 22.56 EQ140800 23.70 6.40 1.00 0.05 69.20 1 1.00 1.00 4

5、2.07 JN162500 59.50 6.40 1.00 50.27 115.00 1 1.00 1.00 1529.51 138S300 45.40 6.40 1.00 3.47 90.00 2 1.00 2.20 284.11 SH1411300 25.55 6.40 1.00 0.15 51.10 1 1.00 1.00 6.04 SH361100 60.00 6.40 1.00 10.75 110.00 2 1.00 2.20 471.59 SH361100 60.00 6.40 1.00 69.36 110.00 2 1.00 2.20 333.03 路面營運第一年雙向日平均當量軸

6、次 : 2569 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 9329915 屬中等交通等級B用于半剛性基層彎拉應力驗算的Ne(B)：表1-3 汽車參數及交通量換算表車型輛/日前軸重C1C2后軸重后軸數C1C2NiCA10B1200 19.40 18.5 1.00 60.85 1 1.00 1.00 22.56 EQ140800 23.70 18.5 1.00 69.20 1 1.00 1.00 42.07 JN162500 59.50 18.5 1.00 115.00 1 1.00 1.00 1529.51 138S300 45.40 18.5 1.00 90.00 2 1.00 2.20 28

7、4.11 SH1411300 25.55 18.5 1.00 51.10 1 1.00 1.00 6.04 SH361100 60.00 18.5 1.00 110.00 2 1.00 2.20 471.59 路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 2823 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 1.025238* 屬中等交通等級一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量 Nh= 1680 ,屬重交通等級4.計算設計彎沉和容許應力公路等級系數 1 面層類型系數 1 路面結構類型系數 1 路面設計彎沉值 : 24.2 (0.01mm) (瀝青面層) （水穩，二灰穩定碎石） （二灰土）層位結

8、 構 層 材 料 名 稱 20平均抗壓15平均抗壓容許應力1細粒式瀝青混凝土 14002000 .39 2中粒式瀝青混凝土12001600.333粗粒式瀝青混凝土10001200.264水泥穩定碎石15001500.295水泥穩定碎石15001500.296石灰粉煤灰土750750.085.確定設計參數查表得4區低液限粉土樁號H1H2H3H土質類型WcE0K0+0002.6-2.82.1-2.31.4-1.6H1>H>H2中濕0.9-1.0531.0 +502.6-2.82.1-2.31.4-1.6H1>H>H2中濕0.9-1.0531.0 +1002.6-2.82.1

9、-2.31.4-1.6H3>H過濕0.750 24.5 +1502.6-2.82.1-2.31.4-1.6H3>H過濕0.750 24.5 +2002.6-2.82.1-2.31.4-1.6H3>H過濕0.750 24.5 +3002.6-2.82.1-2.31.4-1.6H2>H>H3潮濕o.75-0.924.5 +8002.6-2.82.1-2.31.4-1.6H>H1干燥1.050 43.0 K2+0002.6-2.82.1-2.31.4-1.6H>H1干燥1.050 43.0 K3+0002.6-2.82.1-2.31.4-1.6H>H1

10、干燥1.050 43.0 6使用HPDS2006計算軟件計算結果一、軸載換算及設計彎沉值和容許拉應力計算序號 車 型 名 稱 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數 后軸輪組數 后軸距(m) 交通量 1 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 1200 2 東風EQ140 23.7 69.2 1 雙輪組 800 3 黃河JN162 59.5 115 1 雙輪組 500 4 太脫拉138S 45.4 90 2 雙輪組 <3 300 5 交通SH141 25.55 55.1 1 雙輪組 1300 6 交通SH361 60 110 2 雙輪組 <3 100 設計年限 15 車道

11、系數 .4 序號 分段時間(年) 交通量年增長率 1 5 8 2 10 6 一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1680 ,屬重交通等級當以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為指標時 :路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 2569 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 9329915 屬中等交通等級當以半剛性材料結構層層底拉應力為設計指標時 :路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 2823 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 1.025238E+07 屬中等交通等級路面設計交通等級為重交通等級公路等級 一級公路公路等級系數 1 面層類型系數 1 路面結構類型系數 1 路面

12、設計彎沉值 : 24.2 (0.01mm)層位 結 構 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應力(MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 1.2 .39 2 中粒式瀝青混凝土 1 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .26 4 水泥穩定碎石 .6 .29 5 水泥穩定碎石 .6 .29 6 石灰粉煤灰土 .2 .08 二、新建路面結構厚度計算 新建路面的層數 : 6 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設計彎沉值 : 24.2 (0.01mm) 路面設計層層位 : 6 設計層最小厚度 : 200 (mm)層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差

13、容許應力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 .39 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 80 1000 0 1200 0 .26 4 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 .29 5 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 .29 6 石灰粉煤灰土 ? 750 0 750 0 .08 7 新建路基 31 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 24.2 (0.01mm) H( 6 )= 200 mm LS= 20.2 (0.

14、01mm) 由于設計層厚度 H( 6 )=Hmin時 LS<=LD, 故彎沉計算已滿足要求 . H( 6 )= 200 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力計算設計層厚度 : H( 6 )= 200 mm(第 1 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 2 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 3 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 4 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 5 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 6 層底面拉應力計算滿足要求) 路面設計層厚度 : H(

15、6 )= 200 mm(僅考慮彎沉) H( 6 )= 200 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 700 mm 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, 最后得到路面結構設計結果如下: - 細粒式瀝青混凝土 40 mm - 中粒式瀝青混凝土 60 mm - 粗粒式瀝青混凝土 80 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰土 200 mm - 新建路基三、交工驗收彎沉值和層底拉應力計算層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 綜合影響系數 (mm) 模

16、量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 1 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 1 3 粗粒式瀝青混凝土 80 1000 0 1200 0 1 4 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 1 5 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 1 6 石灰粉煤灰土 200 750 0 750 0 1 7 新建路基 31 1 計算新建路面各結構層及路基頂面交工驗收彎沉值 : 第 1 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 20.2 (0.01mm) 第 2 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 21.9

17、(0.01mm) 第 3 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 24.5 (0.01mm) 第 4 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 28.5 (0.01mm) 第 5 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 51.1 (0.01mm) 第 6 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 138.5 (0.01mm) 路基頂面交工驗收彎沉值 LS= 300.5 (0.01mm) 計算新建路面各結構層底面最大拉應力 :(未考慮綜合影響系數) 第 1 層底面最大拉應力 ( 1 )=-.186 (MPa) 第 2 層底面最大拉應力 ( 2 )=-.019 (MPa) 第 3 層底面最大拉應力 ( 3 )=-.033 (

18、MPa) 第 4 層底面最大拉應力 ( 4 )= .024 (MPa) 第 5 層底面最大拉應力 ( 5 )= .082 (MPa) 第 6 層底面最大拉應力 ( 6 )= .07 (MPa) * *公路新建路面設計成果文件匯總* *一、軸載換算及設計彎沉值和容許拉應力計算序號 車 型 名 稱 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數 后軸輪組數 后軸距(m) 交通量 1 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 1200 2 東風EQ140 23.7 69.2 1 雙輪組 800 3 黃河JN162 59.5 115 1 雙輪組 500 4 太脫拉138S 45.4 90 2 雙輪組

19、<3 300 5 交通SH141 25.55 55.1 1 雙輪組 1300 6 交通SH361 60 110 2 雙輪組 <3 100 設計年限 15 車道系數 .4 序號 分段時間(年) 交通量年增長率 1 5 8 2 10 6 一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1680 ,屬重交通等級當以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為指標時 :路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 2569 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 9329915 屬中等交通等級當以半剛性材料結構層層底拉應力為設計指標時 :路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 2823 設計年限內一個車道

20、上的累計當量軸次 : 1.025238E+07 屬中等交通等級路面設計交通等級為重交通等級公路等級 一級公路公路等級系數 1 面層類型系數 1 路面結構類型系數 1 路面設計彎沉值 : 24.2 (0.01mm)層位 結 構 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應力(MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 1.2 .39 2 中粒式瀝青混凝土 1 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .26 4 水泥穩定碎石 .6 .29 5 水泥穩定碎石 .6 .29 6 石灰粉煤灰土 .2 .08 二、新建路面結構厚度計算 新建路面的層數 : 6 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設計彎沉值 : 2

21、4.2 (0.01mm) 路面設計層層位 : 6 設計層最小厚度 : 200 (mm)層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 容許應力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 .39 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 80 1000 0 1200 0 .26 4 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 .29 5 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 .29 6 石灰粉煤灰土 ? 75

22、0 0 750 0 .08 7 新建路基 43 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 24.2 (0.01mm) H( 6 )= 200 mm LS= 17.8 (0.01mm) 由于設計層厚度 H( 6 )=Hmin時 LS<=LD, 故彎沉計算已滿足要求 . H( 6 )= 200 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力計算設計層厚度 : H( 6 )= 200 mm(第 1 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 2 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 3 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 4 層底面拉應力計算

23、滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 5 層底面拉應力計算滿足要求) H( 6 )= 200 mm(第 6 層底面拉應力計算滿足要求) 路面設計層厚度 : H( 6 )= 200 mm(僅考慮彎沉) H( 6 )= 200 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 700 mm 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, 最后得到路面結構設計結果如下: - 細粒式瀝青混凝土 40 mm - 中粒式瀝青混凝土 60 mm - 粗粒式瀝青混凝土 80 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰土

24、200 mm - 新建路基三、交工驗收彎沉值和層底拉應力計算層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 綜合影響系數 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 1 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 1 3 粗粒式瀝青混凝土 80 1000 0 1200 0 1 4 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 1 5 水泥穩定碎石 180 1500 0 1500 0 1 6 石灰粉煤灰土 200 750 0 750 0 1 7 新建路基 43 1 計

25、算新建路面各結構層及路基頂面交工驗收彎沉值 : 第 1 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 17.8 (0.01mm) 第 2 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 19.2 (0.01mm) 第 3 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 21.3 (0.01mm) 第 4 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 24.7 (0.01mm) 第 5 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 43.5 (0.01mm) 第 6 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 113.4 (0.01mm) 路基頂面交工驗收彎沉值 LS= 216.6 (0.01mm) 計算新建路面各結構層底面最大拉應力 :(未考慮綜合影響系數) 第 1

26、 層底面最大拉應力 ( 1 )=-.178 (MPa) 第 2 層底面最大拉應力 ( 2 )=-.014 (MPa) 第 3 層底面最大拉應力 ( 3 )=-.031 (MPa) 第 4 層底面最大拉應力 ( 4 )= .023 (MPa) 第 5 層底面最大拉應力 ( 5 )= .077 (MPa) 第 6 層底面最大拉應力 ( 6 )= .064 (MPa)改建道路瀝青路面設計改建路段原路面當量回彈模量計算 原路面實測彎沉值(0.01mm)7482.179.263.470.978.980.172.368.371.481.394.8舍去的過大或過小彎沉值為 : L( 12 )= 94.8 原

27、路面有效彎沉數 : 11 原路面平均彎沉值 : 75 (0.01mm)原路面彎沉值標準差 : 6 (0.01mm)測定汽車軸載 :100 kN改建公路等級 二級公路與保證率有關的系數 :1.5 原路面瀝青面層厚度 :50 (mm)季節影響系數1.2濕度影響系數 1溫度修正系數 1原路面計算彎沉值 : 101 (0.01 mm)原路面當量回彈模量 : 162.4 (MPa) 原路面實測彎沉值(0.01mm)81.394.8101.4111120.3119.4118.3117.4113.8114.3舍去的過大或過小彎沉值為 : L( 1 )= 81.3 L( 2 )= 94.8 L( 3 )= 1

28、01.4 原路面有效彎沉數 : 7 原路面平均彎沉值 : 116 (0.01mm)原路面彎沉值標準差 : 3 (0.01mm)測定汽車軸載 100 kN改建公路等級 二級公路與保證率有關的系數 1.5 原路面瀝青面層厚度 50 (mm)季節影響系數1.2濕度影響系數 1溫度修正系數 1原路面計算彎沉值 : 145 (0.01 mm)原路面當量回彈模量 : 113.1 (MPa)使用HPDS2006計算軟件計算結果 * *公路改建路面設計成果文件匯總* * 一、軸載換算及設計彎沉值和容許拉應力計算 序號 車 型 名 稱 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數 后軸輪組數 后軸距(m) 交通量 1

29、 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 1200 2 東風EQ140 23.7 69.2 1 雙輪組 800 3 黃河JN162 59.5 115 1 雙輪組 500 4 太脫拉138S 45.4 90 2 雙輪組 <3 300 5 交通SH141 25.55 55.1 1 雙輪組 1300 6 交通SH361 60 110 2 雙輪組 <3 100 設計年限 15 車道系數 .4 序號 分段時間(年) 交通量年增長率 1 5 8 2 10 6 一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量 Nh= 1680 ,屬重交通等級 當以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為指標時

30、: 路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 2569 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 9329915 屬中等交通等級 當以半剛性材料結構層層底拉應力為設計指標時 : 路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 2823 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 1.025238E+07 屬中等交通等級 路面設計交通等級為重交通等級 公路等級 一級公路 公路等級系數 1 面層類型系數 1 路面結構類型系數 1 路面設計彎沉值 : 24.2 (0.01mm) 層位 結 構 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應力(MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 1.2 .39 2 中粒式瀝青混凝土 1 .

31、33 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .26 4 水泥穩定碎石 .6 .29 5 石灰粉煤灰土 .2 .08 二、改建路面加鋪補強層厚度計算 加鋪路面的層數 : 5 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設計彎沉值 : 24.2 (0.01mm) 路面設計層層位 : 5 設計層最小厚度 : 150 (mm) 層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 容許應力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 .39 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 8