1、湖南科技學院土木與環境工程學院路基路面工程課程設計設計題目： 路面結構設計 姓 名： 鐘學超 學 號： 201416002138 班 級： 土木1401班 指導教師： 周基 日 期： 2017 年 5 月 30 日新建瀝青路面設計1、計算累計標準軸次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 1 200 2 黃河JN150 49 101.6 1 雙輪組 1 166 3 日野KF300D 40.75 79 2 雙輪組 <3 120 4 斯柯達706R

2、 50 90 1 雙輪組 1 100 5 依士茲TD50 42.2 80 1 雙輪組 1 120 6 交通SH141 25.55 55.1 1 雙輪組 1 50 7 長征XD980 37.1 72.65 2 雙輪組 <3 80 8 標準軸載BZZ100 100 1 雙輪組 1 500 設計年限：15 車道系數：0.5 序號 分段時間(年) 交通量年增長率 1 5 5 2 5 5 3 5 5 當以設計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應力驗算時 :路面竣工后第一年日平均當量軸次:1073設計年限內一個車道上累計當量軸次:4225569當進行半剛性基層層底拉應力驗算時:路面竣工后第一年日平均當量軸次

3、:851設計年限內一個車道上累計當量軸次:33513132、計算設計彎沉值公路等級：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:28.4(0.01mm)3、按設計彎沉值計算路面厚度層位 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 1.5 0.58 2 中粒式瀝青混凝土 1 0.39 3 粗粒式瀝青混凝土 1 0.35 4 水泥穩定碎石 0.5 0.27 5 水泥石灰砂礫土 0.4 0.17新建路面結構厚度計算 公路等級:一級公路 新建路面的層數:5 標準軸載:BZZ-100 路面設計彎沉值:28.4(0.01mm)

4、 路面設計層層位:5 設計層最小厚度:15(cm) 層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應力(MPa) (20) (15) 1 細粒式瀝青混凝土 3 1400 2000 .58 2 中粒式瀝青混凝土 4 1200 1600 .39 3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 .35 4 水泥穩定碎石 20 1500 1500 .27 5 水泥石灰砂礫土 ? 550 550 .17 6 土基 36 按設計彎沉值計算設計層厚度:LD=28.4(0.01mm)H(5)=25cm LS=29.7(0.01mm)H(5)=30cm LS=27.1(

5、0.01mm)H(5)=27.5cm(僅考慮彎沉)按容許拉應力驗算設計層厚度 :H(5)=27.5cm(第1層底面拉應力驗算滿足要求)H(5)=27.5cm(第2層底面拉應力驗算滿足要求)H(5)=27.5cm(第3層底面拉應力驗算滿足要求)H(5)=27.5cm(第4層底面拉應力驗算滿足要求)H(5)=27.5cm(第5層底面拉應力驗算滿足要求)路面設計層厚度:H(5)=27.5cm(僅考慮彎沉)H(5)=27.5cm(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50cm 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

6、瀝青混凝土 3 cm - 中粒式瀝青混凝土 4 cm - 粗粒式瀝青混凝土 6 cm - 水泥穩定碎石 20 cm - 水泥石灰砂礫土 28 cm - 土基4、竣工驗收彎沉值和層底拉應力計算 公 路 等 級:一級公路 新建路面的層數:5 標 準 軸 載:BZZ-100 層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 計算信息 (20) (15) 1 細粒式瀝青混凝土 3 1400 2000 計算應力 2 中粒式瀝青混凝土 4 1200 1600 計算應力 3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 計算應力 4 水泥穩定碎石 20 1500 1500 計

7、算應力 5 水泥石灰砂礫土 25 550 550 計算應力 6 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= 29.7 (0.01mm)第 2 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 32.4 (0.01mm)第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 36.3 (0.01mm)第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 42 (0.01mm)第 5 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 111.3 (0.01mm)土基頂面竣工驗收彎沉值LS= 322.9 (0.01mm)(根據“基層施工規范”第88頁公式)LS= 258.8 (0.01mm)(根據“

8、測試規程”第56頁公式)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 )=-.282 (MPa) 第 2 層底面最大拉應力 ( 2 )=-.124 (MPa) 第 3 層底面最大拉應力 ( 3 )=-.059 (MPa) 第 4 層底面最大拉應力 ( 4 )= .144 (MPa) 第 5 層底面最大拉應力 ( 5 )= .092 (MPa)水泥混凝土路面設計設計內容:新建單層水泥混凝土路面設計公路等級:一級公路變異水平的等級:低級可靠度系數:1.13面層類型:普通混凝土面層設計軸載:100kN最重軸載:150kN路面的設計基準期:30年設計基準期內設計車道上設計軸

9、載累計作用次數:1673263路面承受的交通荷載等級:重交通荷載等級混凝土彎拉強度5MPa 混凝土彈性模量31000MPa混凝土面層板長度4.5m 地區公路自然區劃面層最大溫度梯度88/m 接縫應力折減系數.87混凝土線膨脹系數1010-6/基(墊)層類型-新建公路路基上修筑的基(墊)層層位 基（墊）層材料名稱 厚度(mm) 材料模量(MPa)1 水泥穩定粒料 200 1500 2 石灰粉煤灰土 200 800 3 級配碎石 200 250 4 新建路基 60 板底地基當量回彈模量 ET= 110 MPa中間計算結果 : ( 下列符號的意義請參看“程序使用說明” )HB= 260 DC= 46

10、.45 DB= 1.6 RG= .918 SPS= 1.488 SPM= 2.178 SPR= 3.22 SPMAX= 2.08 CL= .683 BL= .336 STMAX= 1.19 KT= .35 STR= .42 SCR= 3.64 GSCR= 4.11 RE=-17.8 %SCM= 3.27 GSCM= 3.7 REM=-26 %混凝土面層荷載疲勞應力:3.22MPa混凝土面層溫度疲勞應力:0.42MPa考慮可靠度系數后混凝土面層綜合疲勞應力:4.11MPa（小于或等于面層混凝土彎拉強度）混凝土面層最大荷載應力:2.08MPa混凝土面層最大溫度應力:1.19MPa考慮可靠度系數后混

11、凝土面層最大綜合應力:3.7MPa（小于或等于面層混凝土彎拉強度）滿足路面結構極限狀態要求的混凝土面層設計厚度:260mm通過對設計層厚度按mm取整,最后得到路面結構設計結果如下:-普通混凝土面層 260 mm-水泥穩定粒料 200 mm-石灰粉煤灰土 200 mm-級配碎石 200 mm-新建路基新建基(墊)層及路基頂面交工驗收彎沉值計算新建基(墊)層的層數:3測定車后軸軸重:100kN層位 基（墊）層材料名稱 厚度(mm) 回彈模量(MPa) 綜合影響系數1 水泥穩定粒料 200 1500 1 2 石灰粉煤灰土 200 800 1 3 級配碎石 200 250 1 4 新建路基 110 1 第1層頂面交工驗收彎沉值 LS= 21.6 (0.01mm)(根據“公路瀝青路面設計規范”有關公式計算)第2層頂面交工驗收彎沉值 LS= 44.