新版規范(2017)瀝青混凝土路面設計(詳細應用)

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文檔簡介

注：本表為手算計算書文檔對應的計算表，包含公式、計算過程在內，可供老師教學，可供學生學習。下載本表后請在作者個人中心中下載對應的WORD計算過程文檔。（若還需要相關cad圖紙或者有相關意見及建議，請私信作者！）團隊成果，侵權必究！,,,,,,,,,,,,,,,

瀝青路面設計,,,,基本參數填入格,,,,,,根據軟件填入值,,,,,

1.設計資料,,,,,,,,,,根據任務書填入值,,,,,

,公路自然區劃,IV,交通年增長率,6%,設計年限,15年,公路等級,一級公路,,,,,,,

,設計區域的路基土為,低液限黏土(CL),地下水位,1.1m,路基填土高度,0.5m,近期混合交通量為,6600輛/日,,,,,,,

交通組成和代表車型的技術參數如下,,,,,,,,,,,,,,,

混合交通組成,,,,,,,,,,,,,,,

車型分類,一類車,四類車,三類車,三類車,二類車,三類車,,,,,,,,,

代表車型,小汽車,黃河JN360,東風EQ140,北京BJ130,黃海DD680,解放CA50,,,,,,,,,

比重（%）,60.61,15.15,10.61,7.58,3.03,3.03,,,,,,,,,

代表車型的技術參數,,,,,,,,,2600,,,,,,

編號,,1,2,3,4,5,6,,0,,,,,,

車型分類,,一類車,四類車,三類車,三類車,二類車,三類車,,1000,,,,,,

代表車型,,小汽車,黃河JN360,東風EQ140,北京BJ130,黃海DD680,解放CA50,,700,,,,,,

車型分類,,小型客車,大型車,中型車,中型車,大型車,中型車,,500,,,,,,

折算系數,,1.0,2.5,1.5,1.5,2.5,1.5,,200,,,,,,

備注！,比重（%）,60.6,15.2,10.6,7.6,3.0,3.0,,200,,,,,,

給出具體車型交通量時填入,,4000,1000,700,500,200,200,,,,,,,,

數量（輛/d）,,4000,1000,700,500,200,200,,0,,,,,,

折算數量（輛/d）,,4000,2500,1050,750,500,300,,,,,,,,

第1年日交通量（輛/d）,,9100,,,,,,,,,,,,,

第15年日交通量（輛/d）,,20574,,,,,,,20574,,,,,,

斷面大型客車、貨車日交通量,,2600,,,,,,,,,,,,,

設計車道第1年大型客車、貨車日交通量（輛/d）,,975,,,,,,,,,,,,,

15年設計車道累大型客車、貨車交通量,,8283336,,,,,,,8283336,,,,,,

由第15年日交通量20574（輛/d）可知本次設計一級公路車道數為,,,雙向四車道,,,,車道系數取值LDF=,0.75,,,,,,,

公路等級,能適應各種汽車折合成小客車的年平均日交通量（輛/日）,,,,,,方向系數DDF=,0.5,,,,,,,

,八車道,六車道,四車道,雙車道,單車道,,,,,,,,,,

高速公路,60000～100000,45000～80000,25000～55000,-,-,,,,,,,,,,

一級公路,-,25000～55000,15000～30000,-,-,,,,,,,,,,

二級公路,-,-,-,5000～15000,-,,,,,,,,,,

三級公路,-,-,-,2000～6000,-,,,,,,,,,,

四級公路,-,-,-,2000,400,,,,,,,,,,

由15年設計車道累大型客車、貨車交通量8283336可知本次設計交通荷載等級為,,,,重,,,,,,,,,,,

交通荷載等級,極重,特重,重,中等,輕,,,,,,,,,,

設計基準期內設計車道累大型客車、貨車交通量Ne（106）,≥50,50--19,19--8,8--4,＜4,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

車輛類型分布系數確定,,,,,,,,,,,,,,,

根據下表確定本次設計公路的TTC分類,,TTC5,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,整體式貨車數量,0,1000,700,500,0,200,0,,

,,,,,,半掛車貨車數量,0,0,0,0,0,0,0,,

,,,,,,整體式貨車比例,36.36%,將此值填入軟件！,,,,,,,

,,,,,,本掛車貨車比例,0,將此值填入軟件！,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

由上表可知TTC分類為TTC5，再由下表確定確定車輛類型分布系數,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

車輛類型分布系數%,,,,,,,,,,,,,,,

車型,二類,三類,四類,五類,六類,七類,八類,九類,十類,十一類,,,,,

TTC5,9.9,42.3,14.8,0,22.7,2,2.3,3.2,2.5,0.2,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

車輛當量設計軸載換算,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

EALFml,非滿載換算系數,,,,,,,,,,,,,,

EALFmh,滿載換算系數,,,,,,,,,,,,,,

PERml,非滿載比例,,,,,,,,,,,,,,

PERmh,滿載比例,,,,,,,,,,,,,,

車型,,二類,三類,四類,五類,六類,七類,八類,九類,十類,十一類,,,,

EALFml,瀝青混合料,0.80,0.40,0.70,0.60,1.30,1.40,1.40,1.50,2.40,1.50,,,,

,無機結合料,0.50,1.30,0.30,0.60,10.20,7.80,16.40,0.70,37.80,2.50,,,,

,路基頂面,0.60,0.40,0.90,0.70,1.60,1.90,1.80,2.80,3.70,1.60,,,,

EALFmh,瀝青混合料,2.80,4.10,4.20,6.30,7.90,6.00,6.70,5.10,7.00,12.10,,,,

,無機結合料,35.50,314.20,137.60,72.90,1505.70,553.00,713.50,204.30,426.80,985.40,,,,

,路基頂面,2.90,5.60,8.80,12.40,17.10,11.70,12.50,12.50,13.30,20.80,,,,

PERml,,0.85,0.90,0.65,0.75,0.55,0.70,0.45,0.60,0.55,0.65,,,,

PERmh,,0.15,0.10,0.35,0.25,0.45,0.30,0.55,0.40,0.45,0.35,,,,

EALFm,瀝青混合料,0.29,0.15,0.67,0.71,2.54,1.76,2.32,1.84,4.16,4.13,,,,

,無機結合料,2.26,36.76,9.39,8.20,3801.14,905.81,2896.10,34.32,3992.93,560.45,,,,

,路基頂面,0.22,0.20,1.80,1.63,6.77,4.67,5.57,8.40,12.18,7.57,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

當量設計軸載累作用次數,,,,,,,,,,,,,,,

計算好不同的設計指標下各類車輛的當量設計軸載換算系數之后，根據瀝青規范中式（A.4.1）計算初始年設計車道日平均當量軸次：,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

其中2軸6輪及以上車輛的雙向年平均日交通量AADTT=,,,2600（輛/d）,,,,,,,,,,,,

再根據初始年設計車道日平均當量軸次N1、設計使用年限等，按下式計算設計車道上的當量設計軸載累計作用次數Ne。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

計算結果如下表：,,,,,,,,,,,,,,,

當量設計軸載累作用次數算結果,,,,,,,,,,,,,,,

換算方法,瀝青混合料層層底拉應變、瀝青混合料層永久變形,無機結合料穩定層層底拉應力,路基頂面豎向拉應變,,,,,,,,,,,,

N1,1000.67,1040121.82,2652.91,,,,,,,,,,,,

Ne,14235670.00,614575600.00,20357220.00,,,,,,,,,,,,

填入軟件計算值,14235670.00,614575600.00,20357220.00,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

土基回彈模量的確定,,,,,,,,,,,,,,,

根據路基土為低液限黏土(CL)和交通荷載等級保守確定標準狀態下路基土回彈模量為,,,,68MPa,,填入軟件時，不要填入此值！填入下式計算得到的平衡濕度狀態下路基回彈模量設計值！！,,,,,,,,,

土組,取值范圍(MPa),代表值(MPa),,,,,,,,,,,,,

礫(G),110～135,123,,,,,,,,,,,,,

含細粒土礫(GF),100～130,115,,,,,,,,,,,,,

粉土質礫(GM),100～125,113,,,,,,,,,,,,,

黏土質礫(GC),95～120,108,,,,,,,,,,,,,

砂(S),95～125,110,,,,,,,,,,,,,

含細粒土砂(SF),80～115,98,,,,,,,,,,,,,

粉土質砂(SM),65～95,80,,,,,,,,,,,,,

黏土質砂(SC),60～90,75,,,,,,,,,,,,,

低液限粉土(ML),50～90,70,,,,,,,,,,,,,

低液限黏土(CL),50～85,68,,,,,,,,,,,,,

高液限粉土(MH),30～70,50,,,,,,,,,,,,,

高液限黏土(CH),20～50,35,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,路基干濕度狀態為,潮濕,,,,,,

根據公路自然區劃為IV區，確定路基濕度狀態為潮濕。根據下表得不同自然區劃的TMI值范圍，再根據右表確定潮濕類路基的回彈模量濕度調整系數，本次設計取Ks=,,,,,,,,,0.95,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,取干濕循環折減系數Kn=,,0.8,,,,,,,,,

,,,,確定濕度調整系數后，再根據下式得到平衡濕度狀態下路基回彈模量設計值：,,,,,,,,,,,

,,,,,,51.3MPa,將此值作為路基回彈模量值填入軟件！,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

路面結構組合設計,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,根據交通荷載等級為重，擬定合適的路面組合類型并選取相應的材料級配類型。同時按表中數據，根據結構層類型選取相應的厚度。,,,,,,,,,,

,,,,,無機結合料穩定類材料的結構力學參數選取按下表中取彈性模量及彎拉強度，且在進行結構驗算時彈性模量應乘以結構層模量調整系數0.5。瀝青混合料層的彈性模量應按表中數據選取，其中面層采用20oC、10Hz條件下的動態壓縮模量，瀝青類基層采用20oC、5Hz條件下的動態壓縮模量。各結構層的泊松比按表中數據確定。各參數整理好后如下表所示：,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,路面結構組合設計參數,,,,,,,,,,

,,,,,,所選材料類型,,初擬厚度（mm）,結構參數,泊松比,,,,,

,,,,,面層,連續級配瀝青混合料,,200,11000,0.25,,,,,

,,,,,基層,無機結合料穩定類,,350,14000,0.25,,,,,

,,,,,底基層,無機結合料穩定類,,180,14000,0.25,,,,,

,,,,,路基,低液限黏土(CL),,,,0.4,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,環境參數確定,,,,,,,,,,,

,,,,1、計算溫度調整系數,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,瀝青混合料層疲勞開裂：,,,無機結合料穩定層疲勞開裂：,,路基頂面豎向壓應變：,,由上表可知，面層與基層僅為一種材料結構，故不用計算面層瀝青與基層（含底基層）的當量厚度，當量模量。,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,530mm,

,,,,,,,,,,,,,,,10706MPa

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,0.79,,,0.38,,,,,,

,,,,則：,,,,,,,,,,,

,,,,,,0.74,,,0.97,,,0.89,,,

,,,,,,0.97,,,0.95,,,0.95,,,

,,,,,,-0.45,,,-0.06,,,-0.39,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,-0.04,,,-0.08,,,-0.07,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,0.87,,,1.264,,,0.99,,,

,,,,,,,,,1.264,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,本次設計瀝青混合料層底拉應變，無機結合料穩定層底拉應力取值為,,,,1.45,,,,,,,

,,,,本次設計路基頂面豎向壓應變為,,,,1.31,,,,,,,

,,,,本次設計基準等效溫度為,,,,23.9,,,,,,,

,,,,將以上三個值填入軟件中，計算后更正KT2，即J209中的數據,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

路面結構驗算,,,,,,,,,,,,,,,

無機結合料穩定層的疲勞開裂壽命應根據路面結構分析得到的各無機結合料穩定層層底拉應力，按下式計算：,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

首先根據右表確定所在地區的凍結指數為,,92℃?d,,,,,,,,,,,,,

季節性凍土地區調整系數由下表取Ka=,,0.9,將此值填入軟件！,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

疲勞試驗回歸參數按照下表取值,,a=13.24,b=12.52,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

C1=14,-0.0076,-0.0076,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

其余參數已知，最后將前面一系列算出來的參數一齊代入算式可以分別算得方案1和方案2的Nf2：,,,,,,,,,,,,,,,

方案1Nf2=,30911840000,根據軟件計算值填入,,,,,,,,,,,,,

方案2Nf2=,,,,,,,,,,,,,,,

而前面算得無機結合料層層底拉應力的當量設計軸載累計作用次數Ne=,,,,614575600.00,,,,,,,,,,,

方案一滿足要求。,,,,,,,,,,,,,,,

方案二不滿足要求！,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

瀝青混合料層永久變形量驗算,,,,,,,,,,,,,,,

根據瀝青規范中條文規定將其分層，并求解各分層頂面豎向壓應力。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

本次設計方案一共分為,,7層,,,,,,,,,,,,,

每層厚度為,,28.6mm,,,,,,,,,,,,,

"根據得到的力學響應代入下式可求得瀝青混合料層總的永久變形量，其中車轍實驗試件的厚

度為50mm，瀝青混合料在試驗溫度為60℃，壓強為0.7MPa，加載次數為2520次。",,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

,,,ha=,200.0mm,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根據前面的方案可知瀝青混合料層的組成是一樣的，厚度ha=200mm，將d1和d2代入上式可得各個分層的Kri。,,,,,,,,,,,,,,,

Tpef則是根據下列公式得到：,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根據上述描述，基準等效溫度Tξ=23.9℃，因而由上式可得：,,,,,,,,,,,,,,,

,,27.1℃?d,,,,,,,,,,,,,

第i分層頂面豎向壓應力pi可由計算軟件算出每一層對應計算點的壓應力值。Ne3則在前面已算出。,,,,,,,,,,,,,,,

Ne3=,14235670.00,,,,,,,,,,,,,,

第1分層厚度h1均為15mm，其他分層為路表距分層中點的深度。,,,,,,,,,,,,,,,

同時根據瀝青規范中下表關于氣候分區的確定得到本項目地區為,,,"""2-4""",,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

由上表擬定動穩定度DS=,,6977,,,,,,,,,,,,,

永久變形量R0按下式計算,,,,,,,,,,,,,,,

,6977,,,,,,,,,,,,,,

通過上式可反算得第一分層瀝青混合料在試驗溫度為60℃，壓強為0.7Mpa，加載次數為2520次時，車轍試驗永久變形量R0i=,,,,,,1.22mm,,,,,,,,,

同理，確定每一層瀝青混合料在試驗溫度為60℃，壓強為0.7Mpa，加載次數為2520次時，車轍試驗永久變形量R0i如下：,,,,,,,,,,,,,,,

R01=,1.22mm,,,,,,,,,,,,,,

R02=,2.08mm,,,,,,,,,,,,,,

R03=,2.06mm,,,,,,,,,,,,,,

R04=,2.50mm,,,,,,,,,,,,,,

R05=,1.55mm,,,,,,,,,,,,,,

R06=,0.86mm,,,,,,,,,,,,,,

R07=,1.00mm,,,,,,,,,,,,,,

瀝青混合料層永久變形量RA=,,11.27mm,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

同理方案二瀝青混合料層永久變形量RA=,,1.24mm,,,,,,,,,,,,,

瀝青規范中表所列容許永久變形量為,,,15mm,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

方案一滿足要求。,,,,,,,,,,,,,,,

方案二滿足要求。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

路基頂面和路表驗收彎沉值驗算,,,,,,,,,,,,,,,

根據瀝青規范，路基頂面驗收彎沉值lg，應按下式計算。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根據瀝青規范宜采用落錘式彎沉儀進行路基驗收，落錘式彎沉儀荷載為50kN，荷載盤半徑應為150mm。,,,,,,,,,,,,,,,

故，,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

由前可知路基回彈濕度調整系數Ks=,,0.95,,,,,,,,,,,,,

標準狀態下的回彈模量MR=,,68MPa,,,,,,,,,,,,,

故此處平衡濕度狀態下路基頂面回彈模量由下列公式計算：,,,,,,,,,,,,,,,

,,64MPa,,,,,,,,,,,,,

所以路基頂面驗收彎沉值計算如下：,,,,,,,,,,,,,,,

,,291.20mm,291.20,,,,,,,,,,,,

因此只要路基頂面實測代表彎沉值l0符合下式的要求即可。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

根據瀝青規范，路表驗收彎沉值la，應根據設計路面結構，采用彈性層狀體系理論按下式計算。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

因為方案中采用的是無機結合料穩定類基層瀝青路面，故Kl=,,,0.5,,,,,,,,,,,,

,,E0=,64MPa,,,,,,,,,,,,

,,,32MPa,,,,,,,,,,,,

此處用計算軟件算出路表驗收彎沉值：,,,,,,,,,,,,,,,

方案1：,18.5(0.01mm),,,,,,,,,,,,,,

方案2：,,,,,,,,,,,,,,,

路面交(竣)工時應對路表彎沉值進行檢測。只要落錘式彎沉儀中心點彎沉代表值l0滿足下式要求，即滿足路面驗收條件。,,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,,,,

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