1设计原始资料和依据
该公路处于II 5 区，路线经过地区属于湿暖带半湿润季风气候区，海洋型和大陆型过渡的气候特征比较明显，气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中，易出现暴雨造成涝灾，其余季节降水偏少。
气候区内年平均气温13.7 o C，以7、8月份最热，年平均最高气温19.4 o C，年平均最低气温9.1 o C，历年极端最高气温39.9 o C，历年极端最低气温-22.4 o C。历年最大积雪深度20cm，最大冻土深度33 cm，历年平均无霜期163.5天。气候区内年平均降雨量884.0mm，历年最大降雨量1358.0mm，以7~10月降雨相对较为集中。
区域内常年主导风向为东北风，历年平均风速3.3m/s。最大风速16.8m/s。8、9月份受台风影响区内空气湿度较高，年平均相对湿度为70%左右，最小相对湿度65%、最大相对湿度85%。
设计线路经过地段主要由第四系松散沉积层所组成。第四纪沉积层由全新（Q4a1）的低~高液限粘土夹中粗砂及上更新（Q3a1）的低~高液限粘土所组成。由于古河道多次变迁作用，地层厚度分布不均，堆积层厚度上部全新（Q4a1）一般在3~9m局部达10m，地层岩性主要为低~高液限粘土，其CBR为2%~10%；下部上更新统（Q3a1）沉积层厚度一般为10~40m，地层岩性主要为低~高液限粘土，呈中~高压缩性。
1.1.1路线服务范围交通运输要求和经济技术调查资料
由于此路段处于江地势平缓，沿线以农业为主，该路段经过两条大渠和一条铁路，故该道路的修通对于完善苏北地区贸易交往，改善该地区的投资环境具有深远的意义。另外修建该路所需的路基填料、石灰、碎石等集料在附近地区都非常丰富，并且都能满足技术指标要求。
1.1.2交通量资料
交通量平均增长率7.5%
表1-1 交通量资料
车型小客车中客车
SH141
大客车
CA50
小货车
BJ130
交通量（辆/日）1400 500 1100 1800
车型中货车
EQ140 大货车
JN150
铰接挂车
SP9250
交通量（辆/日）970 230 80
1.2设计依据
本设计AB段高速公路位于徐州市洞山地区，根据沿线地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件进行设计，依据的有关规范、规程具体如下：
1) 部颁《公路工程技术标准》（JTG B01－2003）；
2) 部颁《公路路线设计规范》（JTG D20－2006）；
3) 部颁《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）；
4) 部颁《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）；
5) 部颁《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）；
6) 部颁《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80-1-2004)；
7) 部颁《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）；
8) 部颁《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）；
9) 部颁《公路排水设计规范》（JTJ018-97）；
10)《京福高速公路绕徐州城西段设计说明书》；
11) 拟建公路的设计原始资料；
12) 拟建公路所处地区的地区地形图。
2 路面结构层厚度设计
2.1.1 土基回弹模量的确定
由于本路段无实测条件，故可按查表法预测土基回弹模量值。 1）确定临界高度
本路段土基设计为不利季节处于干燥状态，因为益阳地区为Ⅳ5区，由设计资料知该地区土质为粘性土，查《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)附录F.0.1可确定临界高度H 1在1.7m~1.9m 之间。
2）土的平均稠度
因本路段属于干燥类型，根据路基的临界高度，由《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)中5.1.4-1知路床表面以下80cm 深度内平均稠度为W c ≥1.10，本设计取W c =1.10。
3）确定土基回弹模量
据以上所述查表得该地区的土基回弹模量为E 0=45.5Mpa 。
2.1.2 路面设计参数的确定
1）交通量组成
已知设计年限为12年，设计年限内交通量年平均增长率r=7.5%，交通量组成见下表：
表1-1 交通量资料 车型 小客车
中客车SH141 大客车CA50 小货车
BJ130
交通量（辆/日）
1400 500 110 1400 车型 中货车EQ140 大货车JN150 铰接挂车SP9250 交通量（辆/日） 970
230
80
2）标准轴载及轴载换算和当量轴次计算
路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准荷载，标准轴载计算参数如下：
（1）轴载换算
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于25KN 的各级荷载（包括车辆的前、后轴）1P 的作用次数1n ，均按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 。
∑=?
??
???=K
i i P P n C C N 1
35
.4121 (4-3-1)
式中： N — 标准轴载的当量轴次，次／日；
1n — 被换算车型的各级轴载作用次数，次／日；
P — 标准轴载，KN ；
1P — 被换算车型的各级轴载，KN ； 1C — 轴数系数；
2C — 轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。
当轴间距大于3m 时，应按单独的一个轴载计算，此时轴数系数为m ；当轴间距小于
3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数按下式计算。
)1(2.111-?+=m C （4-3-2）式中： m —
轴数。
本路段轴载换算如下表所示。
由《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)3.1.2-1设计年限内一个车道上的累计当量轴次1N 按下式计算。
γ
γ365
]1)1([?-+=
t e N η1N （4-3-3）
式中： e N —设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次；
t —设计年限，12年；
1N —路面竣工后第一年双向日平均当量轴次，次／日；
γ—设计年限内交通量的平均年增长率(%),应根据实际情况调查，预测交通量增长，经分析确定；
η—车道系数，查《公路沥青路面设计规范》(JTJ014－97)确定车道系数为0.4~0.5,本设计取η
=0.7。
设计年限内一个车道上的累计当量轴次e N 为
7.097.1036075
.0365]1)075.01([12???-+=e N =4881289.995（次）
4）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各种车型的前后轴1P 的作用次数1n ，均按下式转换成标准轴载P 的当量作用次数N '。
∑=???
???''='K
i i P P n C C N 1
8
121 （4-3-4）
式中： '
1C —轴数系数；
'
2C —轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。
当轴间距小于3m 时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算。
)1(211-?+='
m C （4-3-5）
计算结果如下表。
设计年限内一个车道上的累计当量轴次e N 仍按式（4-3-3）进行计算：
7.088.1258075
.0365]1)075.01([12
???-+='
e
N = 5925878.62（次）
2.1.3 路面结构层厚度计算
路面结构及计算参数见表4-3-5。
路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，是根据设计年限内每个车道累计标准当量轴次、公路等级、面层和基层的类型等确定的。
路面设计弯沉值可按下式计算：
b s
c e
d A A A N l 2.0600-= （4-3-6）
式中： d l —路面设计弯沉值(0.01mm);
e N —设计年限内一个车道上的累计当量轴次；
c A —公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为
1.2；
S A —面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；
b A —路面结构类型系数，半刚性基层、刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路
面为1.6，若基层由半刚性基层与柔性基层组合而成，通过线性内插确定。
根据上式计算得：
0.10.11.14881290.06002
.0????=-d l =30.33（0.01mm ）
2）结构层材料的容许弯拉应力
高速公路的沥青混凝土面层或半刚性材料基层、底基层，在进行层底拉应力验算时，结构层底面计算点的拉应力m σ应小于或等于该层材料的容许弯拉应力R σ，即：
m σ≤R σ （4-3-7）
容许弯拉应力R σ按下式列公式计算：
s
SP
R K σσ=
（4-3-8）
式中： R σ—路面结构层材料的容许弯拉应力(MPa)；
SP σ—沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度(MPa)。对沥青混凝土指15℃时的劈裂
强度；对水泥稳定类材料为龄期90d 的劈裂强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类的材料为龄期180d 的劈裂强度(MPa)；
S K —抗压强度结构系数。
对沥青混凝土面层：
c e s A N K /09.022
.0= (4-3-9)
式中： a A —沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1。
对无机结合稳定集料类：
S K c e A N /35.011
.0= （4-3-10）
对无机结合类稳定细粒土类：
S K c e A N /45.011
.0= （4-3-11）
（1）沥青混凝土上面层AC-13
SP σ＝1.4Mpa
S K =0.09×(4881289.995)0.22/1.1=2.423
R σ=
MPa 5778.02.423
4
.1=
（2）沥青混凝土中面层AC-20 SP σ＝1.0Mpa
S K =0.09×(4881289.995)0.22/1.1=2.423
R σ=
M Pa 4077.02.423
.1=
（3）沥青混凝土下面层AC-25
SP σ＝0.8Mpa
S K =0.09×(4881289.995)0.22/1.1=2.423
R σ =
MPa 3302.0423
.28
.0=
（4）水泥稳定碎石基层
SP σ＝0.7 Mpa
S K =0.35×(4881289.995)0.11/1.1=1.731
R σ=
MPa 4044.0731
.17
.0= （5）石灰稳定土底基层
SP σ＝0.225Mpa
S K =0.45×(4881289.995)0.11/1.1=2.226 R σ =MPa 0996.0226
.2225.0=
3）路面厚度计算
路面厚度是根据多层弹性理论、层间接触条件为完全连续体系时，在双圆均布荷载作用
式中： s l —路面实测弯沉值，0.01mm ；
p 、δ—标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径，cm ；
F —弯沉综合修正系数； c α—理论弯沉系数；
0E 或)(n E —土基回弹模量值，MPa ； 1E 、2E 、1-n E —各层材料回弹模量值； 1h 、2h 、1-n h —各结构层厚度，cm 。
计算得：
36
.038.0)7
.05.45()65.10200033.30(
63.1???=F =0.607
由式（4-3-13）得理论弯沉系数：
692.4607
.065.107.021*******
33.30210001=?????=??=
f p E l s c δα
这是一个多层体系，计算时可以先将多层体系转换为当量三层体系，求出中间层的厚度H ，然后再求出基层厚度，转换图式如下：
h1=5cm h2=7cm h3=9cm h4=?cm h5=20cm 土基
E1=1400MPa E2=1200MPa E5=550MPa E3=1000MPa E4=1500MPa E0=45.5MPa
h1=5cm E1=1400MPa H=?cm E2=1200MPa 土基
E0=45.5MPa
图4-3-2 弯沉三层体系换算图式
图4-3-2 弯沉三层体系换算图式
由469.065
.105==δh
，
857.01400
12001
2
==E E 查《路基路面工程》（邓学钧主
编 张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14得9.5=α。
由469.065
.105
==δ
h
，
0379.01200
5
.452
==E E 查《路基路面工程》（邓学钧
主编 张登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14得22.11=k 。
由于αα21k k c =，所以
1
2k k c
?=
αα=
22
.19.5692
.4?=0.651
再由469.0=δ
h
，
0379.02
=E E 和2k =0.651查《路基路面工程》（邓学钧主编 张
登良主审，人民交通出版社）第360页图14-14得75.3=δH
，
从而，94.3965.1005.6=?=H cm
根据等效路表弯沉的结构层转换公式：
∑==?+?+?+=?=5
2
4.24.244.24
.2294.391200
55020120015001200100097i i i h E E h H 得：25.94=h cm,
取12cm 计。
4）验算弯拉应力
（1）上面层底面弯拉应力验算
先转化成三层体系（模量采用15℃时的抗压回弹模量），图示如下：
土基
E2=1800MPa H=?cm E1=2000MPa
h1=4cm E4=1500MPa E2=1800MPa E1=2000MPa 土基
h5=20cm h1=5cm h2=7cm h3=9cm h4=12cm E5=550MPa E3=1200MPa E0=45.5MPa
E0=45.5MPa
图4-3-3 AC-13上面层弯拉应力三层体系换算图
上层厚度为5=h cm 。 中层厚度为： ∑==?+?+?+=?=5
2
i 9.09.09.09.02i 89.271800550
2018001500121800120097E E h H i cm
对高速公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、低基层进行拉应力的验算时，各层
按连续验算。
验算层低拉应力时根据多层弹性理论，层间接触条件为完全连续体系，以双圆荷载作用下按下式计算层低最大拉应力m σ。
m m p σσ?= （4-3-15）
),......,;,......,(
102312121--=n n m E E E E
E E h h h f δδδσ
m σ应以下式计算：
21m m m ??=σσ （4-3-16）
式中： 1m 、2m —系数。
验算层低拉应力时，应满足下式要求：
m σR σ≤ （4-3-17） 式中： R σ—容许拉应力。
由469.065
.105==δh
，
9.02000
180012==E E 查《路基路面工程》（邓学钧主编
张登良主审，人民交通出版社）第362页图14-18得无具体的σ。
由469.065
.105
==δ
h
，
9.02000
1800
1
2
==E E ，
025.01800
5
.452
==E E 查
表无具体的1m 值。
由61878.2=δ
H
，9.02000
1800
1
2
==E E ，
025.01800
45
2
==E E 查
表无具体的2m 值。
说明上面层底面所受拉应力较小，即可认为：0<σ，从而，m σ＜0＜R σ=0.5778Mpa ，满足强度要求。
（2）中面层底面拉应力验算 三层体系转化图示如下：
Ⅰ面层弯拉应力三层体系换算图
土基
H=?cm E1=1800MPa
h1=?cm E4=1500MPa E2=1800MPa E1=2000MPa 土基
h5=20cm h1=5cm h2=7cm h3=9cm h4=12cm E3=1200MPa E5=550MPa E0=45.5MPa
E0=45.5MPa
E2=1200MPa
图4-3-3 AC-20中面层弯拉应力三层体系换算图
上面层厚度：133.1271800
200052
144
2∑==+?=?=i i i E E h h cm 中层厚度： 78.321200550
20120015001299.05
3
9.09
.03=?+?+=?=
∑=i i i E E h H cm 同理，查表得0<σ，从而，m σ＜0＜R σ=0.4077MPa ，满足强度要求。
（3）下面层底面拉应力验算 三层体系转化图示如下：
h1=5cm h2=7cm h3=9cm h4=12cm h5=20cm 土基
E1=2000MPa E2=1800MPa E5=550MPa E3=1200MPa E4=1500MPa E0=45.5MPa
h1=?cm E1=1200MPa H=?cm E2=1500MPa 土基
E0=45.5MPa
图4-3-4 AC-30Ⅱ
底面层弯拉应力三层体系换算图
图4-3-4 AC-25下面层弯拉应力三层体系换算
上面层厚度：43.22912001800
71200200053
1
444
3∑==+?+?=?=
i i i E E h h cm 中层厚度：56.181500
550
20129
.0=?+=H cm 查表得0<σ，从而，m σ＜0＜R σ=0.3302MPa ，满足强度要求。 （3）基层层底拉应力验算 三层体系转化图示如下：
土基
H=20cm E1=1500MPa
h1=？cm E4=1500MPa E2=1800MPa E1=2000MPa 土基
h5=20cm h1=5cm h2=7cm h3=9cm E3=1200MPa h4=12cm E5=550MPa E0=45.5MPa
E0=45.5MPa
E2=550MPa
图4-3-5 基层弯拉应力三层体系换算图
上面层厚度：
∑==+?+?+?=?=3
1
4444
321.33121500
12009150018007150020005i i i E E h h cm 中层厚度：H=20cm 由118.365
.1021.33==δh
，
367.01500
550
1
2
==E E 查《路基路面工程》（邓学
钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第362页图14-18得： 17.0=σMpa ；
由 3.11865.1021.33==δh 367.01500
55012==E E 08.0550
5
.452
==E E 查
表得23.11
=m ；
由88.165.1020==δH
，367.0150055012==E E ，08.05505.452
0==E E 查表得10.12=m ；
从而：4044.0161.01.123.117.07.021=<=???=???=R m m m p σσσ
Mpa,所以基层满足抗弯拉要求。 （4）底基层层底拉应力验算
三层体系转化图示如图4-3-6所示。
土基
H=20cm E1=1500MPa
h1=？cm E4=1500MPa E2=1800MPa E1=2000MPa 土基
h5=20cm h1=5cm h2=7cm h3=9cm E3=1200MPa h4=12cm E5=550MPa E0=45.5MPa
E2=550MPa E0=45.5MPa
图4-3-6 底基层弯拉应力三层体系换算图
上层厚度：h =33.21cm
根据（4）中各参数查《路基路面工程》（邓学钧主编 张登良主审，人民交通出版社）第363页图14-19得33.0=σMpa ，09.11=n ，18.02=n
从而，0996.0045.018.009.133.07.0=<=???=R m σσMpa ， 所以底基层满足抗弯拉要求。
通过计算可知方案一的路面总厚度为5+7+9+12+20=53cm 。
高速公路沥青路面设计实例 一、设计资料： 本公路等级为高速公路，经调查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均 区。 增长率为9.5%，设计年限为15年，该路段处于Ⅳ 2 二、交通分析： 轴载分析路面设计以BZZ-100为标准轴载。 1、以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）累计当量轴次 注：轴载小于25KN的轴载作用不计。 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。
2、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）轴载换算 车型i P(KN) C1C2i N(次/日) 小客车 前轴16.5 1 18.5 6750 0.0686 后轴23.0 1 1 6750 0.05286 中客车 SH130 前轴25.55 1 18.5 2000 0.67194 后轴45.10 1 1 2000 3.42328 大客车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1250 1.06448 后轴68.20 1 1 1250 58.5039 小货车 BJ130 前轴13.40 1 18.5 4250 0.00817 后轴27.40 1 1 4250 0.13502 中货车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1500 1.27737 后轴68.20 1 1 1500 70.2047 中货车 EQ140 前轴23.70 1 18.5 2125 0.39131 后轴69.20 1 1 2125 111.74 大货车 JN150 前轴49.00 1 18.5 2125 130.647 后轴101.60 1 1 2125 2412.73 特大车日野 KB222 前轴50.20 1 18.5 1500 111.916 后轴104.30 1 1 1500 2100.71 拖挂车 五十铃 前轴60.00 1 18.5 187.5 58.2617 后轴100（3轴） 3 1 187.5 562.5 5624.304 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。 三、设计指标的确定 8 2 1 ? ? ? ? ? ' ' P P n C C i i 8 2 1 1 ? ? ? ? ? ' ' ='∑ = P P n C C N i i i i
新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于西南地区，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取 70.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表 A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通等级属于中等交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算 根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为20.1℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。可靠度系数为1.04。 根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-8.23，d2=0.77。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计算结果汇总于表5中。 各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=19.2(mm)，根据表3.0.6-1，沥青层容许永久变形为20.0(mm)，拟定的路面结构满足要求。
课程名称： 学生： 学生学号： 专业班级： 指导教师： 年月日
路面结构设计计算 1 试验数据处理 1.1 路基干湿状态和回弹模量 1.1.1 路基干湿状态 路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度0.98m~1.85m。查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=1.7~1.9m，H2=1.3~1.4m，H3=0.9~1.0m，本路段路基处于过湿~中湿状态。 1.1.2 土基回弹模量 1) 承载板试验 表1.1 承载板试验数据 承载板压力（MPa） 回弹变形 （0.01mm) 拟合后的回弹变形 (0.01mm) 0.02 20 10 0.04 35 25 0.06 50 41 0.08 65 57 0.10 80 72 0.15 119 剔除 0.20 169 剔除 0.25 220 剔除 计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。拟合过程如图所示：
路基回弹模量： 210101 1000 (1)4 n i i n i i p D E l πμ===-=∑∑ 2）贝克曼梁弯沉试验 表1.2 弯沉试验数据 测点 回弹弯沉（0.01mm ） 1 155 2 182 3 170 4 174 5 157 6 200 7 147 8 173 9 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14 170 根据试验数据： l = ∑ll l = 155+?+170 14 =178.43
15.85(0.01mm)S = =s = √∑(ll ?l )2l ?1 =20.56(0.01mm) 式中：l ——回弹弯沉的平均值（0.01mm ）； S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。 根据规要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。计算代表弯沉值： 1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S - =+=+?=l 1=l +l l l =178.43+ 1.645×20.56=21 2.25 Z a 为保证率系数，高速公路、一级公路取2.0，二、三级公路取1.645，四级公路取1.5。 土基的回弹模量： 220201220.70106.5 (1)(10.35)0.71246.3(MPa)200.860.01 p E l δμα??= -=?-?=? 1.2 二灰土回弹模量和强度 1. 2.1 抗压回弹模量 二灰土抗压回弹模量为：735MPa 。 1.2.2 f50mm×50mm试件劈裂试验 表1.3 二灰土试件劈裂试验数据 f50mm×50mm试件劈裂试验 最大荷载（N ） 2t P Dh σπ= （kPa ） 处理结果 有效数据平均值t σ（kPa ） 250.57 有效数据样本标准差S （kPa ） 12.07 变异系数C v （%） 4.82 变异系数应小于6%，否则可在剔除偏差较大的数据后，重新计算平均值和标准差。设计
公路路面结构设计计算示例 、刚性路面设计 交通组成表 1 )轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ①轴载换算： 双轴一双轮组时，按式 i 1.07 10 5 p °型；三轴一双轮组时，按式 N s i N i P i 16 100 式中：N s ——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数； R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型 i 级轴载的总重KN ； N i —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数； i —轴一轮型系数，单轴一双轮组时, i =1 ；单轴一单轮时，按式 3 2.22 10 P 0.43 计算; 8 0.22 2.24 10 R 计算
N i1 NA 注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ②计算累计当量轴次 根据表设计规范，一级公路的设计基准期为 30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数 g r 0.08，则 ， :t 30 N N s (1 g r ) 1 365 834.389 (1 0.08) g r 4 4 量在100 10 ~ 2000 10中，故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低 ~中。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等 级，查表 初拟普通混凝土面层厚度为 24cm ,基层采用水泥碎石，厚 20cm ;底基层采用石灰土，厚 20cm 。 普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ，长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 式中：E t ――基层顶面的当量回弹模量，; E 0——路床顶面的回弹模量， E x ――基层和底基层或垫层的当量回弹模量, E 1,E 2 ――基层和底基层或垫层的回弹模量， h x ――基层和底基层或垫层的当量厚度， 1 365 0.2 6900125362 其交通 0.08 查表的土基回弹模量 设计弯拉强度：f cm 结构层如下： E 。 35.0MP a ，水泥碎石 E 1 1500MP a ，石灰土 E ? 550 MP a 5.0MP a E c 3.1 104 MP a 水泥混凝土 24cm E = . x .g'-iF 水泥碎石20cm E ：=150OMP Q 石灰土 20cm E =53C MPa E x h 2 D x h ； E z h ； h x 12 3 1500 0.2 12 4.700(MN ( 12D ( W E t 12 6.22 0.202 1500 0.202 550 2 2 1025MP a 0.202 0.202 m 0)2 ( 1 4 3 550 0.2 (0.2 12 m) ( 1025 0.380m 1 )1 E 2h 2 0.2) 4 2 ( 1500 0.2 550 0.2 1 )1 1.51(牙) E 。 0.45 6.22 1 1.51 (^) 0.45 35 4.165 E x 、0.55 1 1.44( ) 1 E E 1 ah E ( -) 4.165 0.38635 1.44 (些)0.55 35 0.786 1025 丄 ( )3 212276MP a 35 按式() s tc 计算基层顶面当量回弹模量如下: h 12 E 1 h ；E 2 2 3) 确定基层 E , E
路面结构设计及计算 7.1 轴载分析 路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载 a.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 （1）轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式：35 .421? ? ? ??=P P N C C N i i （7.1） 式中： N —标准轴载当量轴次，次/日 i n —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日 P —标准轴载，KN i p —被换算车辆的各级轴载，KN K —被换算车辆的类型数 1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。 2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。
轴载换算结果如表所示： 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计。 （2）累计当量轴数计算 根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次： ][γ η γ13651)1(N N t e ??-+= [] 次）（.5484490042 .040 .0327.184********.0115 =???-+= (7.2) 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算 验算半刚性基底层底拉应力公式为 8 1 ' 2' 1' ) (∑==k i i i P p n c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21' 1-+=m c '2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。 计算结果如下表所示： 表7.3
注：轴载小于50KN 的轴载作用不计。 [] γ η γ'13651)1(N N t e ??-+= ? [] 次3397845% 042.040 .0313.13473651%) 042.01(15 =???-+= 7.2 结构组合与材料选取 由上面的计算得到设计年限一个行车道上的累计标准轴次约为700万次左右，根据规推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm ）、基层采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定）、底基层采用石灰土（30cm ）。 规规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成，查规，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚4cm ），中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚5cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚6cm ）。 7.3 各层材料的抗压模量与劈裂强度 查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度
沥青路面结构厚度计算 路等级 : 一级公路新建路面的层数 :5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24、9 (0、01mm) 路面设计层层位 :4 设计层最小厚度 :150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土401400 02000 0 、47 2 中粒式沥青混凝土601200 01800 0 、34 3 粗粒式沥青混凝土801000 01200 0 、27 4 水泥稳定碎石 ?1500 03600 0 、25 5 石灰土250550 01500 0 、1 6 新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24、9 (0、01mm) H(4 )=200 mm LS= 26、3 (0、01mm) H(4 )=250 mm LS= 23、4 (0、01mm)
H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H(4 )=224 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=274 mm σ(5 )= 、101 MPa H(4 )=324 mm σ(5 )= 、087 MPa H(4 )=277 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) H(4 )=277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求、通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:-------------------------------------- 细粒式沥青混凝土40 mm-------------------------------------- 中粒式沥青混凝土60 mm-------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土80 mm-------------------------------------- 水泥稳定碎石280 mm-------------------------------------- 石灰土250 mm-------------------------------------- 新建路基
公路路面结构设计计算示例 一、 刚性路面设计 交通组成表 1) 轴载分析 路面设计双轮组单轴载100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算: 16 1100∑=? ?? ??=n i i i i s P N N δ 式中 : s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数; i P —单轴—单轮、 单轴—双轮组、 双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN; i N —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数; i δ—轴—轮型系数, 单轴—双轮组时, i δ=1; 单轴—单轮时, 按 式43.031022.2-?=i i P δ计算; 双轴—双轮组时, 按式22.05 1007.1--?=i i P δ; 三轴—双轮组时, 按式22.08 1024.2--?=i i P δ计算。
轴载换算结果如表所示 车型 i P i δ i N 16)(P P N i i i δ 解放CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河JN150 前轴 49.00 43.03491022.2-?? 540 2.484 后轴 101.6 1 540 696.134 交通SH361 前轴 60.00 43.03601022.2-?? 120 12.923 后轴 2?110.00 22.052201007.1--?? 120 118.031 太脱拉138 前轴 51.40 43.0340.511022.2-?? 150 1.453 后轴 2?80.00 22.051601007.1--?? 150 0.969 吉尔130 后轴 59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G 后轴 76.00 1 1800 2.230 16 1 )( P P N N i i i n i δ∑== 834.389 注: 轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ② 计算累计当量轴次 根据表设计规范, 一级公路的设计基准期为30年, 安全等级为二级, 轮迹横向分布系数η是0.17~0.22取0.2, 08.0=r g , 则 [][] 362 .69001252.036508 .01 )08.01(389.8343651)1(30=??-+?=?-+=ηr t r s e g g N N 其 交通量在4 4102000~10100??中, 故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1, 相应于安全等级二级的变异水平为低~中。根据一级公路、 重交通等级和低级变异水平等级, 查表 4.4.6 初拟普通混凝土面层厚度为24cm, 基层采用水泥碎石, 厚20cm; 底基层采用石灰土, 厚20cm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m, 长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 3) 确定基层顶面当量回弹模量tc s E E , 查表的土基回弹模量a MP E 0.350=, 水泥碎石a MP E 15001=, 石灰土
我国高速公路沥青面层的合理厚度应在12~18 cm（看交通量，实际采用的有很多更厚的，从工程实践的体会中了解到，16cm厚的面层仍感觉有点薄，18cm可能会较合适。）目前我国高速公路沥青面层的厚度差异很大，薄的仅10cm左右，厚的20cm左右，最厚达32cm。壳牌沥青路面设计方法在概括各国的观点和使用经验时指出，水泥底基层上沥青路面面层厚度取决于答应产生裂缝的程度，常变化在15～25cm之间。 采用沥青路面时，二级公路采用的沥青混凝土层厚度应不小于7cm，三级公路采用的沥青混合料层厚度应不小于3cm，并应根据道路交通量的大小等因素进行合理沥青层厚度的选择。采用水泥砼路面时，二级公路板厚应不小于22cm，三级公路板厚一般不小于20cm，四级公路路面宽度为3.5米时板厚不得小于16cm，路面宽度大于3.5米时板厚不得小于18cm。 新建、改建（路面）的农村公路，路面基层应采用水泥稳定碎石、二灰碎石等半刚性材料，其厚度不应小于16cm。新建的农村公路路面底基层应采用水泥稳定粒料（土）、石灰粉煤灰稳定土、石灰稳定粒料（土）、石灰工业废渣、填隙碎石等或其它适宜的当地材料铺筑。 三级公路：基层：水稳砂砾，厚度20厘米；面层：沥青碎石+沥青混凝土，厚度10厘米。三级公路为10年沥青贯入式适用于二、三级公路，也可作为沥青混凝土面层的联结层。沥青表面处治：沥青表面处治可改善路面行车条件，承担行车磨耗及大气作用，延长路面使用年限。所铺筑的沥青路面，其厚度可大于3厘米。在计算路面厚度时，其强度一般不计。沥青表面处治，一般用于三级公路，也可用作沥青路面的磨耗层、防滑层。 我们此次调查的路段有：广州—佛山高速公路、广州—深圳高速公路、广州—花都高速公路和深圳深南大道一级公路。名称路段面层联结层基层广深4cm沥青混凝土磨耗层10cm沥青碎石23cm水泥碎石上基层8cm沥青混凝土上面层25cm级配碎石底基层10cm沥青碎石下面层广佛4cm沥青混凝土上面层6cm沥青碎石25cm6%水泥石屑上基层5cm沥青下面层25～28cm4%水泥土（石粉砂砾）底基层广花3cm沥青混凝土上面层20cm6%水泥稳定碎石上基层，30cm4%水泥稳定碎石、石粉底基层4cm沥青混凝土下面层深南5cm沥青混凝土上面层40cm6%水泥石屑上基层8cm沥青贯入下面层15cm4%水泥石屑底基层从表中的路面结构来看，广深高速公路是最厚的，包括联结层其面层厚度为32cm，路面总厚为100～110cm，这个结构是当时外商出于商业目的，自己定的，不是从技术角度考虑的，所以受到了专家的批评，被认为是不合理不经济的结构，尤其不适用于高温多雨的广东地区 深南大道是1990年建成通车的汽一级专用路，沥青面层13cm厚，沥青下面层是8cm的沥青贯入式，从使用情况来看，这段路结构较合理 杭甬高速公路的情况，这条路始建于1992年，完工于1995年，路面结构为：计划后续3～4cm细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土4～6cm沥青碎石5～8cm二灰碎石或水泥稳定碎石28～34cm级配碎石20cm杭甬路所经地带的软土深度在全国是最严重的，深达60m，含水量70～80％，沉降量达到填一半陷一半，全线145km，有94.5km为软土，占杭甬路总长的65.2％，考虑到深层特厚软土通车后必定会出现较大的不均匀沉降，计划采用过渡路面，分二期铺筑，一期面层厚度为12cm左右，二期路面间隔5年，铺筑后为12～18cm.全线路基平均高度为3.8m.由于当时工期紧，预压期没达到要求，提前1年完工。通车1年半以后，局部路段不同程度地出现了沥青混凝土路面裂缝、断裂、贫油、松散、龟裂，上基层、底基层开裂、变形、破损、唧浆等病害。由于破坏严重，有些数据已无法统计。从工程实践来看，采用超载
三长线 新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于江西省，属于一级公路，起点桩号为K0+000，终点桩号为K44+086，设计使用年限为15.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为3855辆/日, 交通量年增长率为5.0%, 方向系数取55.0%, 车道系数取60.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC3类，根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为22,351,024, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为1,670,542,389。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为10,019,677，交通等级属于重交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为61MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算 根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为23.8℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为25.4℃。可靠度系数为1.28。 根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-7.67，d2=0.76。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计
新建路面结构厚度计算 公路等级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24.9 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm) 层位结构层材料名称厚度 20℃平均抗压标准差 15℃平均抗压标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 .47 2 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 .34 3 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 .27 4 水泥稳定碎石? 1500 0 3600 0 .25 5 石灰土250 550 0 1500 0 .1 6 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.9 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 26.3 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 23.4 (0.01mm) H( 4 )= 224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 224 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 224 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 224 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 224 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 274 mm σ( 5 )= .101 MPa H( 4 )= 324 mm σ( 5 )= .087 MPa
H( 4 )= 277 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 224 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: ---------------------------------------- 细粒式沥青混凝土 40 mm ---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 60 mm ---------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 80 mm ---------------------------------------- 水泥稳定碎石 280 mm ---------------------------------------- 石灰土 250 mm ---------------------------------------- 新建路基
5.路面结构设计 5.1沥青路面 5.1.1交通量及轴载计算分析 路面设计以单轴载双轮组100KN 为标准轴载。 1) 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次： ①轴载换算： 轴载换算采用如下的计算公式：=N ∑=k i i i P P n C C 135.421)/( 计算结果如下表所示： 表5.1轴载换算表 ②累计当量轴次
根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》,高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是取0.5。 累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]18918830 5.060.430336506449 .0365106449.0115 =????-+= （次） 2) 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 ①轴载换算 验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式：812'1')/('P P n C C N i k i i ∑== 计算结果如下表所示： 表5.2 轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力） ②累计当量轴次 参数取值同上，设计年限是15年,车道系数取0.5。
累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]321652575.087.731636506449 .0106449.0115 =???-+= （次） 5.1.2结构组合设计及材料选取 1) 拟订路面结构组合方案 根据规定推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土（取18cm ），基层采用水泥碎石（取20cm ），下基层采用石灰土（厚度待定）。 另设20cm 厚的中粗砂垫层。 2) 拟订路面结构层的厚度 由于计算所得的累计当量轴载达到了500万次，按一级路的路面来设计，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度为4cm ），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度为6cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度为8cm ）。 5.1.3设计指标及设计参数确定 1) 确定路面等级和面层类型 由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为大于500万次。根据规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》和设计任务书的要求可确定路面等级为高级路面，面层类型采用沥青混凝土，设计年限为15年。 2) 确定土基的回弹模量 ① 此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。 ② 根据设计资料，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》，该路段处于II 2a 区，为粉质土，确定土基的稠度为1.05。 ③ 查设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》中“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”表并作提高得土基回弹模量为 MPa E 0.370=. 3）各层材料的设计参数（抗压模量与劈裂强度）
公路路面结构设计计算示例 一、刚性路面设计 交通组成表 车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 后轴距 交通量 （ m ） 小客车 1800 解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 — 300 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 — 540 交通 SH361 60.00 2× 110.00 2 双 130.0 120 太脱拉 138 51.40 2× 80.00 2 双 132.0 150 吉尔 130 25.75 59.50 1 双 — 240 尼桑 CK10G 39.25 76.00 1 双 — 180 1）轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算： n 16 P i N s i N i 100 i 1 式中 ： N s —— 100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数； P i —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型 i 级轴载的总重 KN ； N i —各类轴型 i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数； i —轴—轮型系数，单轴—双轮组时， i =1；单轴—单轮时，按式 i 2.22 103 P i 0.43 计算； 双轴—双轮组时，按式 i 1.07 10 5 P i 0. 22 ；三轴—双轮组时，按式 i 2.24 10 8 P i 0. 22 计算。 轴载换算结果如表所示 车型 P i N i P i 16 i i N i ( P ) 解放 CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河 JN150 前轴 49.00 2.22 103 49 0.43 540 2.484 后轴 101.6 1 540 696.134 交通 SH361 前轴 60.00 2.22 103 60 0.43 120 12.923 后轴 2 110.00 1.07 10 5 220 0.22 120 118.031
沥青路面结构层计算示例
1设计原始资料和依据 该公路处于II 5 区，路线经过地区属于湿暖带半湿润季风气候区，海洋型和大陆型过渡的气候特征比较明显，气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中，易出现暴雨造成涝灾，其余季节降水偏少。 气候区内年平均气温13.7 o C，以7、8月份最热，年平均最高气温19.4 o C，年平均最低气温9.1 o C，历年极端最高气温39.9 o C，历年极端最低气温-22.4 o C。历年最大积雪深度20cm，最大冻土深度33 cm，历年平均无霜期163.5天。气候区内年平均降雨量884.0mm，历年最大降雨量1358.0mm，以7~10月降雨相对较为集中。 区域内常年主导风向为东北风，历年平均风速3.3m/s。最大风速16.8m/s。8、9月份受台风影响区内空气湿度较高，年平均相对湿度为70%左右，最小相对湿度65%、最大相对湿度85%。 设计线路经过地段主要由第四系松散沉积 层所组成。第四纪沉积层由全新（Q4a1）的低~高液限粘土夹中粗砂及上更新（Q3a1）的低~高液限粘土所组成。由于古河道多次变迁作用，地层厚度分布不均，堆积层厚度上部全新（Q4a1）一般在3~9m局部达10m，地层岩性主要为低~高液限粘土，其CBR为2%~10%；下部上更新统（Q3a1）沉积层厚度一般为10~40m，地层岩性主要为低~高液限粘土，呈中~高压缩性。 1.1.1路线服务范围交通运输要求和经济技术调查资料
由于此路段处于江地势平缓，沿线以农业为主，该路段经过两条大渠和一条铁路，故该道路的修通对于完善苏北地区贸易交往，改善该地区的投资环境具有深远的意义。另外修建该路所需的路基填料、石灰、碎石等集料在附近地区都非常丰富，并且都能满足技术指标要求。 1.1.2交通量资料 交通量平均增长率7.5% 表1-1 交通量资料 车型小客 车 中客 车 SH14 1 大客 车 CA50 小货 车 BJ130 交通量 （辆/ 日） 1400 500 1100 1800 车型中货 车 EQ14 大货 车 JN150 铰接 挂车 SP925 交通量 （辆/ 日） 970 230 80 1.2设计依据 本设计AB段高速公路位于徐州市洞山地
沥青混凝土路面计算书 一、轴载分析 路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。 1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 3）轴载换算： 轴载换算的计算公式：N= 4.35121 ()k i i i P C C n P =∑ 2）累计当量轴次： 根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双车道的车道系数取0.6 累计当量轴次： () '111365t e N N γηγ??+-???=()151 5.4%1365 ×885.380.65.4% ??+-???=? =（次） 3）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 注：轴载小于50kN 的轴载作用不计 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式： N=8121 ()k i i i P C C n P =∑ （2）累计当量轴次： ()'111365t e N N γηγ??+-???==()151 5.4%1365×505.650.65.4% ??+-????=2462767.6（次） 二、结构组合与材料选取 根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途筑路材料较丰富，路面结构采用沥青混凝土（15cm ），基层采用二灰碎石（20cm ），基底层采用石灰土（厚度待定）。 二级公路面层采用三层式沥青面层， 表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 （厚度3cm ）， 中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚度5cm ）， 下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 （厚度7cm ）。 三、各层材料的抗压模量与劈裂强度 抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量： 细粒式密级配沥青混凝土为 1400MPa ， 中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa ， 粗粒式密级配沥青混凝土为 1000MPa ， 二灰碎石为 1500MPa ， 石灰土为 550MPa 。 各层材料的劈裂强度： 细粒式密级配沥青混凝土为 1.4MPa ， 中粒式密级配沥青混凝土为 1.0MPa ， 粗粒式密级配沥青混凝土为 0.8MPa ， 二灰碎石为 0.5MPa ，
第四章路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构， 设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃ ω=1.3；因此该路基（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度c Ⅱ区，根据【JTG 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa。 （3）交通资料
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0， 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C ' ——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
7.2 路面结构设计 7.2.1 路面结构设计步骤 新建沥青路面按以下步骤进行路面结构设计： (1) 根据设计任务书和路面等级及面层类型，计算设计年限一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。 (2) 按路基土类型和干湿状态，将路基划分为几个路段，确定路段回弹模量值。 (3) 根据已有经验和规推荐的路面结构，拟定几中可能的路面结构组合及厚度方案，根据选用的材料进行配合比实验及测定结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。 (4) 根据设计弯沉值计算路面厚度。对二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构层组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。 7.2.2 路面结构层计算 该路位于中原黄河冲积平原区，地质条件一般为a）第一层：冲积土；b）第二层：粘质土；c）第三层：岩石。平原区二级汽车专用沥青混凝土公路，路面使用年限为12年，年预测平均增长率为6%。 （1）轴载分析 本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表7-1确定。 表7-1 标准轴载计算参数
① 轴载换算 各级轴载换算采用如下计算公式： 4.351121( )k i i i p N c c n p ==∑ （7-1） 式中：N 1—标准轴载的当量轴次，次/日； n i —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； P —标准轴载，kN ； P i —被换算车辆的各级轴载，kN ； k —被换算车辆类型； C 1—轴数系数，C 1=1+1.2（m-1），m 是轴数。当轴间距大于3m 时，按单独的一个轴载计算，当轴间距小于3m 时，应考虑轴系数； C 2—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。 计算结果如下表7-3所示。 表7-3 轴载换算结果表（弯沉）
首页 一、计算题目 地道引路水泥混凝土路面结构计算。 二、设计选用的规范及依据 1、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）； 2、《城市道路设计规范》（CJJ37-90） 3、本工程地质勘查资料。 三、计算采用程序 公路与城市道路路面设计程序系统2003版。 四、拟采用的计算步骤 1、由于本工程无现状交通量资料，根据道路通行能力换算为标准轴载，然后计算出设计弯沉值。 2、拟订路面结构，对其进行荷载应力分析及温度应力分析，并验算防冻厚度。
水泥混凝土路面设计 设计内容: 新建水泥混凝土路面设计 变异水平的等级: 低级 可靠度系数: 1.33 面层类型: 普通混凝土面层 序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重 (kN) (kN) (kN) (kN) 1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 2050 行驶方向分配系数 1 车道分配系数.55 轮迹横向分布系数.2 交通量年平均增长率 5 ％ 混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量31000 MPa 混凝土面层板长度 5 m 地区公路自然区划Ⅱ 面层最大温度梯度88 ℃/m 接缝应力折减系数.87 基(垫)层类型----新建公路土基上修筑的基(垫)层 层位基（垫）层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1 贫混凝土180 17000 2 水泥稳定粒料180 1600 3 级配碎砾石150 300 4 土基30
混凝土基层材料弯拉强度FJ= 4 MPa 基层顶面当量回弹模量(不包栝混凝土基层) ET= 154.3 MPa HB= 280 rg= .922 SPS1= .82 SPR1= 2.25 BX1= .5 STM1= 1.92 KT= .5 STR1= .96 SCR1= 3.21 GSCR1= 4.27 RE1=-14.6 % SPS2= .29 SPR2= 1.03 GSPR2= 1.37 RE2=-65.75 %设计车道使用初期标准轴载日作用次数: 1128 路面的设计基准期: 30 年 设计基准期内标准轴载累计作用次数: 5470841 路面承受的交通等级:重交通等级 基层顶面当量回弹模量(不包栝混凝土基层) : 154.3 MPa 混凝土面层设计厚度: 280 mm 验算路面防冻厚度: 路面最小防冻厚度500 mm 新建基(垫)层总厚度510 mm 验算结果表明, 路面总厚度满足路面防冻要求. 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: 普通混凝土面层280 mm 贫混凝土180 mm 水泥稳定粒料180 mm 级配碎砾石150 mm