我国沥青路面设计方法及典型实例
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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()ki i i PC 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%⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯ =4312242(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()ki i i PC 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 , 石灰土为 0.225MPa 。
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()ki i i PC 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%⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯ =4312242(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()ki i i PC 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 , 石灰土为 0.225MPa 。
沥青路面设计计算案例一、新建路面结构设计流程(1)根据设计要求,按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次,确定设计交通量与交通等级,拟定面层、基层类型,并计算设计弯沉值或容许拉应力。
(2)按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,将路基划分为若干路段,确定各个路段土基回弹模量设计值。
(3)参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案,根据工程选用的材料进行配合比试验,测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等,确定各结构层的设计参数。
(4)根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。
如不满足要求,应调整路面结构层厚度,或变更路面结构组合,或调整材料配合比,提高材料极限抗拉强度,再重新计算。
(5)对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。
(6)进行技术经济比较,确定路面结构方案。
需要注意的是,完成结构组合设计后进行厚度计算,厚度计算应采用专业设计程序。
有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。
二、计算示例(一)基本资料1.自然地理条件新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区,拟采用沥青路面结构进行施工图设计,填方路基高1.8m,路基土为中液限黏性土,地下水位距路床表面2.4m,一般路基处于中湿状态。
2.土基回弹模量的确定该设计路段路基处于中湿状态,路基土为中液限黏性土,根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。
3.预测交通量预测竣工年初交通组成与交通量,见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0%.(二)根据交通量计算累计标准轴次Ne ,根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。
解:1.计算累计标准当量轴次 标准轴载及轴载换算。
路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ-100表示,根据《沥青路面设计规范》规定,新建公路根据交通调查资料,主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量,即除桑塔纳2000外均应进行换算。
沥青路面工程设计方案一、工程概况本工程为XX城市某道路沥青路面改造工程,道路全长约3公里,路面宽度为25米,设计车速为50公里/小时。
路面结构层由基层、底基层、面层组成。
基层采用水泥稳定碎石,底基层采用级配碎石,面层采用沥青混凝土。
二、设计原则1. 确保路面结构层的整体稳定性和耐久性。
2. 满足交通荷载和气候环境的要求。
3. 经济合理,降低工程成本。
4. 施工方便,提高施工质量。
三、设计依据1. 国家和行业标准《城市道路设计规范》、《公路沥青路面设计规范》等。
2. 工程地质勘察报告。
3. 交通流量调查分析报告。
4. 气候环境资料。
四、路面结构设计1. 基层:采用水泥稳定碎石,厚度为200mm。
2. 底基层:采用级配碎石,厚度为150mm。
3. 面层:采用沥青混凝土,厚度为100mm。
五、材料选择1. 水泥:选用42.5级普通硅酸盐水泥。
2. 碎石:基层采用粒径小于25mm的碎石,底基层采用粒径小于30mm的碎石。
3. 沥青:面层采用AH-70沥青。
六、施工工艺及质量控制1. 基层施工:采用水泥稳定碎石,按设计配合比进行拌合,分层摊铺,分层压实。
2. 底基层施工:采用级配碎石,按设计配合比进行拌合,分层摊铺,分层压实。
3. 面层施工:采用沥青混凝土,按设计配合比进行拌合,摊铺时注意控制温度和速度,确保沥青混凝土的密实度。
七、施工组织和管理1. 施工前应进行详细的施工组织设计,明确施工流程、施工顺序、施工方法等。
2. 施工过程中,严格遵循施工组织设计,确保施工质量。
3. 加强施工现场的管理,确保施工安全、环保和文明施工。
八、工程量和投资估算1. 工程量:根据设计图纸和工程量清单进行计算。
2. 投资估算:根据工程量和材料、设备、人工等费用进行估算。
九、施工进度计划根据工程量和施工工艺,编制详细的施工进度计划,确保工程按时完成。
十、质量保修1. 施工完成后,进行质量验收,确保工程质量符合设计要求。
2. 施工单位应承担一定的质量保修期,对出现的质量问题进行修复。
我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求; (1)轮隙中间路表面(A点)计算弯沉值小于或等于设计弯沉值(2)轮隙中心下(C点)或单圆荷载中心处(B点)的层底拉应力应小于或等于容许拉应力3、弯沉概念(1)回弹弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。
(2)残余弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。
(3)总弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形(回弹弯沉+残余弯沉)。
(4)容许弯沉:路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。
(5)设计弯沉:是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。
4、弯沉测定;(1)贝克曼法:传统检测方法,速度慢,静态测试,试验方法成熟,目前为规范规定的标准方法。
(2)自动弯沉仪法:利用贝克曼法原理快速连续测定,属于试验范畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼进行标定换算。
(3)落锤弯沉仪法:利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉,属于动态弯沉,并能反算路面的回弹量,快速连续测定,使用时应用贝克曼进行标定换算。
5、设计弯沉的调查与分析(1)我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态,以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准,从表中所列的外观特征可知,这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。
(2)对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现,外观等级数愈高,弯沉值愈大,并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。
因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。
6、设计弯沉值; 设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。
可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。
7、容许弯拉应力对沥青混凝土的极限劈裂强度,系指15℃时的极限劈裂强度;对水泥稳定类材料龄期为90d 的极限劈裂强度(MPa);对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa),水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa) 。
一级公路沥青路面结构设计计算实例一级公路是国家重点建设的高速公路,需要经过严格的设计计算才能确保路面的质量和安全。
下面是一级公路沥青路面结构设计的一个实例,包括路基设计、沥青路面厚度计算以及路面结构层的设计。
1.路基设计:路基是公路的基础层,承受着交通荷载的传递和分布。
路基设计主要考虑的因素包括:土质和胀缩性,交通量和荷载频率,基床沉降和变形,以及排水和防渗等。
在这个实例中,我们以典型的路基设计参数为例进行计算。
根据实际情况,我们假设路基的土质为砂土,没有明显的胀缩性。
交通量为每天6000辆,荷载频率为20,基床沉降和变形可容许值为30mm,路基的排水和防渗设计要求满足A2级。
计算方法:首先,计算基床厚度:H_base = 0.05 * N * P * f (单位:m)其中,N为每天通过的车辆数,P为荷载频率,f为修正系数,根据表1查得当P=20时,f=1.0。
带入数据,我们得到基床厚度 H_base = 0.05 * 6000 * 20 * 1.0 = 600mm。
然后,计算沥青路面的修正系数 k :k = H_base / (H_base + H) ,其中,H为沥青路面厚度。
根据实际情况和设计要求,可以选择不同宽度的沥青路面厚度。
2.沥青路面厚度计算:在这个实例中,我们选择沥青路面的宽度为6m,根据设计要求,计算沥青路面的厚度。
计算方法:首先,计算水平交通荷载分布系数:Z=1.28+0.03W+0.003W^2,其中,W为车道的有效宽度。
带入数据,我们得到Z=1.28+0.03*6+0.003*6^2=1.67然后,计算沥青路面最小厚度:H_min = (P * Z) / k ,其中,P为荷载频率。
带入数据,我们得到H_min = (20 * 1.67) / (0.6) ≈ 55.7mm。
最后,根据设计要求,选择适当的沥青路面厚度为70mm。
3.路面结构层设计:路面结构层是由多层不同材料组成的,可以有效地承受交通荷载并分散载荷。
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()ki 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)②累计当量轴次为:112[(1)1]365(10.06)1365682.770.600.062522505t e N N γηγ+-⨯=+-=⨯⨯⨯=次(7-2)式中:N e —累计当量轴次;η—车道系数,规规定二级公路η值为0.60~0.70,取0.60;t —路面使用年限,二级公路取12年; γ—年预测平均增长率,二级路取6%; N 1—标准轴载的当量轴次,次/日。
路基路面课程设计〔沥青路面设计〕范例1.1道路等级确定根据调查资料,基年交通量组成如下:表3.1 基年交通量组成由于路线为县级公路,因此道路等级为一级公路以下,那么由预测年限规定:具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测,那么由公式:Nd =N(1+8%)n-1 (式1-1)其中:Nd—规划年交通量〔辆/日〕N—基年平均日交通量〔辆/日〕—年平均增长率〔%〕n—预测年限〔年〕即:规划年交通量为:Nd=[(150+80+100+120〕×1.5+150×2.0+〔120+110〕×]×(1+8%)15-1=[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1=4890辆/日由?公路工程技术标准?〔JTG B01—2003〕〔以下简称?标准?〕,双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000~6000辆,综合考虑选定道路等级为三级。
1.2构造设计轴载分析路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。
6.2.1.2.1轴载换算(根本参数见表6.1)轴载换算公式如下:N=35.4iik1i21ppNCC⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑=〔式6-1〕式中:N—标准轴载的当量轴次,〔次/日〕;Ni—被换算车辆的各级轴载,〔KN〕;P—标准轴载,〔KN〕;Pi—被换算车辆的各级轴载,〔KN〕;K—被换算车型的轴载级别;C 1—轴载系数,C1×(m-1),m是轴数。
当轴间距大于3m时,按单独的一个轴载计算,当轴轴间距小于3m时,应考虑轴数系数;C2—轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为8。
表6-1 标准轴载计算参数表6-2 预测交通量组成6.2.1.2.2累计当量轴次根据设计“标准〞—0.7,本设计取0.7。
N e =[(1)1]365t r N rη+-⨯⋅⋅ 〔6-2〕 式中:N e —设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次〔次〕;t —设计年限〔年〕;N 1—路面营运第一年双向日平均当量轴次〔次/日〕;r —设计年限内交通量平均增长率(%);η—与车道有关的车辆横向分布系数,简称车道系数。
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。
交通量年平均增长率为9.5%,设计年限为15年,该路段处于Ⅳ2区。
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1、计算设计弯沉值Ld该公路为高速公路,公路等级系数取1.0,面层为沥青混凝土,面层类型系数取1.0,半刚性基层,底基层总厚度大于20㎝,基层类型系数取1.0。
设计弯沉值为:2、抗拉强度结构系数对沥青混凝土面层对无机结合料稳定集料类对无机结合料稳定细粒土类四、设计计算(一)干燥状态1、土基回弹模量的确定根据《公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)》中表5.1.4-1“土基干湿状态的稠度建议值”土质类型:粉质土路基干湿状态:干燥状态土基土质稠度:Wc = 1.10根据《公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)》中附表F.0.3“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”公路自然区划:Ⅳ2区土基回弹模量:E0 = 48.5 MPa2、路面参数设计(1)确定路面等级和面层类型交通量设计年限内累计标准轴次N e=2.36×107次,由公路沥青路面设计规范,该路交通等级为重交通,高速公路路面等级为高级路面,面层类型为沥青混凝土。
(2)结构组合与材料选取及材料设计参数确定根据《公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)》表4.1.3-1及附录E确定各层材料设计参数。
1国内外沥青路面设计方法[大全五篇]第一篇:1国内外沥青路面设计方法1国外沥青路面设计方法 1.1经验法经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测,建立路面结构(结构层组合、厚度和材料性质)、荷载(轴载大小和作用次数)和路面性能三者间的经验关系。
最为著名的经验设计方法有CBR法和AASHTO法。
CBR法[1~2]以CBR值作为路基土和路面材料(主要是粒料)的性质指标。
通过对已损坏或使用良好的路面的调查和CBR测定,建立起路基土CBR轮载~路面结构层厚度(以粒料层总厚度表征)三者间的经验关系。
利用此关系曲线,可以按设计轮载和路基土CBR值确定所需的路面层总厚度。
路面各结构层次的厚度,按各层材料的CBR值进行当量厚度换算。
不同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。
此方法设计过程简单,概念明确,适用于重载、低等级的路面设计;但CBR值仅是一种经验性的指标,并不是材料承载力的直接度量指标,它与弹性变形量的关系很小。
而路基土应工作在弹性范围内的应力状态下,因而,路面结构设计对路基土的抗剪强度并无直接兴趣,更关心的是路基土的回弹性质(回弹模量)及其在重复荷载作用下的塑性应变。
AASHTO法[3~4]是在AASHO试验路的基础上建立的,整理试验路的试验观测数据,得到的路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。
AASHTO方法提出了现时服务能力指数(PSI)的概念,以反映路面的服务质量。
不同轴载的作用,按等效损坏(PSI)的原则进行转换。
路面使用性能指标PSI,主要受平整度的影响,与裂缝、车辙、修补等损坏的关系很小。
因此,这是一项反映路面功能性能的指标,而不是表征路面结构性损坏的指标。
此外,这个方法源于一条试验路的数据,仅反映一种路基土和一种环境条件,推广应用于其它地区或国家时便存在着很大的局限性。
但AASHO试验路的测定数据得到了良好的整理和保存,为许多力学-经验法的设计指标和参数验证提供了丰富的依据[5]。
沥青路面方案比选范例
为了确保道路建设的质量和效益,采取合理的沥青路面方案至关重要。
以下为沥青路面方案比选的范例。
第一步:确定需求
首先,必须确定需要建设沥青路面的原因和需求。
这将有助于评估和比较提出的方案。
假设我们需要建设一条1公里长的高速公路连接两个城市,为了缩短行车时间和提高交通效率。
第二步:列出候选方案
列出所有可行的沥青路面方案,例如:
- 使用传统的矿物沥青(如碎石)
- 使用改性沥青(如改性沥青混合料)
- 使用可回收材料生产的沥青混合料
- 将沥青混合料与其他材料(如橡胶或再生材料)混合以增强性能
第三步:确定评估标准
确定评估标准,包括成本、耐久性、环保、减少噪音和比赛期限等。
以此作为判断沥青方案的基准。
第四步:制定评估指标
对于每个评估指标,制定分值和权重。
分值表示方案的表现,
权重表示该指标的重要性。
例如,耐久性以占40%的权重,可回收材料生产的混合物为该
指标得分最高的选项,获得满分的4分。
每个选项都是根据它对每
个指标的得分而评价的。
第五步:进行方案比较
将每个候选方案根据评估指标的得分进行比较。
以此来评估每
个候选方案。
得分最高的方案将被选中,作为建设的沥青路面方案。
评估的结果将为建设过程提供重要的基础,因为它帮助确定确
定建设方案真正的整体价值,考虑投资明智。
高速公路沥青路面设计实例在设计高速公路沥青路面时,需要考虑多个因素,包括交通量、道路类型、环境条件等。
下面将以设计一条高速公路沥青路面为例,详细介绍设计的过程。
首先,需要确定设计的高速公路的交通量。
根据设计要求,该高速公路设计交通量为每日3000辆,设计考虑未来20年的交通增长率为5%。
由此计算得出每日设计交通量为3000辆,未来20年的交通增长率为1465辆。
此外,还需要考虑单车道车流量最大值,根据设计要求为每小时800辆。
根据设计交通量和交通增长率,需要确定设计的车道数。
根据设计要求每小时车流量800辆和设计车道宽度为3.75米,可以计算出单车道的通行能力为每小时1200辆(800辆/3.75米)。
因此,设计的车道数为3000辆/1200辆=2.5,为确保流程通畅和安全,取3个车道。
接下来,需要确定沥青混合料的厚度。
根据设计要求,该高速公路的设计寿命为20年。
根据经验公式,混合料的设计寿命可以通过以下公式计算:Ht=(Nt–5)×Tc,其中Ht为混合料的厚度,Nt为设计寿命,Tc为每年车流量与设计车流量相差167辆时的泛用平均交通量。
根据计算得到Tc=167/1465=0.11、将设计寿命Nt和Tc代入公式中,得到Ht=(20-5)×0.11=1.65米。
因此,沥青路面的设计厚度为1.65米。
根据设计车道数和沥青混合料的厚度,可以计算出需要的沥青材料的总量。
每个车道的面积为车道宽度乘以设计厚度,每个车道的总长度为设计车流量乘以设计寿命。
因此,需要的沥青材料总量为每个车道的面积乘以车道总长度,再乘以车道数。
以该例中的设计要求为基础,可以计算出需要的沥青材料总量为3.75米×1.65米×365×3=8640立方米。
最后,需要确定沥青混合料的配方。
根据设计要求以及相关规范,可以确定沥青混合料的级配范围,并根据材料的实测结果计算出水泥、沙和石粉的比例。
我国沥青路面设计方法及典型实例沥青路面是目前我国常见的道路铺设材料之一,它具有使用方便、维护成本低廉、使用寿命长等优点,在城市道路和高速公路中被广泛应用。
本文将重点介绍我国沥青路面的设计方法和一些典型实例。
一、沥青路面设计方法1.路面层厚度设计:沥青路面的设计首先需要确定其层厚度。
根据路面的设计标准和相应的道路使用等级,可以采用经验公式、试验和数学模型计算得到合适的层厚。
一般情况下,沥青路面的总厚度包括基层、底基层、底面、粗石层和面层。
2.沥青混合料设计:沥青路面的面层多采用沥青混合料,其设计方法主要包括配合比设计和级配设计两种。
配合比设计通过确定沥青、石料、骨料和填料的配合比例,保证混合料的力学性能和耐久性能。
级配设计则是通过确定石料或骨料的级配曲线,使得混合料在不同粒径下的力学性能均能满足要求。
3.施工质量控制:沥青路面的施工质量对其使用寿命和性能有着重要影响。
在施工过程中需要加强对各个层次的控制,包括基层的夯实度、底面的平整度、沥青混合料的铺设厚度和密实度等。
此外,还需要合理控制施工温度和加水量,以确保沥青路面的质量。
二、典型实例1.北京五环路改扩建工程:该工程是对北京市五环路进行改扩建的项目,施工中采用了多层沥青路面结构。
在路面设计中,根据道路使用等级和设计标准,确定了各个层次的厚度,采用了橡胶改性沥青混合料作为面层材料,提高了路面的耐久性和抗裂性。
2.上海市嘉定区高速公路:该高速公路采用了浇筑式沥青混凝土路面结构。
设计时,根据高速公路的使用要求,确定了合适的路面层厚度和沥青混凝土的配合比。
施工过程中,严格控制了石料级配和混合料的施工温度,保证了路面的质量。
3.广州市岭南高速公路:该高速公路采用了悬浮式沥青混凝土路面结构。
在设计过程中,考虑到高速公路的往返快车道和法兰带,采用了不同的路面结构和厚度。
施工中,采取了分层施工和层间养护的方式,确保了沥青路面的平整度和耐久性。
通过上述典型实例,我们可以看到,在沥青路面设计中,需要综合考虑道路使用等级、设计标准、材料性能和施工工艺等因素,以确保沥青路面具有良好的耐久性和使用性能。
4.1 沥青路面设计沥青路面结构设计采用两种结构,一种为半刚性基层的沥青路面结构,另一种为柔性基层的沥青混凝土路面结构。
两种路面结构的面层采用SMA 表面层。
4.1.1半刚性基层的沥青路面结构计划修建一条四车道的一级公路,在使用期内交通量的年平均增长率为5.5%,该地段处于Ⅳ5区,为粘质土,稠度取1.05。
表 4-1 第一年的交通预测组成表一. 轴载分析1).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(3.0.3)确定。
表4-2 标准轴载计算参数1. 当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 的各级轴载(包括车辆的前、后轴)1P 的作用次数1n ,均按公式(3.0.3-1)换算成标准轴载P 的当量作用次数0N 。
4.35k121N=i i i p c c n p =⎛⎫⋅⋅ ⎪⎝⎭∑式中:N------标准轴载的当量轴次,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;2c ------轮组系数; ① 计算结果如下表表4-3当量轴次计算注: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》 JTJ 014—97.查表3.0.2得一级公路沥青混凝土路面设计年限取15年。
查表3.0.4-1得四车道系数是0.4-0.5,取0.4。
累计当量轴次:设计时按公式(3.0.4-1)()111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=()15710.05513650.433470.0551.09502610⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯⨯=⨯次式中: e N -------设计年限内的累计当量轴次,次;γ---------设计年限内交通量的年平均增长率;1N -------设计的初期年平均交通量; η---------轮迹横向分布系数。
沥青道路施工方案精选范例(附详图)《沥青混凝土路面施工方法全面讲解》沥青路面可以说是应用最为广泛的路面形式,无论是在常规的道路工程上,还是高速公路,都能看到它的身影。
除了平时讲解视频,图文内容还给大家展示了一个现场的施工方法示例,有施工经验的可以对比一下。
一、水稳施工工艺工程概况:标段路面结构类型为上面层:4cm细粒式改性沥青混凝土,中面层:6cm中粒式沥青混凝土,下面层:8cm粗粒式沥青混凝土,封层:改性乳化沥青下封层+透层油,基层:34cm水泥稳定碎石,底基层:18cm低剂量水泥稳定碎石,总厚度70cm。
基层、底基层摊铺使用两台摊铺机一前一后相隔5~10m进行摊铺,底基层工程量为184346平方。
施工工艺:施工方案:原材料水泥稳定碎石的主要原材料有水泥、石屑及级配碎石。
所采用水泥、石屑、集料等材料的各项技术均符合规范要求。
我部对所购材料均按规定要求的频率做好检测工作,以保证上路材料的质量。
(1)水泥:采用孟电PC32.5水泥,经检测其初凝时间4小时以上,终凝时间在6小时以上且小于10小时。
(2)碎石:底基层碎石采用最大粒径未超过37.5mm;(3)水:水稳混合料拌和使用井水。
混合料配合比设计(1)取工地实际使用的碎石,按颗粒组成计算,确定各种碎石的组成比例(16~31.5)mm碎石为23%、(10~20)mm碎石为29%、(5~10)mm碎石为25%、石屑为23%。
(2)水泥试配剂量水泥剂量以水泥质量占全部粗细集料干质量的百分比表示,即水泥剂量=水泥质量/干集料质量,本次水泥稳定底基层配合比水泥掺入量为3%。
(3)根据所选用的水泥剂量制备混合料,进行振动压实试验,确定其混合料的最佳含水量为3.6%和最大干(压实)密度为2.435g/cm3。
(4)按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件(采用振动成型法)。
试件在标准养护条件下保湿养生6d,浸水24h后,按现行《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行无侧限抗压强度试验。
沥青路面结构设计计算案例(案例简介)地区的一条新建道路需要进行沥青路面结构的设计计算。
该道路长1000米,设计速度为50公里/小时,设计总重为1万标准车辆,道路设计年限为20年。
现需要根据给定条件进行路面结构设计计算。
(路面结构设计计算步骤)1.设计交通量和轴重根据道路设计年限、设计速度和设计总重,可以计算出设计交通量和轴重。
道路设计年限为20年,设计总重为1万标准车辆,即每年要过1万标准车辆。
假设每天通行时间为8小时,每小时通行率为设计交通量/8、设计速度为50公里/小时,即设计交通量=设计速度×设计交通量/8=50×1万/8=6250(辆/小时)。
2.设计轴重参数3.计算配筋系数根据设计速度和设计交通量,可以计算出设计配筋系数。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,设计交通量为6250(辆/小时),设计速度为50公里/小时时的设计配筋系数为0.45、所以设计交通量为6250辆/小时时,设计配筋系数为0.454.计算设计厚度根据设计交通量、设计速度和设计配筋系数,可以计算出设计厚度。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,设计厚度d(cm)=2.07×ln(qv)+0.61×ln(V)-3.15,其中qv为设计交通量(辆/小时/米),V为设计速度(km/h)。
所以设计厚度d=2.07×ln(6250)+0.61×ln(50)-3.15=3.48(cm)。
5.计算沥青混合料配合比根据设计厚度,可以计算沥青混合料中沥青的用量。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,沥青混合料中沥青用量为每m2路面面积的0.055t。
假设道路宽度为6m(含路肩)。
6.结构层分配厚度根据设计厚度,可以计算出沥青面层、底面层和基层的分配厚度。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,沥青面层分配厚度为总设计厚度的40%;底面层分配厚度为总设计厚度的25%;基层分配厚度为总设计厚度的35%。
一、公路路面结构图阅读 阅读沥青路面设计说明书路面设计案例一、概述本路段采用沥青混凝土高级路面,就沥青混泥土路面按一级公路路标准,结合规范推荐组合,综合考虑防水和耐磨性等指标,以及当地所能提供的材料综合考虑,在干燥路段:采用4厘米细粒式沥青混凝土、5厘米中粒式沥青混凝土及6厘米粗粒式沥青混凝土作面层,20厘米水泥稳定碎石作基层,34cm 厚的级配碎石作底基层。
在中湿路段,采用4厘米细粒式沥青混凝土、5厘米中粒式沥青混凝土及6厘米粗粒式沥青混凝土作面层,20厘米水泥稳定碎石作基层,37cm 厚的级配碎石作底基层。
二、计算步骤1.判别土基干湿类型,划分路段,确定各段土基E0。
由于缺乏有关资料,只能根据填挖值划分路段。
高填方段不易受到水流侵蚀,故划作干燥段;挖方段易受地下水影响,低填方段也易受到水流冲击,故划分为中湿段。
全线共分为7段。
土基E 0参考《设计示例》取值,干燥段为25.8MPa ,中湿段为29.3MPa 。
按标准轴载BZZ-100换算累计当量轴次。
Ⅰ)划分路段干燥:ωc=1.14,E0=25.8Mpa 中湿: ωc=0.97,E0=29.3Mpa Ⅱ)当量轴次总计:N=∑Ni=225.6867×104次 N ˊ=∑Ni ˊ=121.1912×104次 Ⅲ)土基回弹模量的确定干燥:E0=34.0Mpa 中湿: E0=30.0Mpa Ⅳ)设计弯沉Ld=600×Ne-0.2 Ac×As×Ab Ne=225.6867×1040.1=c A 0.1=s A0.1=b A Ld=600×Ne-0.2Ac×As×Ad=32.17(0.01mm )Ⅴ)验算层材料容许拉应力细粒式密级配沥青混凝土: Ks=0.09×Aa×Ne0.22/Ac=2.25 σR=σsp/Ks=0.622 中粒式密级配沥青混凝土: Ks=0.09×Aa×Ne0.22/Ac=2.25 σR=σsp/Ks=0.444 粗粒式密级配沥青混凝土: Ks=0.09×Aa×Ne0.22/Ac=2.474 σR=σsp/Ks=0.323水泥稳定碎石: Ks=0.35×Ne0.11/Ac 63.1=σR=σsp/Ks=0.37MPa 级配碎石:不需验算弯拉应力 Ⅵ)新建沥青路面设计:在干燥路段计算水泥稳定碎石层厚度:采用沥青路面设计程序,在输入设计弯沉及以上数据后,得水泥稳定碎石基层厚度。
我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求;(1)轮隙中间路表面(A点)计算弯沉值小于或等于设计弯沉值(2)轮隙中心下(C点)或单圆荷载中心处(B点)的层底拉应力应小于或等于容许拉应力3、弯沉概念(1)回弹弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。
(2)残余弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。
(3)总弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形(回弹弯沉+残余弯沉)。
(4)容许弯沉:路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。
(5)设计弯沉:是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。
4、弯沉测定;(1)贝克曼法:传统检测方法,速度慢,静态测试,试验方法成熟,目前为规范规定的标准方法。
(2)自动弯沉仪法:利用贝克曼法原理快速连续测定,属于试验范畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼进行标定换算。
(3)落锤弯沉仪法:利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉,属于动态弯沉,并能反算路面的回弹量,快速连续测定,使用时应用贝克曼进行标定换算。
5、设计弯沉的调查与分析(1)我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态,以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准,从表中所列的外观特征可知,这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。
(2)对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现,外观等级数愈高,弯沉值愈大,并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。
因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。
6、设计弯沉值;设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。
可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。
7、容许弯拉应力对沥青混凝土的极限劈裂强度,系指15℃时的极限劈裂强度;对水泥稳定类材料龄期为90d的极限劈裂强度(MPa);对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa),水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa)。
沥青混凝土层的抗拉强度结构系数:无机结合料稳定集料类:无机结合料稳定细粒土类:8、路面结构的弯沉计算弹性层状理论是在一定假设条件下(半无限空间体、材料各向同性、均质体且不计自重)经过复杂的力学、数学推演的理论体系,假设条件与路面实际不完全相符合,这是导致理论与实际不一致的原因。
因此引入弯沉修正系数F,将理论弯沉值进行修正,使计算弯沉与实测弯沉值趋于接近。
弯沉修正系数:9、路面结构的弯拉应力计算理论最大拉应力系数:;实际设计时,该值通过程序计算得到。
10、路面结构的设计参数;需要得到的设计参数:其中:——是标准轴载累计作用次数;——是土基的回弹模量和泊松比;其它参数为土基以上结构层材料的模量和泊松比,其泊松比一般可取为0.25~0.35(强度高时取小值),弹性模量可取规范推荐值,或试验确定。
规范要求:(1)高速公路、一级公路施工图设计时应选取工程用路面材料实测设计参数;各级公路采用新材料时,也必须实测设计参数。
(2)高速公路、一级公路初步设计或二级及二级以下公路设计时可借鉴本地区已有的试验资料或工程经验确定。
11、土基回弹模量设计值的规定(1)新建公路初步设计时,可根据查表法(或现有公路调查法)、室内试验法、换算法等,经综合分析、论证,确定沿线不同路基状况的路基回弹模量设计值。
(2)通过现场测定路基回弹模量值与压实度、路基稠度或室内试验测定路基土回弹模量值与室内路基土CBR值等资料,建立可靠的换算关系,利用换算关系计算现场路基回弹模量。
(3)当路基建成后,在不利季节实测各路段路基回弹模量代表值,以检验是否符合设计值的要求。
现场实测方法宜采用承载板法,也可采用贝克曼梁弯沉仪。
若在非不利季节测试,则应进行修正。
(4)若现场实测路基回弹模量代表值小于设计值或弯沉值大于要求的检测值,应采取翻晒补压,掺灰处理或调整路面结构厚度等措施,以保证路基路面的强度和稳定性。
12、土基回弹模量室内试验的要求(1)应选择土料场,取土样,宜采用100mm直径承载板,按照现行的《公路土木试验规程》中的小承载板法试验要求进行试验。
回弹模量测试结果应采用下式修正:(2)试件制备应根据重型击实标准的最佳含水量,采用三组试样,每组三个试件,每个试件分别按重锤三层98次、50次、30次击实试件,测得不同压实度与其对应的回弹模量值,绘成压实度与回弹模量间的关系线,查图求得标准压实条件下的回弹模量值。
(3)路基回弹模量设计值,应考虑公路等级、不利季节和路基干湿类型的影响,采用下式计算:13、土基回弹模量取值方法(1)现场测试法:①承载板测试法:采用直径30cm的刚性承载板,在现场土基表面,通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法,测出每级荷载下相应的土基回弹变形值,采用1mm线性归纳法按下式计算测点处路基回弹模量值:②回弹弯沉测试:③落锤式弯沉仪:(2)查表法:①确定临界高度(根据自然区划、土质);②拟定土的平均稠度(根据路基设计高度与临界高度的关系,确定路基顶面以下80cm范围内不同深度的含水量,计算平均稠度;③预测土基回弹模量(根据平均稠度、土质、自然区划查表)(3)室内试验法:根据室内小承载板测得回弹模量,乘以折减系数。
(4)换算法:通过回归分析,确定特定地区、土质的CBR等现场试验数据与回弹模量的关系;14、结构层的回弹模量的要求;以路表弯沉值为设计指标时,设计参数采用抗压回弹模量。
对于沥青混凝土试验温度为20℃;以弯拉应力(应变)为设计指标时,拟验算的结构层采用弯拉回弹模量(对于沥青混凝土试验温度为15℃),其它结构层采用抗压回弹模量。
考虑到模量取值的不利组合,回弹模量的设计值取值:(1)计算路表弯沉值时,抗压回弹模量应按下式计算其设计值:(2)计算层底拉应力时,计算层以下各层的模量应采用上式计算其设计值;计算层及以上各层模量应采用下式计算其设计值:16、沥青结构层的回弹模量参数17、新建路面的厚度设计交通量已知,各层材料模量、泊松比、抗拉应力已知,除待设计层外各层厚度已知,需计算设计层厚度:设计过程:(1)根据拟定的结构层材料,确定设计弯沉计算公式中各参数,计算设计弯沉值;(2)目标:交工验收时轮隙中心实测路表弯沉小于等于设计弯沉;(3)通过诺模图或电算程序,查图或电算求出待设计层的厚度;(4)通过弯拉应力验算;(5)抗冻层厚度验算(6)技术经济比较18、新建路面的厚度设计程序实例:1、新建路面的厚度设计实例;甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路,在使用期内交通量的年平均增长率为10%。
该路段处于IV7区,为粉质土,稠度为1.0,沿途有大量碎石集料,并有石灰供给。
预测该路竣工后第一年的交通组成如表所示,试进行路面设计。
2、交通分析;(1)轴载换算(弯沉及沥青层弯拉应力分析时)(2)轴载换算(半刚性层弯拉应力分析时)(3)累计标准轴载作用次数(累计当量轴次)①作弯沉计算及沥青层底弯拉应力验算时:②作半刚性基层层底弯拉应力验算时:3、初拟结构组合和材料选取;(1)设计年限内一个行车道上的累计标准轴次为九百万次左右。
根据规范推荐结构,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(18cm),基层采用水泥稳定碎石(厚度取20cm),底基层采用石灰土(厚度待定)。
(2)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4cm),中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度8cm)。
4、各层材料的抗压模量与劈裂强度;查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。
抗压回弹模量取20℃的模量,得到20℃的抗压回弹模量: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,水泥碎石为1500MPa,石灰土550MPa。
弯拉回弹模量和弯拉强度沥青层取15℃的值,分别为2000MPa、1800MPa、1200MPa、3550MPa、1480MPa。
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,水泥碎石为0.5MPa,石灰土0.225MPa。
5、土基回弹模量的确定;该路段处于IV7区,为粉质土,稠度为1.0,查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”得土基回弹模量为40MPa。
6、设计指标的确定-设计弯沉值;本公路为一级公路,公路等级系数取1.0,面层是沥青混凝土,面层类型系数取1.0,半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,基层类型系数取1.0。
设计弯沉值为:7、设计指标的确定-容许拉应力(1)细粒式密级配沥青混凝土:(2)中粒式密级配沥青混凝土:(3)粗粒式密级配沥青混凝土:(4)水泥碎石:(5)石灰土:8、设计资料汇总;设计弯沉值为23.5(0.01mm)9、确定石灰土层厚度通过程序设计计算得到,石灰土的厚度为40.29cm,实际路面结构的路表实测弯沉值为23.5(0.01mm),沥青面层的层底均受压应力,水泥碎石层底的最大拉应力为0.2429MPa,石灰土层底最大拉应力为0.085MPa。
上述设计结果满足指标要求,底基层厚度40cm。