路基路面工程课程设计计算书
（第一组）
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一、沥青路面设计
1.轴载换算
（1）以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时
表一
（2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时
表二
已知设计年限内交通量平均增长率%
r
=
8
该道路为高速公路，其设计年限15=t 。
设该高速公路为双向四车道，取车道系数45.0=η，则 （1）以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时
61511019.345.014.71636508
.0]1)08.01[(365]1)1[(⨯=⨯⨯⨯-+=⋅⋅⨯-+=ηN r r N t e 次
（2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时
6152
1042.245.049.54236508
.0]1)08.01[(365]1)1[(⨯=⨯⨯⨯-+=⋅⋅⨯-+=ηN r r N t e 次
2.初拟结构组合和材料选取
（1）由以上计算结果得，设计年限线内一个车道上的累计标准轴次为319万次，属中等交通，给出以下两种组合方案 方案一：
①路面结构采用沥青混凝土（厚18cm ），基层采用水泥碎石（厚38cm ），底基层采用水泥石灰沙砾土（厚度待定），以水泥石灰沙砾土为设计层。
②采用三层式沥青面层，表面采用细粒式沥青混凝土（厚4cm ），中面层采用中粒式沥青混凝土（厚6cm ），下面层采用粗粒式沥青混凝土（厚8cm ） 方案二：
①路面结构采用沥青混凝土（厚27cm ），基层采用水泥砂砾（厚度待定），底基层采用级配沙砾（厚18cm ），以水泥稳定砂砾为设计层。
②采用三层式沥青面层，表面采用细粒式沥青混凝土（厚4cm ），中面层采用中粒式沥青混凝土（厚8cm ），下面层采用密集配沥青碎石（厚15cm ） （2）确定各层材料回弹模量与劈裂强度
表三
3.确定土基回弹模量
该路段处于2Ⅱ区，粉质土，路基处于干湿状态，稠度取1.0，查表“二级自然区
划各土组土基回弹模量参考值”，得土基回弹模量为29MPa （1）设计弯沉值
本公路为高速公路，公路等级系数0.1=c A ，面层为沥青混凝土，面层系数
0.1=s A ，半刚性基层，基层系数B A =1.0
0.260.2600600(3.1910)11130.03d e C S B l N A A A --==⨯⨯⨯⨯⨯=（单位0.01mm ）
（2）各层允许拉应力 方案一：
表四
方案二：
表五
4.资料汇总
方案一：
表六
方案二：
表七
5.方案确定
根据东南大学道路计算软件计算得，
方案一计算层厚度为15cm，道路总厚度为71cm。
方案二计算层厚度为34cm，道路总厚度为79cm
两种方案的其他条件均满足要求，故取总厚度最小的方案为最终方案，即取第一种方案为最终方案。
二、混凝土路面设计
1.交通量分析
根据水泥混凝土路面设计轴载换算方法，忽略小客车和车辆前轴对路面结构
计算的影响，计算各车型的轴载换算系数16)100
(i i P
δ，得到标准轴载作用次数，见
下表
表八
查表得，高速公路设计基准期为30年。安全等级为一级，临界荷位车辆轮迹横向分布系数取0.22，交通方向系数取为0.5，交通车道系数取为0.9，则设计年限累计当量轴次为：
304[(1)1]726.62[(10.08)1]3653650.220.50.929.7100.08
t s r e r N g N g η+-⨯+-=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯次
属于中等交通。
2.初拟路面结构
查表，得安全水平为一级的道路对应的变异水平为低级。初拟普通混凝土面层厚为24cm ，基层选用水泥稳定粒料厚20cm ，底基层为15cm 低剂量无机结合料稳定类混合材料。
普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m ，长5m ，两侧硬路肩与行车道之间砌筑水泥混凝土路缘石。硬路肩与行车道采用相同面层厚度。
在设计中设想施工缝为设传力杆平缝，横向缩缝为设传力杆的假缝形式，在临近桥梁或固定建筑物外，或与其他类型路面相连处、小半径曲线和纵坡变换处，应设置横向胀缝。纵缝施工缝和缩缝均为设拉杆的平头缝。纵缝与横缝尽可能垂
直正交，避免板块形成错缝和锐角形式。
3.路面材料参数确定
查表，普通混凝土面层的弯拉强度标准值为4.5MPa ，相应弯拉弹性模量标准值为29GPa 。
路基回弹模量取50MPa 。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取800MPa ，水泥稳定粒料基层回弹模量取1500MPa 。
计算基层顶面当量回弹模量（土基顶面回弹模量0E =40MPa ）：
222211222
22
120.215000.1580012480.20.15X X h E h E E MPa h h +⨯+⨯===++ 3321
1122121122
233
1()11()
121241(0.150.2)11(15000.28000.15)()12415000.28000.153.85X E h E h h h D E h E h MN m --+=++++=⨯+⨯++⨯⨯=⋅
0.333X h m =
== 0.450.45
012486.22[1 1.51(
)] 6.22[1 1.51()] 4.22340
X E a E --=-=-= 0.550.55012481 1.44(
)1 1.44()0.78340
X E b E --=-=-⨯= 110.7833
3001248() 4.2230.33340()224.8140
b
X t X
E E ah E MPa E ==⨯⨯⨯=
普通混凝土面层难过的相对刚度半径为：
0.5370.5370.240.651r m ==⨯=
4.荷载疲劳应力
标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：
0.620.620.0770.0770.6510.24 1.033ps r h MPa σ--==⨯⨯=
