路面结构厚度自动评定计算

课程设计大型作业之三 -- 沥青路面设计同学们要自觉呀，此课程设计要在6月15日前交哟！一、目的要求通过沥青路面的设计，要求学生掌握设计的方法、计算内容和查图步骤，提高学生分析问题和解决问题的能力。

二、设计题目（一）设计资料南昌地区某级公路，其中某段经调查路基为中液限粘土，地下水位1.2米，路基填土高度为0.6米。

近期交通量如下表所示。

年平均增长率为10%，设计年限15年。

沿河可开采砂砾、碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰等材料可供应。

（二）设计依据：《公路沥青路面设计规范》三、设计方法与设计内容（一）根据设计资料要求，确定路面等级和面层类型。

（二）计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。

（三）根据路基土类与干湿类型，确定其土基回弹模量。

（四）拟定二种可能的路面结构组合与厚度（留一层厚度待计算）方案（均为四层以上），确定各结构层材料的抗压回弹模量。

（五）沥青混凝土容许拉应力为：0.71Mpa;水泥稳定砂砾（碎石）容许拉应力为：0.32Mpa。

路面容许弯沉为65(1/100)mm 。

（六）根据设计弯沉值计算路面厚度（h1或h2，另二层厚度为已知）。

（七）对沥青路面的上层底面、中层底面进行拉应力验算。

四、设计要求根据所给的资料，拟定路面设计方案，进行路面结构厚度计算，要求设计计算条理清晰，符合要求，并根据自己的二种方案进行经济技术比较，确定路面方案。

五、设计时间安排因课时有限，本次课程设计利用二个课时，其它利用业余时间，要求在十个小时内完成。

六、参考文献1、《路基路面工程》教材2、《公路沥青路面设计规范》3、《公路设计手册—路面》作业提示：自己做吧，朋友！哈哈！！！参考答案：沥青路面设计过程1、求土基回弹模量根据设计资料（一）查表1-9可知，H=1.8m属干燥类型；再查表1-7得稠度为1.2，最后查表14-9得土基的回弹模量为E0=42.0Mpa。

2、累计当量轴次1）当轴载大于25KN时：轴载级位KN20-3031-5051-7071-9091-110111-130131-150151-170171-190解放CA10B400-400------解放CA50803-803------东风EQ140215-215------黄河JN150-201--201----黄河JN162A--506--506---日野ZM440--267-2*267----切贝尔D750--238-----238小计1418 201 2429 - 735 506 - - 238轴载换算系数0.0024 0.019 0.108 - 1 2.21 - - 12.9标准轴载数3.4 3.8 262 -2015871118 - - 3070合计5245（次）2）当轴载大于50KN时：轴载级位KN20-3031-5051-7071-9091-110111-130131-150151-170171-190解放CA10B400-400------解放CA50803-803------东风EQ140215-215------黄河JN150-201--201----黄河JN162A--506--506---日野ZM440--267-2*267----切贝尔D750--238-----238小计- 201 2429 - 735 506 - - 238轴载换算系- 0.004 0.02 - 1 4 - - 110 数201标准轴载数- 1 49 -2024 - - 26180801合计29256（次）所以，累计当量轴次：3、根据设计资料的要求，该公路确定为一级公路，路面应该使用高级路面。

枣潜高速公路新建沥青路面结构层厚度(hòudù)计算一、主线(zhǔ xiàn)路面1、基本(jīběn)资料枣潜高速公路(ɡāo sùɡōnɡ lù)地处Ⅴ1区，双向四车道，根据工可研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量及轴载换算，见表1。

预测交通量增长率见表2。

表1 近期交通组成与交通量及轴载换算表2 预测交通量年增长率1）、当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次： 2636设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.905121E+07属重交通等级2）、当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：969设计年限内一个车道上的累计当量轴次：7003270属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级2、新建路面结构厚度计算根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，初步拟定路面结构组合与各层厚度如下：4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+2×20cm水泥稳定碎石+ ? cm级配碎石。

以级配碎石为设计层，设计层最小厚度：20cm。

该结构为半刚性基层，沥青路面的基层类型(lèixíng)系数为1.0，经计算(j ì suàn)，路面(lùmiàn)设计弯沉值为21(0.01mm)。

利用计算程序计算得出(dé ch ū)，当级配碎石厚度为20cm时同时满足设计弯沉值和层底拉应力的要求。

表3 路面材料设计参数1）、按设计弯沉值计算设计层厚度：H( 6 )= 200 mm LS= 19.1 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 6 )=Hmin时 LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .2）、按容许拉应力计算设计层厚度：H( 6 )= 200 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)3、交工验收弯沉值和层底拉应力计算1）、计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值：第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 19.1 (0.01mm)第 2 层路面(lùmiàn)顶面交工验收弯沉值 LS= 20.7 (0.01mm)第 3 层路面顶面交(miàn jiāo)工验收弯沉值 LS= 23.2 (0.01mm)第 4 层路面顶面交(miàn jiāo)工验收弯沉值 LS= 27.1 (0.01mm)第 5 层路面顶面交(miàn jiāo)工验收弯沉值 LS= 54.2 (0.01mm)第 6 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 170.6 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 232.9 (0.01mm)( 根据《公路沥青路面设计规范》公式计算)2）、计算新建路面各结构层底面最大拉应力：(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-0.185 (MPa)第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.017 (MPa)第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.032 (MPa)第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.032 (MPa)第 5 层底面最大拉应力σ( 5 )= 0.111 (MPa)二、枢纽互通(hùtōng)路面1、基本(jīběn)资料根据(gēnjù)工可研究报告可知路段所在地区近期交通(jiāotōng)组成与交通量及轴载换算，见表4。

路面公式计算范文路面公式是指用于计算路面结构设计中各项参数的公式。

在道路工程中，路面的设计是非常重要的一项工作，它直接影响到道路的使用寿命和运行安全。

因此，准确计算路面各项参数对于保障道路的性能非常关键。

下面将介绍路面设计中常用的一些计算公式。

1.路面厚度计算公式：路面厚度是指路面结构中各层厚度的总和，它用来承受车辆荷载并分散荷载到下层土壤中。

常用的路面厚度计算公式如下：H=H1+H2+H3+H4+H5其中，H为路面总厚度，H1为沥青砼层厚度，H2为沥青面层厚度，H3为砂浆层厚度，H4为碎石层厚度，H5为基层厚度。

这些层厚度的选择需根据所在地区的气候、车流量等因素来确定。

2.路面结构强度计算公式：路面结构强度主要指承受车辆荷载时各层材料的变形和应力情况。

常用的路面结构强度计算公式有：a)热胀冷缩应力计算公式：ΔS=α×ΔT×L其中，ΔS为热胀冷缩应力，α为热胀系数，ΔT为温度变化量，L 为路面长度。

b)动荷载应力计算公式：σ=P/A其中，σ为动荷载应力，P为车辆荷载，A为路面面积。

c)沥青砼层应力计算公式：σ=P/(2×H1)其中，σ为沥青砼层应力，P为车辆荷载，H1为沥青砼层厚度。

3.稳定性计算公式：路面的稳定性是指路面结构在车辆荷载下不发生破坏或严重变形的能力。

常用的路面稳定性计算公式有：a)荷载传递系数计算公式：K=(1-ε)/(1-ε^2)×(1-ε^3)其中，K为荷载传递系数，ε为基层弹性模量与沥青砼层弹性模量之比。

b)路面层间剪切应力计算公式：τ=q×K×H其中，τ为路面层间剪切应力，q为单位面积车辆荷载，K为荷载传递系数，H为路面厚度。

此外，根据不同道路类型和设计要求，还有其他各种路面公式可供选择和应用。

在实际工程中，需要根据具体情况来选择和使用适当的路面公式，并结合实际测量和试验数据进行校正和调整，以确保路面设计的安全和可靠性。

案例1 新建沥青路面结构层厚度计算1.设计资料湖北省某新建高速公路，双向四车道，拟采用沥青路面结构。

沿线土质为黏性土，地下水位距路床顶面1.4 m，沿线有水泥及碎石供应。

根据计划安排，该项目于2010年建成通车。

经交通调查预测，2010年平均日交通量见案例表1；交通量年增长率：2010～2014年为8%，2015～2019年为7%，2020～2024年为5%。

1）交通量计算及交通等级的确定（1）车辆参数及交通量计算，见案例表2。

（2）计算累计当量轴次N e。

①当量轴次N1。

a.当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，通车第一年（2010年）双向日平均当量轴次N1的计算。

按式（1-7）进行前轴、后轴当量轴次的换算，计算过程见案例表3。

计算当量轴次时应注意如下几点。

●前轴均为单轴单轮。

●当后轴距大于3 m时，按单独轴载计算，即C1=轴数。

例如，案例表3中交通SH-141的后轴轴数系数C1=2。

●当后轴距小于3 m时，按式（1-3）计算C1。

例如，案例表3中东风EQ240的后轴轴数系数C1=2.2。

b.当以半刚性材料层拉应力为设计指标时，通车第一年（2010年）双向日平均当量轴次N1的计算。

按式（1-4）进行前轴、后轴当量轴次的换算，计算过程见案例表4。

要注意式（1-9）与式（1-7）中指数的区别，并注意案例表3与案例表4中C1、C2取值的区别。

②累计当量轴次N e。

按式（1-11）计算设计年限内一个车道的累计当量轴次N e。

该公式为等比数列求和公式，其中，365N1η是首项，（1+γ）是公比。

365是指一年的天数，365N1将日作用次数换算为年作用次数；η是车道系数，将双向交通换算为设计车道上（即最不利车道）的作用次数。

设计年限t：查表1-8，高速公路设计年限t=15年。

车道系数η：查表1-9，取车道系数η=0.4。

a.当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，设计年限内一个车道的累计当量轴次N e的计算见案例表5。

路面结构设计计算示例假设设计的道路是一条双车道，每个车道宽度为3.5米，两车道之间有一个2米的隔离带。

道路设计速度为80公里/小时，预计的交通流量为每日2000辆标准轿车，设计年限为20年。

首先要确定路面的结构厚度。

根据设计速度和预计交通流量，可以查阅相关标准或使用计算公式得到各层材料的厚度。

基层材料的厚度一般根据地质条件进行评估。

假设地质条件较好，基层材料厚度设为30厘米。

底基层材料的厚度一般根据交通量进行评估。

根据路面设计速度和交通流量，查阅相关标准，得到底基层材料厚度为18厘米。

素土加固层的厚度一般根据地质条件和道路基层材料的承载力进行评估。

假设地质条件一般，素土加固层厚度设为20厘米。

底面层的厚度一般根据交通量进行评估。

根据路面设计速度和交通流量，查阅相关标准，得到底面层厚度为12厘米。

面层的厚度一般根据交通量进行评估。

根据路面设计速度和交通流量，查阅相关标准，得到面层厚度为8厘米。

接下来要确定各层材料的选用。

根据交通流量和地理位置等条件，结合相关标准，一般选择适当的沥青混凝土作为面层材料，水泥混凝土作为底面层和底基层材料，再结合级配要求，选择合适的石料。

最后要计算各层材料的数量。

根据路面宽度、材料厚度和道路长度等信息，可以计算出各层材料的体积，并通过材料的密度计算出材料的重量。

通过重量和单位重量计算可以得到各层材料的数量。

以上是一个简化的路面结构设计计算示例。

实际的路面结构设计过程更为复杂，需要考虑更多的因素，如地质条件、交通流量、交通组成等。

在实际的设计中，还需要进行各项试验和检测，以确保设计方案的合理性和可行性。

案例1新建沥青路面结构层厚度计算沥青路面是指使用沥青混合料铺设的道路表面层，它具有良好的耐用性、耐疲劳性和耐裂纹性。

为了确保沥青路面具有良好的性能和使用寿命，需要合理确定结构层厚度。

下面将以城市的城市道路为例，介绍新建沥青路面结构层厚度计算的过程。

新建沥青路面结构通常由以下几个部分组成：基层、底基层、基础层、面层。

每个部分的厚度计算都是为了满足特定的设计要求和实际使用条件。

首先，考虑到城市道路的使用情况和交通流量，我们需要根据设计要求确定沥青路面的结构层厚度。

设计要求一般包括交通荷载、路面类型、设计寿命等。

在新建城市道路时，通常采用路面级配设计法，根据交通荷载和路面类型选择沥青混合料级配，然后根据设计交通荷载和路面类型确定沥青混合料厚度。

其次，需要根据路基条件和地理条件确定基层的厚度。

基层是支撑整个道路结构的土层，它的厚度取决于路基土的承载能力和可承受的应力。

一般来说，基层厚度应能满足路基稳定和排水要求。

第三，底基层是为了进一步增加路面结构的承载力而设置的层次。

底基层厚度的确定通常根据土壤的承载能力和出土料的经济性来决定。

第四，基础层是为了进一步稳定路面结构并提高其耐久性而设置的层次。

基础层厚度的选择受到沥青混合料的特性、实现均匀变形的要求以及其他工程条件的影响。

最后，面层是最外层的一层，它的厚度取决于交通荷载、基础层的性能和所使用的沥青材料的性能。

面层厚度的选择还应考虑到路面抗剥离性和耐久性的要求。

在确定每个结构层厚度时，还需要考虑到不同结构层之间的相互作用。

例如，基础层的厚度可能会影响到底基层和面层的厚度选择。

总之，新建沥青路面的结构层厚度计算需要根据设计要求、路基条件和材料性能等因素进行综合考虑。

只有经过合理的计算和选择，才能确保沥青路面具有较好的耐久性和使用寿命。

公路常用评定公式一、路面结构层厚度评定H.0.1 评定路段内路面结构层厚度按代表值和单个合格值的允许偏差进行评定。

H.0.2 按规定频率，采用挖验或钻取芯样测定厚度。

H.0.3 厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即：X L=X-t a/√￣n*S—厚度代表值(算术平均值的下置信界限)：式中：XLX—厚度平均值；S—标准差；n—检查数量；—t分布表中随测点数和保证率(或置信度a)而变的系数，可查附表B。

ta采用的保证率：高速、一级公路：基层、底基层为99％，面层为95％。

其他公路：基层、底基层为95％，面层为90％。

H.0.4 当厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差时，则按单个检查值的偏差不超过单点合格值来计算合格率；当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，相应分项工程评为不合格。

代表值和单点合格值的允许偏差见第7章各节实测项目表。

H.0.5 沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，高速公路和一级公路分2~3层铺筑时，还应进行上面层厚度检查和评定。

二、路基、柔性基层、沥青路面弯沉值评定I.0.1 弯沉值用贝克曼梁或自动弯沉仪测量。

每一双车道评定路段(不超过lkm)检查80~100个点，多车道公路必须按车道数与双车道之比，相应增加测点。

I.0.2 弯沉代表值为弯沉测量值的上波动界限，用下式计算：lr =l+ZaS式中：lr—弯沉代表值(0.0lmm)；—实测弯沉的平均值：S—标准差：Za—与要求保证率有关的系数，见附表I。

附表I Za值层位Za高速公路、一级公路二、三级公路沥青面层 1.645 1.5路基 2.0 1.645I.0.3 当路基和柔性基层、底基层的弯沉代表值不符合要求时，可将超出l±(2~3)S的弯沉特异值舍弃，重新计算平均值和标准差。

对舍弃的弯沉值大于l+(2~3)S的点，应找出其周围界限，进行局部处理。

用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时，应按两个独立测点计，不能采用左右两点的平均值。

公路常用评定公式一、路面结构层厚度评定H.0.1 评定路段内路面结构层厚度按代表值和单个合格值的允许偏差进行评定。

H.0.2 按规定频率，采用挖验或钻取芯样测定厚度。

H.0.3 厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即：XL =X-ta/√￣n*S式中：XL—厚度代表值(算术平均值的下置信界限)：X—厚度平均值；S—标准差；n—检查数量；ta—t分布表中随测点数和保证率(或置信度a)而变的系数，可查附表B。

采用的保证率：高速、一级公路：基层、底基层为99％，面层为95％。

其他公路：基层、底基层为95％，面层为90％。

H.0.4 当厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差时，则按单个检查值的偏差不超过单点合格值来计算合格率；当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，相应分项工程评为不合格。

代表值和单点合格值的允许偏差见第7章各节实测项目表。

H.0.5 沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，高速公路和一级公路分2~3层铺筑时，还应进行上面层厚度检查和评定。

二、路基、柔性基层、沥青路面弯沉值评定I.0.1 弯沉值用贝克曼梁或自动弯沉仪测量。

每一双车道评定路段(不超过lkm)检查80~100个点，多车道公路必须按车道数与双车道之比，相应增加测点。

I.0.2 弯沉代表值为弯沉测量值的上波动界限，用下式计算：lr =l+ZaS式中：lr—弯沉代表值(0.0lmm)；—实测弯沉的平均值：S—标准差：Za—与要求保证率有关的系数，见附表I。

附表I Za值I.0.3 当路基和柔性基层、底基层的弯沉代表值不符合要求时，可将超出l±(2~3)S的弯沉特异值舍弃，重新计算平均值和标准差。

对舍弃的弯沉值大于l+(2~3)S的点，应找出其周围界限，进行局部处理。

用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时，应按两个独立测点计，不能采用左右两点的平均值。

I.0.4 弯沉代表值大于设计要求的弯沉值时相应分项工程为不合格。