高速公路沥青路面设计计算书

路基路面工程课程设计计算书某新建沥青高速路面设计（利用诺谟图计算）道路与桥梁方向指导老师：专业年级：班级，学号：学生姓名：完成时间：2012年6月24日路面结构设计的计算基本资料：某地区规划修建一条四车道的一级公路，沿线筑路材料的情况：石料：本地区山丘均产花岗岩、流纹岩和凝灰熔岩；储量丰富，岩体完整。

石料强度高。

砂：海岛沿岸多处沙滩可供取砂，运输较方便。

土料：沿线丘岗均有砖红色亚粘土和黄褐色砂砾质粘土可供路基用土。

此公路的设计年限为20年，拟采用沥青路面结构进行设计。

一、轴载分析。

1、设计年限内交通量的平均增长率：12344γγγγγ+++=由主要预测年交通量表可算得：2000年到2005年的年增长率：5112266(1)18293γ+=，可算得：18.3%γ= 2005年到2010年的年增长率：5218293(1)26204γ+=，可算得：27.5%γ= 2010年到2015年的年增长率：5326204(1)35207γ+=，可算得：3 6.1%γ= 2015年到2020年的年增长率：5435207(1)55224γ+=，可算得：49.4%γ=故12348.3%7.5% 6.1%9.4%7.8%44γγγγγ++++++===2、设计年限内一个车道的累计当量轴次的计算。

路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ —100表示。

1） 当以设计弯沉值为设计指标时，换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的公式为：4.35121N=()ki i i PC C n P =∑对于跃进NJ130：前轴：i P =16.20KN<25KN ，省略不算后轴：1C =1, 2C =1, i P =38.30KN ，P=100KN, i n =702 4.35 4.351238.30()11702()10.8100i i P N C C n P ==⨯⨯⨯=次/d 对于解放CA10B ：前轴：i P =19.40KN<25KN,省略不算。

第六章沥青路面设计计算说明书 6.1 交通量计算及分析6.1.1 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算表6-1 轴载换算表序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1 小客车11.5 23 1 双轮组0 23002 中客车16.5 23 1 双轮组0 10003 大客车28.7 68.2 1 双轮组0 3054 小货车25.75 59.5 1 双轮组0 19005 中货车28.7 69.2 1 双轮组0 5506 中货车23.7 69.2 1 双轮组0 9507 大货车49 101.6 1 双轮组0 6008 其他车50.2 104.3 1 双轮组0 4009 拖挂车60 100 2 四轮组>3 65设计年限15 车道系数0.5 交通量平均年增长率9.5 ％6.1.2 累计标准轴次计算结果一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 2725 ,属重交通等级。

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: 3332设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 17302620 ,属重交通等级。

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: 2568设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 13335280 ,属重交通等级。

路面设计交通等级为重交通等级。

6.2 干燥状态确定土基回弹模量计算设置：输入计算土基回弹模量：E0=60MPa6.2.1 方案一（半刚性基层）6.2.1.1 基本参数新建路面的层数： 5路面设计层层位： 5标准轴载：BZZ-100 设计层最小厚度：150 (mm)6.2.1.2 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数公路等级高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1路面设计弯沉值: 20.9 (0.01mm)表6-2 容许拉应力表层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)1 细粒式沥青混凝土 1.5 0.432 中粒式沥青混凝土 1.2 0.343 粗粒式沥青混凝土0.8 0.234 水泥稳定碎石0.6 0.28根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）的建议值确定各结构层设计参数。

沥青路面设计错误!未定义书签。

1 设计资料21.1 公路等级情况及周边情况21.2 公路2007年交通量调查情况如下表:21.3 沿线地理特征32 轴载分析32.1以设计弯沉值为设计指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次32.1.1 轴载换算32.1.2 计算累计当量轴次42.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次42.2.1 轴载换算42.2.2 计算累计当量轴次53 确定路面等级和面层类型53.1 路面等级53.2 面层类型53.3 结构组合与材料的选取54 确定各结构层材料设计参数。

64.1 各层材料的抗压模量与劈裂强度64.2 土基回弹模量的确定64.2.1 确定路基的平均稠度64.2.2 确定土基回弹模量75 设计指标的确定75.1 设计弯沉值75.2 各层材料的容许底层拉应力76 设计资料总结87 确定石灰土层的厚度88 计算路面结构体系的轮隙弯沉值（理论弯沉值）109 验算各层层底拉应力109.1 上层底面弯拉应力的验算109.1.1 第一层地面拉应力验算119.1.2 第二层地面拉应力验算119.1.3 第三层换算129.1.4 第四层换算129.2 计算中层底面弯拉应力。

13水泥路面设计131 设计资料131.1 公路等级情况及周边情况131.2 公路1998年交通量调查情况如下表:141.3 沿线地理特征142 交通分析142.1 标准轴载与轴载换算142.2 交通分级，设计使用年限，和累计作用次数152.2.1 设计年限内一个车道累计作用次数152.2.2 交通等级的确定及初估板厚163 路面结构层组合设计164 确定结构层材料设计参数164.1 基层顶面的当量回弹模量与计算回弹模量164.2 复合式混凝土面层的截面总刚度与相对刚度半径175 荷载应力计算175.1荷载疲劳应力计算175.2 温度疲劳应力计算186 路面接缝处理196.1 纵向接缝196.1.1 根据规范的要求纵向接缝的布设应路面宽度和施工铺筑宽度而定。

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%, 方向系数取%, 车道系数取%。

根据交通历史数据，按表确定该设计公路为TTC4类，根据表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，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，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（）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,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取,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. 路面结构验算沥青混合料层永久变形验算根据表，基准等效温度Tξ为℃，由式（）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为℃。

可靠度系数为。

根据条规定的分层方法，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（）和式（），计算得到d1=，d2=。

把d1和d2的计算结果带入式（），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（）计算各分层永久变形量(Rai)。

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%, 方向系数取%, 车道系数取%。

根据交通历史数据，按表确定该设计公路为TTC3类，根据表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，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，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（）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,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取,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. 路面结构验算沥青混合料层永久变形验算根据表，基准等效温度Tξ为℃，由式（）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为℃。

可靠度系数为。

根据条规定的分层方法，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（）和式（），计算得到d1=，d2=。

把d1和d2的计算结果带入式（），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（）计算各分层永久变形量(Rai)。

沥青路面计算书一、计算基础资料1、项目所在区域拟建项目为城市主干路，采用双向4车道，路基宽度17米。

位于青海省西宁市东部，自然区划为VII2，属北温带高原半干旱大陆季风气候。

其特点为降雨量少而集中，蒸发量大，日温差大，无霜期 65—140天，冬季寒冷漫长，夏季凉爽，冬长夏短，春夏相连，海拔高，气温低，冻土期长，无霜期短，紫外线强，年降水量 350—550毫米，多年平均降水量450毫米，降水量分布极不均匀，每年以 6、7、8、9四个月雨水较多。

7、8、9三个月，占全年降水量的59%，11月至来年3月共五个月的降水量仅为全年降水量的3%，年最大降水量541.2毫米，年最小降水量为196.4毫米。

年最大蒸发量为2095毫米，最小蒸发量为1535.9毫米。

年平均气温 4.7度，极端最高气温 29.9度，极端最低气温-21.9度，11月至2月的平均气温11.9度，最大冻土层110cm，年平均风速1.4m/s。

2、拟定路面结构方案设计年限为15年，交通量采用工可报告中预测交通量成果。

拟定路面结构方案如下：AC-13细粒式改性沥青混凝土4cmAC-20中粒式沥青混凝土5cmAC-25粗粒式沥青混凝土7cm水泥稳定碎石20cm石灰土稳定砂砾20cm二、计算内容1、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算2）设计年限为15年，双向四车道，边道系数采用0.45一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 480 ,属轻交通等级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: 3302设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 2.189018E+07属重交通等级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: 4686设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 3.106523E+07属特重交通等级路面设计交通等级为特重交通等级公路等级一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值: 20.4 (0.01mm)2、新建路面结构厚度计算新建路面的层数: 5标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 20.4 (0.01mm)路面设计层层位: 4设计层最小厚度: 200 (mm)按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 20.4 (0.01mm)H( 4 )= 200 mm LS= 20.1 (0.01mm)由于设计层厚度H( 4 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.H( 4 )= 200 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H( 4 )= 200 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 200 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 200 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 200 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 200 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度:H( 4 )= 200 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 200 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以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下:AC-13细粒式改性沥青混凝土4cmAC-20中粒式沥青混凝土5cmAC-25粗粒式沥青混凝土7cm水泥稳定碎石20cm石灰土稳定砂砾20cm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= 20.1 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 20.3 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 20.7 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 30.3 (0.01mm)第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 90.6 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 232.9 (0.01mm)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 )=-.239 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.073 (MPa)第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.036 (MPa) 第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .15 (MPa) 第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= .091 (MPa)。

算例一：无机结合料基层沥青路面结构1.环境参数某高速公路，设计车速100km/小时，设计使用年限15年。

所在地区自然区划属Ⅱ-2区，沥青路面气候分区属2-2区，年均降雨量607毫米，年平均气温11.6℃，月平均气温最低为-3.2℃，月平均气温最高为24.8℃，多年最低气温为-20℃。

2.交通参数对应于无机结合料层层底拉应力的当量设计轴载累计作用次数为 1.51×109次，对应于沥青混合料层永久变形量的当量设计轴载累计作用次数为 2.15×107次。

3.初拟路面结构表1.1 初拟水泥稳定碎石基层沥青路面结构结构层材料类型厚度（mm）面层AC13 (SBS改性沥青) 40 AC20(90号道路石油沥青) 60 AC25(90号道路石油沥青) 80基层水泥稳定碎石380底基层级配碎石1804.材料参数⑴路基顶面回弹模量路基为受气候影响的干燥类，土质为低液限黏土。

参考《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），低液限黏土路基标准状态下回弹模量取70MPa，回弹模量湿度调整系数k s取0.95，干湿与冻融循环作用折减系数kη取0.80，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53MPa，满足规范规定。

⑵级配碎石底基层模量根据试验测定结果，经湿度调整后，级配碎石底基层模量为300MPa。

⑶水泥稳定碎石基层模量和弯拉强度根据试验测定结果，水泥稳定碎石材料弹性模量为24000MPa，乘以结构层模量调整系数0.5，水泥稳定碎石基层模量为12000MPa，弯拉强度为1.8MPa。

⑷沥青面层模量根据试验测定结果，20℃、10Hz时，SBS改性沥青AC13表面层模量为11000MPa，90号道路石油沥青AC20中面层和AC25下面层模量为10000MPa。

⑸泊松比根据规范表5.6.1，路基泊松比取0.40，级配碎石底基层取0.35，沥青混合料面层和水泥稳定碎石基层取0.25。

第六章沥青路面设计计算说明书6.1 交通量计算及分析6.1.1 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算表6-1 轴载换算表设计年限15 车道系数0.5 交通量平均年增长率9.5 ％6.1.2 累计标准轴次计算结果一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 2725 ,属重交通等级。

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: 3332设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 17302620 ,属重交通等级。

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: 2568设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 13335280 ,属重交通等级。

路面设计交通等级为重交通等级。

6.2 干燥状态确定土基回弹模量计算设置：输入计算土基回弹模量：E0=60MPa6.2.1 方案一（半刚性基层）6.2.1.1 基本参数新建路面的层数： 5路面设计层层位： 5标准轴载：BZZ-100 设计层最小厚度：150 (mm)6.2.1.2 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数公路等级高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1路面设计弯沉值: 20.9 (0.01mm)表6-2 容许拉应力表根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）的建议值确定各结构层设计参数。

表6-3 结构层设计参数表计算设置：路面最小防冻深度不进行验算按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 20.9 (0.01mm)H( 5 )= 250 mm LS= 22.2 (0.01mm)H( 5 )= 300 mm LS= 20.2 (0.01mm)H( 5 )= 282 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 :H( 5 )= 282 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 282 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 282 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 282 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 282 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 5 )= 282 mm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 282 mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 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 200 mm----------------------------------------石灰粉煤灰碎石 282mm根据JTG D50—2006《公路沥青路面设计规范》，石灰粉煤灰稳定碎石底基层厚度为180mm～200mm，现水泥稳定碎石基层为282 mm，分两层施工。

2017沥青路面计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1三长线新建路面设计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%, 方向系数取%, 车道系数取%。

根据交通历史数据，按表确定该设计公路为TTC3类，根据表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，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，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（）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,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取,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. 路面结构验算沥青混合料层永久变形验算根据表，基准等效温度Tξ为℃，由式（）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为℃。

可靠度系数为。

根据条规定的分层方法，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（）和式（），计算得到d1=，d2=。