路面结构计算书
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路面结构计算书
道路工程路面结构计算书
交工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级: 一级公路
新建路面的层数: 5
标准轴载: BZZ-100
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 细粒式沥青玛蹄脂碎石50 1400 201 1800 344 1
2 中粒式沥青混凝土50 1200 105 1600 187 1
3 粗粒式沥青混凝土80 1000 55 1200 60 1
4 水泥稳定碎石250 1500 150 1500 150 1
5 级配碎石200 250 0 250 0 1
6 新建路基36 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= 31.6 (0.01mm)
第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 35.7 (0.01mm)
第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 41.1 (0.01mm)
第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 52 (0.01mm)
第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 195.8 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS= 258.8 (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 )=-.17 (MPa)
第2 层底面最大拉应力σ( 2 )= .033 (MPa)
第3 层底面最大拉应力σ( 3 )= .016 (MPa)
第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .205 (MPa)。
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100KN⑴ 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:161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni 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22.051007.1--⨯=i i P δ; 三轴—双轮组时, 按式22.081024.2--⨯=i i P δ计算。
轴载换算结果如表所示车型i Pi δi N16)(PP N i i i δ解放CA10B 后轴 60.85 1300 0.106 黄河JN150前轴 49.00 43.03491022.2-⨯⨯540 2.484 后轴 101.6 1540 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76.00118002.230 161)(PP N N i i i ni 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44102000~10100⨯⨯中, 故属重型交通。
路面结构补强计算书1.轴载换算及设计弯沉值计算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 北京BJ130 13.55 27.2 1 双轮组 24882 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 5953 黄河JN163 58.6 114 1 双轮组 2964 黄河JN360 50 110 2 双轮组 <3 2135 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 >3 2726 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 53527 四平SPK6150 38 77.8 2 双轮组 >3 471 设计年限取 8年车道系数 .5 交通量平均年增长率 4.7 %当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时,根据上述公式计算得:路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 3512设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 6055122当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 4705设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 8112001公路等级一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1路面设计弯沉值 : 26.4 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)1 中粒式沥青混凝土 1 0.362 中粒式改性沥青混凝土 0.9 0.323 水泥稳定碎石 0.5 0.264 水泥稳定碎石 0.4 0.212.原路面的计算弯沉值及当量回弹模量的计算本次外业资料收集中,对沿线各路段均采用BZZ-100标准轴载汽车,用贝克曼梁测定原有路面的弯沉值,每20m ~50m 测一点,对变化值较大路段进行加密检测,每车道、每路段的测点数不少于20点。
各路段的计算弯沉值 按下式进行计算:路面回弹模量计算:公式如下:原路面计算弯沉值及当量回弹模量如下:3.拟定补强结构方案因考虑采用水泥稳定碎石就地再生技术,需铣刨面层并对老路20厘米基层进行再生,再生后强度不低于于老路强度,故对新加铺水泥稳定碎石基层(设计层位第3层)进行层底拉应力验算。
公路路面结构设计计算示例一、刚性路面设计1〕轴载分析路面设计双轮组单轴载100KN⑴ 以设计弯沉值为指标与验算面层层底拉力中的累计当量轴次。
① 轴载换算:161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni 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22.051007.1--⨯=i i P δ;三轴—双轮组时,按式22.081024.2--⨯=i i P δ计算。
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,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 ,如此[][]362.69001252.036508.01)08.01(389.8343651)1(30=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N 其交通量在44102000~10100⨯⨯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a MP E 5502=设计弯拉强度:a cm MP f 0.5=,a c MP E 4101.3⨯= 结构层如下:水泥混凝土24cm 水泥碎石20cm 石灰土20cm×按式〔B.1.5〕计算基层顶面当量回弹模量如下:a x MP h h E h E h E 102520.020.055020.0150020.022222221222121=+⨯+⨯=++= 12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x1233)2.055012.015001(4)2.02.0(122.0550122.01500-⨯+⨯++⨯+⨯=)(700.4m MN -=m E D h x x x 380.0)10257.412()12(3131=⨯==165.4)351025(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=--E E a x 786.0)351125(44.11)(44.1155.055.00=⨯-=-=--E E b x a x bxt MP E E E ah E 276.212)351025(35386.0165.4)(31786.03100=⨯⨯⨯==式中:t E ——基层顶面的当量回弹模量,a MP ;0E ——路床顶面的回弹模量,x E ——基层和底基层或垫层的当量回弹模量, 21,E E ——基层和底基层或垫层的回弹模量, x h ——基层和底基层或垫层的当量厚度,x D ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度, 21,h h ——基层和底基层或垫层的厚度,b a -——与0E Ex有关的回归系数普通混凝土面层的相对刚度半径按式〔B.1.3-2〕计算为:()m E E h r t c679.0)276.21231000(24.0537.0)(537.03131=⨯⨯== 4〕计算荷载疲劳应力p σ按式〔B.1.3〕,标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为:a ps MP h r 060.124.0679.0077.0077.026.026.0=⨯⨯==--σ因纵缝为设拉杆平缝,接缝传荷能力的应力折减系数87.0=r K 。
1、路面结构计算书1.1 水泥混凝土路面设计道路等级:城市主干道Ⅰ级;设计车速:50Km/h;设计荷载:公路-Ⅰ级;标准轴载:道路BZZ-100KN;路面类型:水泥混凝土路面;路面结构达到临界状态设计年限:30年;交通量达饱和设计年限:20年。
本次路面结构计算采用“《公路路面程序设计系统》HPDS2006”电算软件进行计算。
按一级公路标准等级进行计算。
变异水平的等级 : 中级可靠度系数 : 1.195面层类型 : 普通混凝土面层序号路面行驶车辆名称单轴单轮组的个数轴载总重(kN)单轴双轮组的个数轴载总重(kN)双轴双轮组的个数轴载总重(kN)三轴双轮组的个数轴载总重(kN)交通量1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 5420序号分段时间(年) 交通量年增长率1 10 9.6 %2 10 7.2 %3 10 6.4 %行驶方向分配系数 .5 车道分配系数 .6轮迹横向分布系数 .22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 4 m 地区公路自然区划Ⅳ面层最大温度梯度 88 ℃/m 接缝应力折减系数 .87基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32基层顶面当量回弹模量 ET= 189.5 MPa中间计算结果 :HB= 260 r= .764 SPS= .97 SPR= 2.7BX= .53 STM= 1.87 KT= .46 STR= .85SCR= 3.55 GSCR= 4.12 RE=-17.6 %其中:HB-----拟定的混凝土面层厚度(mm)r------混凝土面层板的相对刚度半径(m)SPS----混凝土面层的荷载应力(MPa)SPR----混凝土面层的荷载疲劳应力(MPa)BX-----温度应力系数STM----混凝土面层的温度应力(MPa)KT-----温度疲劳应力系数STR----混凝土面层的温度疲劳应力(MPa)SCR----混凝土面层的综合应力(荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和)(MPa)GSCR---可靠度系数与混凝土面层综合应力的乘积(MPa)RE-----GSCR与面层混凝土弯拉强度标准值的相对误差(%)设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 1626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 : 1.502976E+07路面承受的交通等级 :重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 189.5 MPa混凝土面层设计厚度 : 260 mm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:---------------------------------------普通混凝土面层 260 mm---------------------------------------水泥稳定粒料 250 mm---------------------------------------级配碎砾石 200 mm---------------------------------------新建路基新建基(垫)层及路基顶面交工验收弯沉值计算新建基(垫)层的层数 : 2基(垫)层及路基交工验收综合影响系数 : 1标准轴载 : BZZ-100层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32第 1 层顶面交工验收弯沉值 LS= 53.6 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 第 2 层顶面交工验收弯沉值 LS= 211.5 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 291.1 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)1.2 沥青混凝土路面设计道路等级:城市主干道Ⅰ级;设计车速:50Km/h;设计荷载:公路-Ⅰ级;标准轴载:道路BZZ-100KN;路面类型:沥青混凝土路面;路面结构达到临界状态设计年限:15年;交通量达饱和设计年限:20年。
方案一假定路基为干燥状态(1)初拟路面结构由表3.0.1,相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。
根据高速公路、重交通等级和低级变异水平等级,初拟普通混凝土面层厚度为h c = 0.27m 。
基层选用水泥稳定碎石厚h b = 0.18m ,底基层为h 1= 0.18m 的级配碎石,面层与基层之间采用PA-1做封层。
普通混凝土板的平面尺寸为3.75m ,长5m 。
纵缝为设拉杆平缝,横缝为设传力杆的假缝。
(2) 材料参数的确定混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表3.0.8,取普通混凝土面层的弯拉强度标准值 f r = 5.0MPa ,相应弯拉弹性模量标准值和泊松比为31GPa 和0.15 ,砾石粗集料混凝土的线膨胀系数取0./℃。
土基的回弹模量参照《公路水泥混凝土路面设计规范》附录,路基回弹模量取80MPa 湿度调整系数取0.95,综合回弹模量为80×0.95=76MPa , 查附录F.2,水泥稳定碎石基层回弹模量取2000MPa ,泊松比取0.2,级配碎石底基层回弹模量取220MPa ,泊松比取0.3。
(3)板底地基综合回弹模量21121220x h E E MPa h == 10.18x h h m ==0.26ln(h )0.860.26ln(0.18)0.860.414x α=+=+=0.41400220()()7611876x t E E E MPa E α==⨯= 板底地基综合回弹模量t E 取118MPa混凝土面层板的弯曲刚度D c ,半刚性基层板的弯曲刚度D b ,路面结构总相对刚度半径r g 为:3322310000.2752.12(1)12(10.15)c c c c E h D MN m ν⨯===-⨯-33122120000.18 1.0.12(1)12(10.2)b b b b E h D MN m ν⨯===-⨯- 331122212200.180.1.12(1)12(10.3)b E h D MN m ν⨯===-⨯- 12 1.00.1 1.1.b b b D D D MN m =+=+=52 1.11181.21() 1.21()0.927m b t D D g E r ++==⨯=(4)荷载应力标准轴载和极限荷载在临界荷载位处产生的荷载应力为:0.6520.940.6520.940.0001450.0001450.9270.27100 1.411.11152ps g c s bcr h p MPa D D σ--==⨯⨯⨯=++ 0.6520.940.6520.940.0001450.0001450.9270.27180 1.461.11152pm g c pm bc r h p MPa D D σ--==⨯⨯⨯=++ 计算面层荷载疲劳应力和最大荷载应力为:0.87 1.10 2.592 1.41 3.64pr r f c ps k k k MPa σσ==⨯⨯⨯=max 0.87 1.10 1.46 1.46p r c pm k k MPa σσ==⨯⨯=其中应力折减系数0.87r k =;综合系数 1.10c k =:疲劳应力系数40.057(180210) 2.592f e k N λ==⨯=。
第1篇一、工程概况项目名称:XX城市道路改造工程工程地点:XX市XX区设计等级:城市次干路设计车速:40km/h路面结构:沥青混凝土路面路基宽度:15m道路长度:2.5km二、计算依据1. 《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)2. 《城市道路设计规范》(CJJ 37-2012)3. 《沥青路面施工及验收规范》(JTG F40-2004)4. 工程地质勘察报告5. 施工图纸三、计算内容1. 路基土方量计算(1)路基土方量计算公式:土方量 = 路基宽度× 路基厚度× 路基长度(2)路基土方量计算:路基宽度:15m路基厚度:0.8m路基长度:2.5km土方量= 15m × 0.8m × 2.5km = 30000m³2. 沥青混凝土路面用量计算(1)沥青混凝土路面用量计算公式:路面用量 = 路面宽度× 路面厚度× 路面长度(2)沥青混凝土路面用量计算:路面宽度:15m路面厚度:0.2m路面长度:2.5km路面用量= 15m × 0.2m × 2.5km = 7.5m³3. 沥青混凝土路面级配计算(1)沥青混凝土路面级配计算公式:级配 = 沥青混凝土用量× 级配系数(2)沥青混凝土路面级配计算:沥青混凝土用量:7.5m³级配系数:0.95级配= 7.5m³ × 0.95 = 7.125m³4. 路基排水设施计算(1)路基排水设施计算公式:排水设施长度 = 路基长度× 排水设施间距(2)路基排水设施计算:路基长度:2.5km排水设施间距:50m排水设施长度= 2.5km × 50m = 1250m四、计算结果1. 路基土方量:30000m³2. 沥青混凝土路面用量:7.5m³3. 沥青混凝土路面级配:7.125m³4. 路基排水设施长度:1250m五、结论本计算书根据设计图纸和相关规范,对XX城市道路改造工程的土方、路面、级配和排水设施进行了详细计算,为工程顺利进行提供了依据。
公路路面结构设计计算示例、刚性路面设计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i1.07 10 5 p°型;三轴一双轮组时,按式轴载换算结果如表所示N siN iP i 16100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,=1 ;单轴一单轮时,按式3 2.22 10 R0.43计算;g r44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446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, MP a ;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,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0.17~0.22 取 0.2,g r 0.08,则 N N s (1 gj 1 36530年,安全等级为二级,轮迹横向分布系数30834.389 (1O.°8)——1365 0.2 6900125362 其交通E x h 2D xh ; E z h ;h x12 31500 0.2 124.700(MN(12D(WE t126.220.202 1500 0.202 5502 2 1025MP a0.202 0.202m 0)2( 14 3550 0.2(0.212m)112 4.7、亍 )3(10250.380m 1.51(牙) 匕00.45亠1 E 2h 20.2) 46.22 12 (1500 0.2550 0.21.51 (^) 0.4535E x 、0.551 1.44( )1 EE 1ah ;E °( -)3 4.165 0.3860.78635 E 1.44 (些)0.55 350.7861)14.1651025 丄( )3 212276MP a35s tc 3) 确定基层顶面当量回弹模量E s , E按式(B.1.5)计算基层顶面当量回弹模量如下:h 12E 1 h |E 2D x ――基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度, h i ,h 2 ――基层和底基层或垫层的厚度,a b ――与E xE 有关的回归系数普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3-2 )计算为:r 0.537h (E c 巳)30.537 0.24(31°°° 212 276户4)计算荷载疲劳应力按式(B.1.3),标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为:ps°.077r °.6h 2 0.077 0.679°'6 0.24 21.06°MP a因纵缝为设拉杆平缝,接缝传荷能力的应力折减系数 K r0.87。
沥青路面结构设计与计算书1 工程简介本路段属于安图至汪清段二级公路.K0+000~K3+500,全线设计时速为60km/h的二级公路,路面采用60km/h的二级公路标准。
路基宽度为10m,行车道宽度为2×3.5m,路肩宽度为2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。
路面设计为沥青混凝土路面,设计年限为12年。
路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示;根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为:路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土和6cm厚中粒式沥青混凝土,基层采用20cm厚水泥稳定碎石,底基层采用石灰粉煤灰土。
2 土基回弹模量的确定3 设计资料(1)交通量年增长率:5%设计年限:12年。
4 设计任务4.1 沥青路面结构组合设计4.2 沥青路面结构层厚度计算,并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ -100表示。
标准轴载计算参数如表10-1所示。
5.1.1.1 轴载换算轴载换算采用如下的计算公式:35.4121∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ki i i P P n C C N ,()11 1.211c m =+⨯-=,计算结果如下表所示。
注:轴载小于25KN 的轴载作用不计5.1.1.2累计当量轴次根据设计规范,二级公路沥青路面设计年限取12年,车道系数η=0.7,γ=5.0% 累计当量轴次:()[][]329841405.07.005.8113651)05.01(3651112=⨯⨯⨯-+=⋅⨯-+=ηγγN N te次 5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次5.1.2.1 轴载验算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:8'''121ki i i P N C C n P =⎛⎫= ⎪⎝⎭∑注:轴载小于50KN 的轴载作用不计5.1.2.2 累计当量轴次参数取值同上,设计年限为12年,车道系数取0.7,则累计当量轴次为:()[][]次254516705.07.0836.6253651)05.01(3651112=⨯⨯⨯-+=⋅'⨯-+='ηγγN N te5.2 路面结构层设计与材料选取由上面计算得到设计年限内一个行车道上的累计当量轴次。
..第五章水泥混凝土路面5.1 交通量计算该段高速公路位于Ⅳ7 区。
设计为双向四车道。
5-1 表交通量计算表车型小客车2轴中客车2轴大客车2轴中货2轴中货2轴中货2轴大货车2轴大货车2轴大货车3轴特大货车3轴特大货车3轴特大货车4轴特大货车(半拖挂)4 轴特大货车(半拖挂)5轴特大货车(拖挂)6轴特大货车(拖挂)车轴p轴轮型Ne, i合计前轴11.51— 10 1.6E+08后轴23.51— 2前轴301— 189后轴551— 2前轴401— 1962501后轴951— 2前轴301— 1454后轴601— 2前轴401— 1607后轴601— 2前轴451— 1404286后轴951— 2前轴351— 110881844后轴1401— 2前轴501— 134127758后轴1551— 1前轴551— 129738522后轴1753— 2前轴501— 11114582后轴1002— 2前轴801— 116938092后轴1252— 2前轴801— 116842385后轴1352— 2前轴652— 120195815后轴1502— 2前轴852— 120096408后轴1402— 2前轴602— 1772660后轴1003— 2前轴702— 18439809后轴1303— 2..方向分配系数取0.5,车道分配系数取0.8,标准轴载 100kN,最重轴载 250kN。
16P in则 N S 0.5 0.8N iP Si 1=0.5 0.841764=16705.8其中:5.2 交通分析车辆轮迹横向分布系数取0.2,高速公路设计基准期为30 年,安全等级为一级,交通量年平均增长率为7.6%。
计算累计标准轴次:N s t3011 g r 116705.8 1 0.076N e365η365 0.20 1.28E 08g r0.076因为 1 106 1.28108,所以属于特重交通等级。
5.3 拟定方案根据交通等级,现拟定在干燥和中湿状态下,分别设计三种方案。
路面结构计算书一. 主干道采用沥青混凝土路面,设计荷载为30T 集装箱车,按城市道路设计,沥青路面的设计年限为15年。
设行车道在使用初期的标准轴载为P=100KN ,采用荷载次数为1500=S N 次/日(查表),道路的交通量增长率为7.8%。
开发区属于6V I 区,根据地形图可知此区为粘性土,稠度大约在0.90~1.00之间,故取土基回弹模量a E MP =350,根据规定,车道系数取35.0=η,因此可得: 1.确定e N次61510122742.535.0365078.0]1)078.01[(1500365]1)1[(⨯=⨯⨯-+⨯=-+=ηr r N N t s e 2.确定容许弯沉值R l查表得:0.1=r α 0.1=s α 根据公式s r eR N l αα2.01.1=得: mm l R 05.05122742.10.11.12.0=⨯⨯=3.计算综合修正系数根据规定,双轮单轴轴载100KN ,47.1=F α,在进行路面结构计算时,取实际弯沉值等于容许弯沉,既R s l l =,则有: 根据公式38.00)2(δαP l E F s F =得: 569.0)65.107.0235005.0(47.1)2(38.038.00=⨯⨯⨯⨯==δαP l E F s F4.初步拟定路面结构根据《沥青路面设计规范》初步拟定路面结构如下:5.计算拟定路面的弯沉值将路面结构换算成三层结构体系:保持第一层不变,将2、3、4层换算成中层,如下图:cm E E h h H i i i 98.3313005502064.24.22432=+=+=∑= 根据规范规定,车轮荷载为规定的标准荷载,双轮单轴轴载为100KN ,轮载为25KN ,轮胎的压强为0.7MPa ,单轮轮迹当量圆半径δ为10.65cm ,则有:94.065.10101==δh 87.01500130012==E E 查诺谟图得:α=5.41 94.065.10101==δh 027.013003520==E E 查诺谟图得:63.11=K 19.365.1098.33==δH027.013003520==E E 87.01500130012==E E 查诺谟图得 ;75.01=K则:cm E l 0657.075.063.141.5150056.107.022211=⨯⨯⨯⨯⨯=K K P =αδ cm lF l s 0374.0569.00657.0=⨯==校核弯沉值: 因为R s l l <所以拟定路面结构满足弯沉要求,整体抵抗变形能力符合要求。
设计内容:新建单层水泥混凝土路面设计
公路等级:三级公路
变异水平的等级:中级
可靠度系数:1.07
面层类型:普通混凝土面层,设计轴载100kN,最重轴载150kN
路面的设计基准期:15年
设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:915892
路面承受的交通荷载等级:中等交通荷载等级
混凝土弯拉强度4.5Mpa,混凝土弹性模量29000MPa,混凝土面层板长度 4.5m,地区公路自然区划Ⅱ,面层最大温度梯度92℃/m,接缝应力折减系数0.87,混凝土线膨胀系数1010-6/℃,基(垫)层类型-新建公路路基上修筑的基(垫)层,层位基(垫)层材料名称厚度(mm)材料模量(MPa),1水泥稳定粒料,2水泥稳定粒料,3新建路基板底地基当量回弹模量ET=38MPa
混凝土面层荷载疲劳应力:3.91MPa
混凝土面层温度疲劳应力:0.15MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力:4.34MPa(小于或等于面层混凝土弯拉强度)
面层最大荷载应力:2.62MPa
混凝土面层最大温度应力:0.73MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力:3.58MPa(小于或等于面层混凝土弯拉强度)
满足路面结构极限状态要求的混凝土面层设计厚度:240mm。
城市支路路面结构计算书本次设计采用2017版公路路面设计程序系统(Hpds)计算软件一、设计弯沉值计算Nh= 540 ,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: 900设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 2597935属轻交通等级路面设计交通等级为轻交通等级城市道路类型支路道路分类系数 1.2 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值: 37.5 (0.01mm)二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数: 4标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 37.5 (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(mm) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 02 中粒式沥青混凝土60 1200 03 水泥稳定碎石180 1500 04 水泥稳定碎石? 1500 05 新建路基30按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 37.5 (0.01mm)H( 4 )= 150 mm LS= 36.8 (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.路面设计层厚度:H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)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----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------水泥稳定碎石170 mm----------------------------------------新建路基三、交工验收弯沉值计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 12 中粒式沥青混凝土60 1200 0 13 水泥稳定碎石180 1500 0 14 水泥稳定碎石170 1500 0 15 新建路基30 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= 34.5 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 39.4 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 47.8 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 128.5 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 310.5 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)LS= 383.1 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算)。
路⾯计算书公路名称两阶段施⼯图设计路⾯结构计算书*******************************公路新建路⾯设计成果⽂件汇总*******************************⼀、设计弯沉值和容许拉应⼒计算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 标准轴载BZZ100 100 1 双轮组502设计年限12 车道系数.65序号分段时间(年) 交通量年增长率1 5 10.89 %2 5 9.85 %3 2 9.56 %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= 326 ,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: 502设计年限内⼀个车道上的累计当量轴次: 2605606属轻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: 502设计年限内⼀个车道上的累计当量轴次: 2605606属轻交通等级路⾯设计交通等级为轻交通等级公路等级⼆级公路公路等级系数 1.1 ⾯层类型系数 1 路⾯结构类型系数 1路⾯设计弯沉值: 34.4 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应⼒(MPa)1 中粒式沥青混凝⼟ 1 .472 ⽔泥稳定碎⽯.5 .313 级配碎⽯⼆、新建路⾯结构厚度计算新建路⾯的层数: 3标准轴载: BZZ-100路⾯设计弯沉值: 34.4 (0.01mm)路⾯设计层层位: 3设计层最⼩厚度: 80 (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 中粒式沥青混凝⼟60 1200 0 1800 0 .472 ⽔泥稳定碎⽯300 1500 0 1500 0 .313 级配碎⽯? 250 0 250 04 新建路基35按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 34.4 (0.01mm)H( 3 )= 180 mm LS= 35 (0.01mm)H( 3 )= 230 mm LS= 32.8 (0.01mm)H( 3 )= 193 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应⼒计算设计层厚度:H( 3 )= 193 mm(第1 层底⾯拉应⼒计算满⾜要求)H( 3 )= 193 mm(第2 层底⾯拉应⼒计算满⾜要求)路⾯设计层厚度:H( 3 )= 193 mm(仅考虑弯沉)H( 3 )= 193 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:----------------------------------------中粒式沥青混凝⼟60 mm----------------------------------------⽔泥稳定碎⽯300 mm----------------------------------------级配碎⽯200 mm----------------------------------------新建路基三、交⼯验收弯沉值和层底拉应⼒计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)1 中粒式沥青混凝⼟60 1200 0 1800 0 12 ⽔泥稳定碎⽯300 1500 0 1500 0 13 级配碎⽯200 250 0 250 0 14 新建路基35 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= 34.1 (0.01mm)第2 层路⾯顶⾯交⼯验收弯沉值LS= 40.5 (0.01mm)第3 层路⾯顶⾯交⼯验收弯沉值LS= 199.5 (0.01mm)路基顶⾯交⼯验收弯沉值LS= 266.2 (0.01mm)( 根据“公路沥青路⾯设计规范”公式计算) LS= 331.5 (0.01mm)( 根据“公路路⾯基层施⼯技术规范”公式计算)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 )=-.195 (MPa)第2 层底⾯最⼤拉应⼒σ( 2 )= .236 (MPa)*******************************公路新建路⾯设计成果⽂件汇总*******************************⼀、设计弯沉值和容许拉应⼒计算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 标准轴载BZZ100 100 1 双轮组502设计年限12 车道系数.65序号分段时间(年) 交通量年增长率1 5 10.89 %2 5 9.85 %3 2 9.56 %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= 326 ,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: 502设计年限内⼀个车道上的累计当量轴次: 2605606属轻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: 502设计年限内⼀个车道上的累计当量轴次: 2605606属轻交通等级路⾯设计交通等级为轻交通等级公路等级⼆级公路公路等级系数 1.1 ⾯层类型系数 1 路⾯结构类型系数 1路⾯设计弯沉值: 34.4 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应⼒(MPa)1 中粒式沥青混凝⼟ 1 .472 ⽔泥稳定碎⽯.5 .313 级配碎⽯⼆、新建路⾯结构厚度计算新建路⾯的层数: 3标准轴载: BZZ-100路⾯设计弯沉值: 34.4 (0.01mm)路⾯设计层层位: 2设计层最⼩厚度: 120 (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 中粒式沥青混凝⼟60 1200 0 1800 0 .472 ⽔泥稳定碎⽯? 1500 0 1500 0 .313 级配碎⽯100 250 0 250 04 新建路基50按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 34.4 (0.01mm)H( 2 )= 270 mm LS= 36.4 (0.01mm)H( 2 )= 320 mm LS= 30.6 (0.01mm)H( 2 )= 287 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应⼒计算设计层厚度:H( 2 )= 287 mm(第1 层底⾯拉应⼒计算满⾜要求)H( 2 )= 287 mm(第2 层底⾯拉应⼒计算满⾜要求)路⾯设计层厚度:H( 2 )= 287 mm(仅考虑弯沉)H( 2 )= 287 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:----------------------------------------中粒式沥青混凝⼟60 mm----------------------------------------⽔泥稳定碎⽯300 mm----------------------------------------级配碎⽯100 mm----------------------------------------新建路基三、交⼯验收弯沉值和层底拉应⼒计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)1 中粒式沥青混凝⼟60 1200 0 1800 0 12 ⽔泥稳定碎⽯300 1500 0 1500 0 13 级配碎⽯100 250 0 250 0 14 新建路基50 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= 32.7 (0.01mm)第2 层路⾯顶⾯交⼯验收弯沉值LS= 39.6 (0.01mm)第3 层路⾯顶⾯交⼯验收弯沉值LS= 244.8 (0.01mm)路基顶⾯交⼯验收弯沉值LS= 186.3 (0.01mm)( 根据“公路沥青路⾯设计规范”公式计算) LS= 237.3 (0.01mm)( 根据“公路路⾯基层施⼯技术规范”公式计算)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 )=-.194 (MPa)第2 层底⾯最⼤拉应⼒σ( 2 )= .259 (MPa)。
道路结构设计计算书1、累计当量轴数计算根据《城市道路设计规范》(CJJ 37-90),路面结构达到临界状态的设计年限:沥青混凝土路面的设计年限为15年;交通等级为重,设计初期设计车道的日标准轴载的轴数500n/d≤N li≤1500n/d,取N li=1400n/d;γ=15%。
设计年限内设计车道上标准轴载累计数:N=365N li[(1+γ)t-1]/γ=15.0]1 15.01[140036515-+⨯⨯)(=24313590次2、结构组合与材料选取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2400 万次左右,根据规范推荐结构并考虑道路实际使用情况,路面结构层采用沥青混凝土(18cm)、基层采用二灰结石(30cm)、底基层采用二灰土(厚度待定)。
规范规定城市次干道的面层由二至三层组成,查规范,采用三层沥青面层,表面层采用细粒式沥青混凝土(厚4cm),中间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7cm)。
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4cm A 沥青玛蹄脂碎石混合料1600 6cm B 中粒式沥青混凝土AC-20 1200 7cm C 粗粒式沥青混凝土AC-251000 30cm D 二灰结石 1500 ? E 二灰土 750土基304、土基回弹模量的确定该路段处于Ⅳ1区,为粘质土,路基处理后稠度为1.00,查相关表的土基回弹模量为30.0Mpa 。
5、设计指标的确定对于城市次干路,规范要求以设计弯沉值作为设计指标,并进行结构层层底拉应力的验算。
a)设计弯沉值对于城市次干路,公路等级系数A c =1.1; 面层是沥青混凝土,面层类型系数A s =1.0; 对半刚性基层,基层类型系数A b =1.0。
路面设计弯沉值为:L d =600N e -0.2A c ·A s ·A b =600×24000000-0.2×1.1×1.0×1.0=22.1(0.01mm )b)各层材料的容许层底拉应力σR =sSK ①细粒式沥青混凝土AC-13K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×240000000.22/1.1=3.44σR =sSK σ=1.7/3.44=0.494Mpa ②中粒式沥青混凝土AC-20K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×240000000.22/1.1=3.44 σR =sSK σ=1.0/3.44=0.29Mpa ③粗粒式沥青混凝土AC-25K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×24000000.22/1.1=3.44 σR =sSK σ=0.8/3.44=0.23Mpa ④二灰结石K s =0.35N e 0.11/A c =0.35×240000000.11/1.1=2.06 σR =sSK σ=0.65/2.06=0.32Mpa ⑤二灰土K s =0.45N e 0.11/A c =0.45×240000000.11/1.1=2.65 σR =sSK σ=0.25/2.65=0.09Mpa 6 设计资料总结设计弯沉值为22.1(0.01mm ),相关资料汇总如下表:材料名称 结构层厚度(cm )20℃抗压模量(Mpa )容许层底拉应力(Mpa )细粒式沥青混凝土AC-13 4 1600 0.494 中粒式沥青混凝土AC-20 6 1200 0.29 粗粒式沥青混凝土AC-257 1000 0.23 二灰结石 30 1500 0.32 二灰土?7500.097、确定二灰土层厚度(换算成三层体系)h 1=4cm E 1=1400Mpa → h 1=4cm E 1=1600Mpa h 1=6cm E 2=1200Mpa h 1=7cm E 3=1000Mpah 1=30cm E 4=1500Mpa H=? E 2=1200Mpa h 1=? E 5=750MpaE 0=30Mpa E 0=30Mpa 路表容许回弹弯沉值L R =[l ]=1.1αr αs / N 0.2=1.1×1.2×1.0/240000000.2=0.044cm 路表回弹弯沉综合修正系数F =A F 38.002⎥⎦⎤⎢⎣⎡δP E L R =φ1=1.47([l ] E n /(2p tr ))0.38=1.47×38.065.107.0230044.0⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=0.585αL =FP E L d δ21=αn 1n 2=585.065.107.021400022.0⨯⨯⨯⨯=3.531h=h 1=4cm E 1=1400Mpa H=H 2+4.2213E E h kn k k ∑-= E 2=1200Mpa⎩⎨⎧====86.01400/1200/38.065.10/4/12E E h δ ∴查表得α=6.3 ⎩⎨⎧====025.01200/30/38.065.10/4/2E E h n δ ∴查表得K 1=1.52 ∴K 2=1K L αα=52.13.6531.3⨯=0.369∴查表得:δH=5.6∴H=6.5δ=6.5×10.65=59.64cm根据H=H 2+4.2213E E h kn k k ∑-= 69.22=6+7×4.212001000+30×4.212001500+ h 14.21200750∴h 1=17.307cm 取h 1=18cm 8 弯拉应力验算A 点 细粒式沥青混凝土层底h 1=4cm E 1=1400Mpa → h=4cm E 1=1400Mpa h 1=6cm E 2=1200Mpa h 1=8cm E 3=1000Mpah 1=30cm E 4=1500Mpa H=? E 2=1200Mpa h 1=18cm E 5=750MpaE 0=30Mpa E 0=30Mpa H=9.0112+-=∑i k n k k E E h =6+8×9.012001000+30×9.012001500+18×9.01200750=60.835cmh/δ=4/10.65=0.38 E 2/E 1=0.86 E 0/E 2=0.025查图得σa = -0.188MPa 为压应力,不需验算。
路面结构计算1、项目概况沿太行高速公路是《河南省高速公路网规划(2021-2035年)》中16条南北纵向通道之一,拟建沿太行高速公路焦段是沿太行高速公路的组成部分。
项目东接沿太行高速公路新乡段,西接沿太行高速公路焦作•济源段,设计采用四车道高速公路标准,全线设计速度采用100公里/小时标准,路基宽度26米。
地层为第四系残坡积及冲洪积地层,地基土多以粉质黏土、黏土、碎石土为主,河谷多为砾卵石含漂石,路基填料以碎石土为主。
2、气象水文资料项目区属暖温带大陆性气候,冷暖气团交替频繁,春、夏、秋、冬四季分明。
年平均气温14.4°C左右,1月份最冷,平均气温-0.1°C;7月份最热,平均气温27.5。
C0年平均最高气温20.7°C,极端最高气温43.6°C;年平均最低气温9.3o C,极端最低气温-19.3°C。
平均年降水量为584毫米,年降水量最多为908.7亳米(1964年),年降水量最少是333毫米(1965年)。
平均日照时数为2553小时,年日照百分率为58%。
3交通参数依据项目工可,本项目交通量如下表:经计算,整体式货车比例为49.8%,半挂式货车比例为36.7%。
初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量(辆/日)2703O设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆)1.167414×107o路面设计交通荷载等级为重交通荷载等级。
4初拟路面结构方案结合工程经验,初拟水泥稳定碎石基层沥青路面结构列于下表,其中水泥稳定碎石基层厚度分别取340mm、360mm和38Ommo5路基和结构层材料参数⑴路基顶面回弹模量路基为受气候影响的干燥类,土质为碎石土。
参考《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)与既有工程经验,干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为60MPa,满足规范522条规定。
⑵级配碎石底基层模量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1400MPa、底基层模量取100OOMPa,弯拉强度为1.6MPa。
阿图什市哈拉峻乡至吐古买提乡至铁列克乡公路工程路面结构计算书1.概述本项目位于克孜勒苏柯尔克孜自治州北部,项目起点于哈拉峻乡西北侧接规划国道219线,利用现有哈拉峻乡至吐古买提乡老路进行布线,在K34+000处从巴什苏洪木村东侧避饶,随后继续利用现状道路,于K54+700处从吐古买提乡北侧绕行,继续向西布线至阿图什、乌恰交界处,路线全长74.985公里。
本工程沥青混凝土路面结构计算采用双圆垂直均布荷载下层状弹性体系理论,采用单轴双轮组BZZ-100作为标准轴载,设计年限为15年。
2.计算软件、版本本工程路面结构计算采用公路路面设计程序系统(HPDS2011)进行计算。
3.计算依据(1)《公路沥青路面设计规范》(JTG D50--2006)(2)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)(3)其他相关规范4. 计算内容根据本项目预测的交通量,采用现行路面设计规范中的设计理论及技术标准,计算本工程沥青路面结构厚度及设计弯沉。
5.参数选取(1)交通量本项目车种组成预测结单位:pcu/d表1代表车型表表2(2)路面参数选取沥青混合材料设计参数表3基层、底基层、土基材料设计参数表46.计算结果(1)设计弯沉值和容许拉应力计算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= 83 ,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 : 101设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 432436属轻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 : 62设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 265456属轻交通等级路面设计交通等级为轻交通等级公路等级二级公路公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1路面设计弯沉值 : 49.2 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)1 中粒式沥青混凝土 1.0 0.72 水泥稳定砂砾 0.8 0.643 天然砂砾(2)新建路面结构厚度计算新建路面的层数 : 3标准轴载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 49.2 (0.01mm)路面设计层层位 : 2设计层最小厚度 : 200 (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 中粒式沥青混凝土 50 1200 0 1800 0 0.72 水泥稳定砂砾 ? 1300 0 3600 0 0.643 天然砂砾 200 180 0 180 04 新建路基 60按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 49.2 (0.01mm)H( 2 )= 200 mm LS= 43.7 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 2 )=Hmin时 LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 2 )= 200 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 :H( 2 )= 200 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 2 )= 200 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 2 )= 200 mm(仅考虑弯沉)H( 2 )= 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 400 mm验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .(3)交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度 20℃平均抗压标准差 15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)1 中粒式沥青混凝土 50 1200 0 1800 0 12 水泥稳定砂砾 200 1300 0 3600 0 13 天然砂砾 200 180 0 180 0 14 新建路基 60 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= 43.7 (0.01mm)第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 53.8 (0.01mm)第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 157.2 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 155.3 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)LS= 200 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算)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 )=-0.243 (MPa)第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )= 0.615 (MPa)7.结论设计使用期限内各种车型交通量由未来特征年车种构成和未来特征年交通量预测结果计算得出。
阿图什市哈拉峻乡至吐古买提乡至铁
列克乡公路工程
路面结构计算书
1.概述
本项目位于克孜勒苏柯尔克孜自治州北部,项目起点于哈拉峻乡西北侧接规划国道219线,利用现有哈拉峻乡至吐古买提乡老路进行布线,在K34+000处从巴什苏洪木村东侧避饶,随后继续利用现状道路,于K54+700处从吐古买提乡北侧绕行,继续向西
布线至阿图什、乌恰交界处,路线全长74.985公里。
本工程沥青混凝土路面结构计算采用双圆垂直均布荷载下层状弹性体系理论,采用单轴双轮组BZZ-100作为标准轴载,设计年限为15年。
2.计算软件、版本
本工程路面结构计算采用公路路面设计程序系统(HPDS2011)进行计算。
3.计算依据
(1)《公路沥青路面设计规范》(JTG D50--2006)
(2)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)
(3)其他相关规范
4. 计算内容
根据本项目预测的交通量,采用现行路面设计规范中的设计理论及技术标准,计算本工程沥青路面结构厚度及设计弯沉。
5.参数选取
(1)交通量
本项目车种组成预测结单位:pcu/d表1 年份小客大客小货中货大货汽车列车客车货车2020 68.9% 4.8%11.6% 5.9% 4.9% 3.9%73.7%26.3% 2025 70.1% 4.6%11.2% 5.7% 4.4% 4.0%74.7%25.3% 2030 71.4% 4.3%10.8% 5.5% 3.7% 4.3%75.7%24.3% 2035 72.0% 4.1%10.5% 5.3% 3.5% 4.6%76.1%23.9%
代表车型表表2货车类型代表车型前轴轴重(kN)后轴轴重(kN)后轴轴数后轴轮组数小客江淮AL6600 17.0 26.5 1 双轮组大客会客JT692A 28.4 67.7 2 双轮组
小货北京BJ130 13.55 27.2 1 双轮组中货东风DD347 24.0 68.1 1 双轮组大货太脱拉111S 38.5 78.2 2 双轮组拖挂车五十铃EXR181 60.0 100.0 3 双轮组(2)路面参数选取
沥青混合材料设计参数表3
材料名称抗压模量抗压模量劈裂强度(20℃)Mpa (15℃)Mpa (15℃)Mpa
中粒式沥青混凝土1200 1800 1.0
基层、底基层、土基材料设计参数表4
材料名称
抗压模量劈裂强度
7d无侧限抗压强度(强
度代表值Mpa)(弯沉计算
用)
(拉应力计
算用)
(15°
C)Mpa
水泥稳定砂砾(水泥含量4-5%)1300 3200 0.5 ≥3.5(静压法) ≥7.0(振动法)
天然砂砾180 180 / / 干燥土基(Mpa)60
6.计算结果
(1)设计弯沉值和容许拉应力计算
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= 83 ,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 : 101
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 432436
属轻交通等级
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 : 62
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 265456
属轻交通等级
路面设计交通等级为轻交通等级
公路等级二级公路
公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1
路面设计弯沉值 : 49.2 (0.01mm)
层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)
1 中粒式沥青混凝土 1.0 0.7
2 水泥稳定砂砾 0.8 0.64
3 天然砂砾
(2)新建路面结构厚度计算
新建路面的层数 : 3
标准轴载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 49.2 (0.01mm)
路面设计层层位 : 2
设计层最小厚度 : 200 (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 中粒式沥青混凝土 50 1200 0 1800 0 0.7
2 水泥稳定砂砾 ? 1300 0 3600 0 0.64
3 天然砂砾 200 180 0 180 0
4 新建路基 60
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 49.2 (0.01mm)
H( 2 )= 200 mm LS= 43.7 (0.01mm)
由于设计层厚度 H( 2 )=Hmin时 LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求 .
H( 2 )= 200 mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度 :
H( 2 )= 200 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)
H( 2 )= 200 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 2 )= 200 mm(仅考虑弯沉)
H( 2 )= 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 400 mm
验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .
(3)交工验收弯沉值和层底拉应力计算
层位结构层材料名称厚度 20℃平均抗压标准差 15℃平均抗压标准差综合影响系数
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)
1 中粒式沥青混凝土 50 1200 0 1800 0 1
2 水泥稳定砂砾 200 1300 0 3600 0 1
3 天然砂砾 200 180 0 180 0 1
4 新建路基 60 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= 43.7 (0.01mm)
第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 53.8 (0.01mm)
第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 157.2 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值 LS= 155.3 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)
LS= 200 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算)
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 )=-0.243 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )= 0.615 (MPa)
7.结论
设计使用期限内各种车型交通量由未来特征年车种构成和未来特征年交通量预测结果计算得出。
由此计算得到主线每一车道设计年限内全线平均累计当量轴载作用次数为4.32×10^5(弯沉计算轴次),半刚性基层路面设计弯沉值49.2(1/100mm),属轻交通等级。
根据自治区内二级公路建设经验,结合本工程计算结果,本项目主线路面结构为:5cmAC-16+20cm水泥稳定砂砾+20cm天然砂砾。