(完整)三级公路沥青路面计算—毕业设计
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沥青路面设计计算书模板一、引言。
今天咱们来唠唠沥青路面设计计算书这事儿。
你可别小看这个计算书哦,它就像是沥青路面的“设计蓝图”,关乎着路面的质量、寿命和行车安全呢。
二、基本资料收集。
咱要做这个计算书呀,首先得收集各种基本资料。
比如说这条路是建在哪里的,不同地方的气候条件可大不一样哦。
要是在南方,经常下雨,那对路面的排水性要求就高;要是在北方,冬天冷得要命,得考虑路面的抗冻性。
还有交通量的情况,每天有多少车在这条路上跑,是小汽车多呢,还是大货车多。
大货车多的话,路面得更结实,因为它们可重啦。
这就好比一个瘦子和一个胖子在地上走,胖子对地面的压力肯定更大呀。
另外,道路的等级也很重要,是高速公路、一级公路还是二级公路之类的,等级越高,对路面的要求也就越高呢。
三、路面结构组合设计。
有了基本资料,就可以开始设计路面结构组合啦。
沥青路面嘛,通常有好几层。
最上面的是面层,这就像是路面的“面子”,得平整、耐磨,还得有一定的抗滑能力,不然汽车在上面跑就容易出事故。
面层下面是基层,基层就像是路面的“骨架”,承担着大部分的荷载,要很结实才行。
再下面可能还有底基层,底基层就像给路面打基础的,虽然不太起眼,但也很重要。
就像盖房子,你得先打好地基一样。
在选择材料的时候,也很有讲究。
沥青得选合适的型号,不同型号的沥青性能不一样。
石料的话,大小、形状、硬度都得考虑。
就像做菜一样,材料选得好,做出来的“菜”——也就是路面,才会又好看又好吃(路面不能吃啦,这是个比喻,哈哈)。
四、材料参数确定。
材料确定了,还得知道它们的参数呢。
比如说沥青的劲度模量,这个参数就反映了沥青在不同温度和荷载作用下的变形能力。
温度高的时候,沥青会变软,劲度模量就小;温度低的时候,沥青变硬,劲度模量就大。
石料的抗压强度也是个重要参数,要是抗压强度不够,在车辆的碾压下,石料就容易碎掉,那路面可就惨了。
这就像一个人,身体不强壮,稍微干点活就累垮了。
还有土基的回弹模量,土基是整个路面的基础,如果土基不好,上面的路面再好也会出问题。
3、确定土基回弹模量设计路段土质为液限粘性土,土基处于过湿状态,查表得土基回弹模量为38a MP4、拟定路面结构组合确定设计参数①初拟路面结构:细粒式沥青混凝土3+中粒式沥青混凝土4+粗粒式沥青混凝土5+水泥稳定碎石基层25+二灰土底基层,以二灰土为设计层。
②确定设计参数查表确定沥青混合料和其他结构层材料的抗压回弹模量。
沥青混合料和其他结构层材料的弯拉回弹模量值,以及沥青混合料弯拉强度和半刚性材料的弯拉强度值,列于下表5、路面结构厚度设计 1)计算确定设计弯沉d l根据公式b s c ed A A A N l 2.0600-= (2)计算结果如下:(0.01mm)05.220.10.11.1)1000.2401(6002.04=⨯⨯⨯⨯⨯=-d l2)计算确定容许弯拉应力 根据公式:sR K sσσ=及 c e s A N K /09.02.0= (用于沥青层)c e s A N K /35.011.0= (用于水泥稳定碎石,二灰稳定砂粒)c e s A N K /45.011.0= (用于二灰土)计算结果列于下表3)计算待求层厚度①、根据d s l l =,求理论弯沉系数c α由 36.0038.0200063.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=p E l F s δ (3)F E p l c s αδ12=(4) 代入数据:36.038.07.03865.10200005.2263.1⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=F66.465.107.02158902205.021=⨯⨯⨯⨯==FF p E l s c δα②、计算基层高度5h下图为换算当量三层体系图:细粒式沥青混凝土 h1=3cm E1=1589MPa 中粒式沥青混凝土 h2=4cm E2=1215MPa 粗粒式沥青混凝土 h3=5cm E3=868 MPa 水泥稳定碎石 h4=25cm E4=1624MPa 二灰土 h5待求 E5=715 MPa E0=38MPa细粒式沥青混凝土 h1=3cm E1y=1589MPa 中粒式沥青混凝土 H未知 E2y=1215MPa E0=38MPa换算图4-1 换算当量三层体系图21k k c αα=282.065.103==δh 765.01589121512==y y E E 查图12-6得 α=7.4 282.0=δh03.012153820==y E E 查图12-6得 1k =1.45 434.045.14.766.412=⨯==k k c αα 由2k =0.434y E E 20=0.03 282.0=δh查图12-6得 80.5=δH5.80×10.65=61.77 4.22554.22444.22332E E h E Eh E E h h H ⨯+⨯+⨯+= (4) 解得:5h =32 因此其厚度满足施工 4)、验算整体材料层底部最大弯拉应力 ①、确定细粒式沥青混凝土层底的弯拉应力1m σ9.02559.02449.02332E E h E Eh E E h h H +++= cm 70.59= 将多层体系换算成当量三层体系,如下图:细粒式沥青混凝土 h1=3cm E1=3000MPa 中粒式沥青混凝土 h2=4cm E2=1215MPa 粗粒式沥青混凝土 h3=5cm E3=868 MPa 水泥稳定碎石 h4=25cm E4=1624MPa 二灰土 h5=32cm E5=715 MPa E0=38MPa h1=3cm E1y=3000MPa H? E2Y=1215MPa E0=38MPa计算得出 h1=3cm E1y=3000MPaH=59.70cm E2Y=1215MPa E0=38MPa换算图4-2 多层体系换算成当量三层体系计算图282.0=δh 405.03000121512==y y E E 03.012153820==y E E 查图12-7得 σ < 0表明该层层底受弯曲应力,1m σ满足要求。
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。
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15.0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5.0%, 方向系数取55.0%, 车道系数取60.0%。
根据交通历史数据,按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC3类,根据表A.2.6-2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6.2.1,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A.3.1-3,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(A.4.2)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0.80,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,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3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tξ为23.8℃,由式(G.2.1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为25.4℃。
可靠度系数为1.28。
根据B.3.1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。
三级公路路基路面设计学院土木与建筑工程学院年级2011级专业建筑工程管理学号学生李东指导老师刘雨谦2013 年毕业论文诚信承诺书四川科技职业学院毕业论文评审表(指导教师用)四川科技职业学院毕业论文任务书摘要随着我国经济的高速发展,交通量也迅速上升,现如今的道路已经不能满足要求,使得道路大量的损坏影响交通,并且交通量的增加并且不断地对道路的碾压磨损,使得现在已经修建好的道路的路基、路面损坏,造成一系列的交通问题,并且对我国的财政也是一笔很大的支出。
,因此,对道路的等级、以及道路的设计质量有了更高的要求。
路基路面是构成公路线形主体结构密不可分的主要组成部分,其中路基是主要的承受和满足汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期侵蚀,没有稳固的路基就没有稳固的公路;并且路面是直接供车辆行驶的部分,它的好坏直接影响行车速度、安全、和运输成本。
因此,根据根据公路等级和任务,合理的选择路基路面结构,精心设计,精心施工使路面路基在设计年限内具备良好的使用性能,对节约投资,提高运输效益,具有十分重要的意义。
关键词:三级公路;路基设计;路面设计目录第一章绪论 ....................................................................................................第二章路基工程 .............................................................................................2.1.路基及其作用..........................................................................................2.2.路基设计的基本内容 ...............................................................................第三章路基设计 .............................................................................................3.1.路基设计的原则 ......................................................................................3.2.路基设计 ................................................................................................3.3.路基宽度 ................................................................................................3.4.路基高度 ................................................................................................3.5.路基边坡坡度..........................................................................................3.6.路基压实标准与压实度............................................................................第四章路面设计 .............................................................................................4.1、面层的种类...........................................................................................4.2、对路面的要求 .......................................................................................4.3、路面的结构及组成 ................................................................................第五章道路排水设计 ......................................................................................5.1 路基、路面排水系统的布置原则 ...........................................................5.2排水系统布置及设计 ...............................................................................第六章路基支挡工程设计 ...............................................................................6.1不良地质地段路基设计原则.....................................................................6.2路基工程设计..........................................................................................总结 ................................................................................................................致谢 ................................................................................................................参考文献 .........................................................................................................第一章绪论设计是任何工程实施的灵魂和依据,只有优秀的设计才能有优质的工程。
三级公路施工组织设计(沥青混凝土路面)第一章总体施工组织布置及规划第一节工程概况和编制依据一、工程概况本项目位于某市,共由16条道路组成,为便于区分,设计时暂以A路、B路、C路、D路、E路、F路、G路、H路、J路、K路、L路、M路、N路、P路、Q路来命名。
道路总长39227.353米,路宽9至42米不等。
其中F路、M路全段和C路、K路、L路的部分路段属于新建道路,其余属于改建道路。
二、沿线现状A路:该路全长2326.071m,起点与B路相交,自工程起点至K1+680现状道路为单幅路,宽约5.5m;K1+680至K2+225段现状道路为单幅路,宽12m;K2+225至K2+225段现状道路为双幅路,两侧车行道各宽12m,中央分隔带宽18米,总宽42米。
均为沥青路面。
工程起点至K2+225段道路两侧均为农田、荒地,K2+225至工程终点道路两侧有警察局等单位。
B路:该路全长3234.486m,起点与A路相交,工程起点至K2+150、K2+820-K3+200现状道路为单幅路,宽约9m;K1+680至K2+820段现状道路为单幅路,宽约11m。
均为沥青路面。
工程起点至K1+200段道路两侧均为农田、荒地,K1+200至工程终点道路两侧有部分民房。
在K0+825处现状有一道1.5m宽的小涵洞横穿设计道路,在K2+925处现状有一道5m宽的小桥涵横穿设计道路。
C路:该路全长1836.408m,工程起点至K0+185、K0+445-K0+900现状道路为单幅路,沥青路面,宽约7m;其余路段为一条宽约3m的土路。
设计道路两侧沿线为民房。
在K1+757处现状有一道0.9m宽的小桥涵横穿设计道路,在K1+793处现状有一道小涵洞横穿设计道路。
D路:该路全长785.749m,工程起点至K0+240现状道路为单幅路,宽约4m;K0+500至工程终点现状道路为单幅路,宽约7m;K0+240- K0+500现状道路为双幅路,两侧车行道各宽5m,中央分隔带宽2米,总宽12米。
*******************************公路新建路面设计成果文件汇总*******************************一、交通量计算公路等级三级公路目标可靠指标 0.84初始年大型客车和货车双向年平均日交通量(辆/日) 100路面设计使用年限(年) 10通车至首次针对车辙维修的期限(年) 10交通量年平均增长率 5 %方向系数 0.55车道系数 1整体式货车比例 10 %半挂式货车比例 10 %车辆类型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类满载车比例 0.08 0.34 0.1 0.44 0.31 0.54 0.36 0.46 0.39 0初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量(辆/日) 55设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆) 252501路面设计交通荷载等级为轻交通荷载等级当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 624529当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 4.090851E+07当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 624529当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 1052195二、路面结构设计与验算路面结构的层数 : 5设计轴载 : 100 kN路面设计层层位 : 5设计层起始厚度 : 150 (mm)层位结构层材料名称厚度模量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验 (mm) (MPa) 料弯拉强度( MPa) 永久变形量( mm )1 细粒式沥青混凝土 30 9750 0.25 1.52 中粒式沥青混凝土 40 10500 0.25 2.53 水泥稳定碎石 180 10000 0.25 1.54 水泥稳定砂砾 200 8000 0.25 1.35 天然砂砾 ? 185 0.356 新建路基 50 0.3------第 3 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算------设计层厚度 H( 5 )= 150 mm季节性冻土地区调整系数 KA= .8温度调整系数 KT2= .971现场综合修正系数 KC= .624第 3 层层底拉应力σ= .083 MPa第 3 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2= 3.803222E+12 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2= 4.090851E+07 轴次第 3 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.------第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算------设计层厚度 H( 5 )= 150 mm季节性冻土地区调整系数 KA= .8温度调整系数 KT2= .971现场综合修正系数 KC= -1.012第 4 层层底拉应力σ= .302 MPa第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2= 5.70788E+08 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2= 4.090851E+07 轴次第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.------沥青面层低温开裂指数验算------路面所在地区低温设计温度 TSJ=-29 ℃表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度 ST= 120 MPa沥青结合料类材料层厚度 HA= 70 mm路基类型参数 BLJ= 2沥青面层低温开裂指数 CI= 3.9 条沥青面层容许低温开裂指数 CIR= 7 条沥青面层低温开裂指数值满足规范要求.------沥青混合料层永久变形量验算------沥青混合料层永久变形等效温度 TPEF= 18.1 ℃通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB3= 624529 轴次沥青混合料层永久变形验算分层数 N= 4第 1 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 1 )= .02 mm第 2 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 2 )= .07 mm第 3 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 3 )= .25 mm第 4 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 4 )= .22 mm沥青混合料层永久变形量RA= .56 mm沥青混合料层容许永久变形量RAR= 20 mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第 1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为 5139 次/mm第 2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为 2412 次/mm验算路面结构防冻厚度 :路面结构最小防冻厚度 500 mm验算结果表明 ,路面结构总厚度满足防冻要求 .通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:----------------------------------------细粒式沥青混凝土 30 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土 40 mm----------------------------------------水泥稳定碎石 180 mm----------------------------------------水泥稳定砂砾 200 mm----------------------------------------天然砂砾 150 mm----------------------------------------新建路基计算设计路面结构的验收弯沉值 :干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数 KAT= .8路基顶面验收弯沉值 LG= 298.8 (0.01mm)路表验收弯沉值 LA= 32.9 (0.01mm)。
湖南某山岭区一级SBS沥青路面北线设计目录1 绪论 (1)1.1拟建项目地区概述 (1)1.2项目建设的重要意义 (1)1.3沿线地形地质及自然环境 (2)2 路线设计 (4)2.1公路技术标准的确定 (4)2.2路线方案设计 (6)2.3路线平面设计 (9)2.4纵断面设计 (18)2.5路线比选 (25)2.6横断面设计..............................................273 路基路面设计 (39)3.1概述 (39)3.2路基设计 (41)3.3路基稳定性分析验算 (44)3.4边坡防护与加固 (45)3.5路面结构设计 (48)4、排水设计 (59)4.1路基地面排水设计 (59)4.2路基地下排水 (59)4.3路面排水 (60)4.4中央分隔带排水 (60)5 桥涵设计 (62)5.1桥涵设计的一般规定 (62)5.2位置及尺寸 (62)6结论 (63)参考文献 (64)致谢 (65)英文翻译 (66)附录.............................................791 绪论1.1拟建项目地区概述湖南省位于长江中游南部。
大部分地区在洞庭湖之南,境内湘江贯穿南北。
湖南东临江西,西接重庆、贵州,南毗广东、广西,北连湖北。
辖13个地级市和1个自治州,共有136个县(县级市、市辖区)以上行政单位,省会为长沙市。
湖南省河网密布,长5公里以上的河流5341条,总长度9万公里,其中流域面积在5000平方公里以上的大河17条。
全省土地总面积约为31774.35万亩,其中51%为山地, 7%为盆地,13%为平原,15.4%为丘陵,全省有水面135.37万公顷,占总面积的6.4%。
海拔高度在50米以下的面积占总面积的9.9%,l000米以上的占总面积的4.3%,大部分地区海拔高度在100米至800米之间。
湖南民族及人口众多,近年经济发展迅速,农业、工业、旅游业收入不断增加,人口流动和经济的快速增长对交通状况提出了更高的要求。
1 绪论1.1 地理位置图(略,详细情况见路线设计图)1.2 路线及工程概况本路线是山岭重丘区的一条三级公路,路线设计技术指标为:路基宽度为7.5米,双向车道,无中央分隔带,土路肩为2 ⨯0.5米,行车道为2 ⨯3.250米。
设计速度为30Km/h,路线总长1981.451米,起点桩号K0+000.00,终点桩号为K1+1981.451。
设计路线共设置了6个平曲线,半径分别为350m 210m 250m 337m 75m 58.460m,弯道处均设置缓和曲线,本次纵断面设计设置了8个变坡点,5个凸形竖曲线,3个凹形竖曲线,半径依次为1800、4700、18000、2500、2500 3000、1400、1000米。
1.3 线自然地理特征安州区隶属四川省绵阳市,位于绵阳市西南部,四川盆地西北部,龙门山脉中段,介于北纬31°23′~31°47′,东经104°05′~104°38′之间,东与江油市,东南与本市的涪城区接壤;南与德阳市的罗江县,西南与绵竹市相连;北与本市的北川羌族自治县,西北与阿坝藏族羌族自治州的茂县毗邻1.4 研究主要内容本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成吉林白河—露水河三级公路的设计工作,具体内容包括整理分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、公路排水规划设计及设计文件的编制和图纸绘制。
1.4.1资料整理与分析设计资料是设计的客观依据,必须认真客观地分析。
首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆,明确对设计的影响,在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等,构成一幅明晰的画面;其次要对资料进行分析、概括和系统地整理,从中抽取、确定有关设计数据。
1.4.2路线平面、纵断面及横断面设计1.4.3排水设计1.4.4设计文件毕业设计文件包括设计说明书和计算书。
说明书交代设计内容、设计意图。
计算书交代设计中的具体计算方法和过程。
沥青路面毕业设计说明书一、课程设计任务(1)了解设计任务,拟定工作计划,查阅资料。
(3)按《公路沥青路面设计规范 JIG D50-2006》的内容及要求进行沥青路面结构设计;(5)根据指导教师的要求,采用指定的初始条件进行设计:沥青路面的设计,在完成路面结构组合设计后,利用设计软件进行结构层厚度计算及各层底拉应力验算。
在设计说明书(设计报告书)中应画计算图,采用A4纸打印设计报告书。
(6)出图:沥青路面设计不出图(留待毕业设计时训练出图)二、课程设计报告书主要内容(一)初始条件:区)某新建双向4车道一级公路,拟采用沥青广西南宁地区(IV7混凝土路面,路基土为高液限粘土,地下水位为-1m,路基填土高度1.2m,预计通车初年的交通量如下:表一交通量年平均增长率7%,沿线可开采碎石、砂砾,并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应。
(二)要求完成的主要任务:(1)确定路面等级和面层类型;(2)确定土基的回弹模量;(3)路面结构组合设计;(4)根据设计弯沉值计算路面厚度(采用沥青路面设计专用程序,输入设计弯沉值及设计参数汇总表的设计参数后,对需进行厚度计算的结构层进行厚度计算,并进行各层底拉应力验算)。
1.基本资料确定1.1确定公路等级1.1.1计算通车初年的折算交通量其中折算系数查《公路工程技术指标》(JTG B01 2003),表2.0.2各汽车代表车型与车辆折算系数。
表一:各车辆的折算系数由上表可知初年的平均日交通量为3650辆/日1.1.2设计交通量由《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006),表3.1.3各级公路沥青路面设计年限。
一级公路设计年限为15年。
1(1)n=⨯+γAADT ADT-其中:AADT —设计交通量(pcu/d);ADT —起始年平均日交通量(pcu/d);γ—年平均增长率(%);n —预测年限则15年后的设计交通量为:1=⨯+γ=3650×(1+7%)15−1=9412 (pcu/d)(1)nAADT ADT-1.2拟定路基宽度和设计速度及其他资料1)拟定设计速度为:100km/h2) 根据《公路工程技术标准》(JTG B01 2003) 表3.0.11双向四车道,路基宽度为:26m;3) 拟采用沥青路面结构,设计年限为15年;4)沿线土质为粘土;5)土基回弹模量的确定因无实测条件,由查表法预测土基回弹模量:(1)确定临界高度查《路基路面工程》邓学均,表1-9路基临界高度参考值,公路自然区划属IV7区得:1H=1.8m,2H= 1.5m,3H= 1.2m。
沥青路面设计一、设计总说明(一)、设计资料映卧三级公路设计使用年限为8年,拟采用沥青路面结构。
经勘察,沿线土质为砂粘性土,沿线有大量碎石集料,并有水泥、石灰和粉煤灰等传供应。
据预测该路竣工初年的交通组成如下:小客车车500辆/日,跃进NJ130车313辆/日,,黄河JN150车250辆/日,东风EQ150车188辆/日。
使用年限内前5年交通量的年平均增长率为20%,后3年年平均增长率为10%.二、设计计算说明(一)、轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载(1)以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次1)轴载换算轴载换算采用如下的计算公式35.4211⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=P P n C C N i i ki 计算结果如下表所示。
轴载换算结果表(弯沉)注:轴载小于25KN 的轴载作用不计 2)累计当量轴次根据题意,该三级公路沥青路面设计年限为8年,四车道的车道系数取0.6。
累计当量轴次()[]()[]636468545.0085.01085.010.80136511365201=⨯-+⨯⨯=-+=ηγγte N N 次(2) 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次1)轴载换算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:8211⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛''='∑=p p n C C N i i ki计算结果如下表所示。
轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力)注:轴载小于50KN 的轴载作用不计 2)累计当量轴次参数取值同上,设计年限20年,车道系数取0.45。
累计当量轴次()[]()[]656412845.0085.01085.011.82636511365201'=⨯-+⨯⨯=-+=ηγγte N N 次(二)、结构组合与材料选取(三)、各层材料的抗压模量与劈裂强度查表得各层材料的抗压模量和劈裂强度。
抗压模量取20℃时的模量,各值取规范给定范围中值,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 ,水泥稳定碎石为1500MPa,二灰土为750MPa.各层材料劈裂强度: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,水泥稳定碎石为0。
5MPa ,二灰土为0.25MPa 。
(四)、土基回弹模量的确定该路段处于V 2区,为紫色粉质粘性土,地下水位距地表1。
8m ,路基填土高平均为2.1m,则路槽底面距地下水位的高度为H 0=1.8+2.1=3。
9m ,查表得干燥状态类路基,再查表知05.10≥ω,取其稠度为1.10,查表“二级自然区划各图组土基回弹模量(MPa )”查得土基模量为40MPa 。
(五)、确定路面结构方案如图(六)、设计指标确定对于高速公路,规范要求以设计弯层作为设计指标,并进行结构层基底拉应力验算。
(1)设计弯沉值该公路为高速公路,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,底基层厚度大于20cm,基层类型系数取1。
0,设计弯层值为:)01.0(1.260.10.10.160060063646852.02.0mm A A A N lb sc ed=⨯⨯⨯⨯==--(2) 各层材料容许层底拉应力s sp R K σ=σ细粒式密级配沥青混凝土:83.20.1/0.109.0/09.0636468522.022.0=⨯⨯==A N A k c e a sMPa k s sp R 4947.083.2/4.1/1===σσ中粒式密级配沥青混凝土:83.20.1/0.109.0/09.0636468522.022.0=⨯⨯==A N A k c e a sMPa k s sp R 3534.083.2/0.1/2===σσ粗粒式密级配沥青混凝土:11.30.1/1.109.0/09.0636468522.022.0=⨯⨯==A N A k c e a sMPa k s sp R 2572.011.3/8.0/3===σσ水泥稳定碎石:96.10.1/35.0/35.0636468511.011.0=⨯==A N k c e sMPa k s sp R 2551.096.1/5.0/4===σσ二灰土:52.20.1/45.0/45.0636468511.011.0=⨯==A N k c e sMPa k s sp R 0992..052.2/25.0/5===σσ(七)、设计资料总结设计弯层值26。
1(0.01mm ),相关设计资料汇总如下表:设计资料汇总表(八)、确定二灰土层厚度单轴双轮组:P=0.7MPa ,cm 65.10=δ ,MPa E 14001=,cm h 41=,MPa E 12002=,MPa E 400=。
综合修正系数F:5473.07.04065.1020001.2663.1200063.136.038.036.0038.0=⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=P F E l sδ理论弯沉系数αL :F P L s El αδ121000•= ⇒5.45473.065.107.0200014001.2620001=⨯⨯⨯⨯=⋅=FP El sL δα计算厚度: 由376.065.1041===δδhh ,857.01400120012==E E ,查图得:α=6。
4 由376.065.1041===δδhh,03.012004020==E E ,查图得:46.11=K 482.046.14.65.41221=⨯=⋅=∴⋅⋅=K K K K LL αααα 由482.02=k ,376.065.1041===δδhh ,03.012004020==E E ,查图得:30.5=δH∴H = 5.30×10。
65 = 56。
4cm由4.22132EEhh iniiH•+=∑-=得:4.561200750120015002512001000754.254.24.2=+⨯+⨯+=hH=⇒h521。
5 cm.故取二灰土的厚度为21.5 cm.(九)、结构层底拉应力验算(说明:验算层底弯拉应力15℃的抗压回弹模量)(1)细粒式沥青混凝土层底拉应力σ1m将多层体系换算成当量三层体系,如下图:cmh hEEhhjijiij41411==•+=∑-=cmHEEhEEhEEhhEEhhjinjiij5.5512007505.21120015002512001000759.09.09.09.02559.02449.023329.01121=⨯+⨯+⨯+=⋅+⋅+⋅+=•+=+-+=+∑376.065.104==δh,857.01400120012==EE,033.020=EE,查表得,σ_〈 0,表明该层层底受弯曲压应力,σ1m 自然满足要求。
(2) 中粒式沥青混凝土层底拉应力σ2m将多层体系换算成当量三层体系,如下图:cm h EE h h EE h h ji j i i j 16.91200140045442112411=⨯+=⋅+=•+=∑-= cm H EEh E E h h EE h h j in j i ij 85.6110007505.21100015002579.09.09.03559.034439.01121=⨯+⨯+=⋅+⋅+=•+=+-+=+∑860.065.1016.9==δh,833.01200100012==E E ,04.020=E E ,查表得,σ_〈 0,表明该层层底受弯曲压应力,σ2m 自然满足要求.(3)粗粒式沥青混凝土层底拉应力σ3m同理:从诺谟图中可以看出当E E12〉0.8时,σ_几乎都小于0,而当验算粗粒式沥青混凝土层底拉应力σ3m 时,其EE12=1.5,很明显查图可知σ_〈 0,所以该层层底也受弯曲压应力,σ3m 自然满足要求。
(4)水泥稳定碎石层层底拉应力σ4m将多层体系换算成当量三层体系,如下图:cm h EEh E E h E E h h EE h h ji j i i j 40150010007150012005150014004254444433442244114411=⨯+⨯+⨯+=⋅+⋅+⋅+=•+=∑-=cm H h EEh h j in j i ij 5.2159.01121==•+=+-+=+∑756.365.1040==δh,5.0150075012==E E ,053.020=E E ,查表得,σ_=0.10,42.11=m ,再由02.265.105.21==δH,查图可得:m 2=1。
05。
1044.005.142.11.07.07.021_4=⨯⨯⨯==m m m σσ〈MPa R 2551.04=σ故满足验算要求。
(5) 二灰土层层底拉应力σ5m将多层体系换算成当量三层体系与水泥稳定碎石层层底拉应力当量三层体系的换算图相同。
则:02.265.105.21==δH,5.0150075012==E E ,053.020=E E ,查得:σ_=0。
34,97.01=n ,35.02=n.0808.035.097.034.07.07.021_5=⨯⨯⨯==n n m σσ〈MPa R 0992.05=σ故满足验算要求。
综合上述各层检验层底拉应力都满足验算要求.通过计算可以确定本方案所拟定路面结构符合要求,即:细粒式沥青混凝土:4cm;中粒式沥青混凝土:5cm;粗粒式沥青混凝土:7cm;水泥稳定碎石:25cm;二灰土:21.5cm。
2008.12.25。