沥青混凝土路面设计示例
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沥青混凝土路面设计 7.1 轴载分析 计算累计标准轴载作用次数Ne 表7.1 竣工后第一年的交通车辆系数 车型 前轴重(kN) 后 轴 重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 (次/日)
轴载分析 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25kN的各级轴载的作用次数,按下式换算标准的轴载作用次数:
35.4211)(ppnccNii
k
i (7.1)
N —标准轴载当量轴次(次/日) in—被换算车辆的各级轴载作用次数(次/日)
P—标准轴载(kN) ip—被换算车辆的各级轴载(kN)
k—被换算车辆的类型数 1c—轴载系数,)1(2.111mc,m是轴数。当轴间距离大于3m时,按单
独的一个轴载计算;当轴间距离小于3m时,应考虑轴数系数。 2c—轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。有:
表7.2 轴载换算结果(弯沉) 车型 ip(kN) 1c 2c i
n(次/日)
35.4
21)(PPnccii(次/日)
后轴 前轴 后轴 后轴 前轴 后轴
35.44
121)(iiip
pnccN
注:轴载小于25kN的轴载作用忽略不计; 累计当量轴数计算 根据设计规范,高速公路沥青路面的设计年限为15年[13],四车道的车道系数是0.45,γ=7.9%,累计当量轴次:
t11365eNN(γ)
ηγ
当进行半刚性基层层底拉应力验算时,凡轴载大于50kN的各级轴载的作用次数,按下式换算成标准轴载的作用次数。
验算半刚性基底层底拉应力公式: 8121)(kiiip
pnccN (7.2)
式中:1c—轴数系数,)1(211mc, m是轴数。当轴间距离大于3m时,按单独的一个轴载计算;当轴间距离小于3m时,应考虑轴数系数。
2c—轮组系数,单轮组为18.5,双轮组为1,四轮组为0.09。有: 表7.3 轴载换算结果(半刚性基层层底拉应力) 车型 ip '1c '2c i
n ''8
12()ii
pccn
P
后轴 后轴 后轴 后轴
'8''121()kiiipNccnP
注:轴载小于50kN的轴载作用不计 累计当量轴数计算,根据设计规范,高速公路沥青路面是设计年限为15年,车道系数0.45,=7.9%,
''t11365eNN(γ)
ηγ
7.2 结构组合与材料选取 各层材料的抗压模量与劈裂强度 表7.4 各层材料抗压模量(20℃和15℃)与劈裂强度 材料名称 H(cm) 20℃ 抗压模量 (MPa) 15℃ 抗压模量(MPa) 劈裂强度(MPa)
回弹模量的确定 该路段处于 区[8],为黄棕粘性土,下蜀土,粗粒土,地下水位2.5m,填土高度4.13m,H=2.5+4.13=6.63m,查表得路基临界高度参考值H1=1.6~1.7m, H2
=1.1~1.2m, 查表得1c=1.1,2c=0.95,ωc=1.2,路基为干燥类型。查表[13]得土基 回弹模量为35MPa。 设计指标的确定 对于高速公路,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。
1. 设计弯沉值
bscedAAANL2.0600 (7.3) 式中:Ld—设计弯沉值(0.01mm)
Ac—公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三四级公
路为1.2;
As—面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0,热拌和冷拌沥青碎石,沥青贯
入式路面(含上拌下灌式路面)、沥青表面处置为1.1;
Ab—路面结构类型系数,半刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为
1.6。
该公路为高速公路,路面等级系数Ac=1.0,面层是沥青混凝土路面As取1.0,半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,基层类型系数Ab=1.0。
设计弯沉值为: 0.2600decsbLNAAA0.260055499421.01.01.026.87(0.01)mm
2. 各层材料的容许层底拉应力
sspRK
(7.4)
对于沥青面层: 0.220.09escN
KA (7.5) 对无极结合料稳定集料类: cesA
NK11.035.0 (7.6)
对无极结合料稳定细粒土类:
cesA
NK11.045.0 (7.7)
0.220.22
0.090.0955499422.741.0escN
KA MPaKSSPR5109.074.24.1
2) 中粒式密级配沥青混凝土 0.220.22
0.090.0955499422.741.0escN
KA MPaKSSPR3650.074.20.1
3) 粗粒式密级配沥青混凝土 0.220.22
0.090.0955499422.491.1escN
KA MPaKSSPR3213.049.28.0
4) 水泥稳定碎石 0.110.110.350.3540271331.865escN
KA 0.4
0.21451.865SPRSMPaK
5) 石灰土 0.110.110.450.4540271332.398escN
KA 0.23
0.0.9592.398SPRSMPaK
设计资料总结 设计弯沉值为26.87(0.01mm)相关资料汇总如下表:
表7.5 设计资料汇总表 材料名称 H(cm) 抗压模量(MPa) 容许拉应力(MPa) 20oC 15oC
确定石灰土层厚度(换算成三层体系)(20 oC抗压模量) 30.380.360.380.36026.8735101.63()()1.63()()0.4432000200010.6510100s
LEFP
δ
10.0268714005.695220.710.650.443dL
LE
PF
取h=h1=4cm , E1=1400MPa
134.222nkKKE
EhHH , 得E2=1200MPa
21
40.3810.6512000.861400hEE
∴查图得 α=6.22
02
40.3810.65350.031200hEE
∴查图得K1=1.44
21
5.6950.6366.221.44LKK
α
∴查附录B图B1得: 85.4H ∴cmH69.5185.465.1085.4 134.222nkKKE
EhHH 2.42.42.45
1000130055051.695620120012001200h
∴h5=28.3 , 取h5=30cm 7.3 层底弯拉应力的验算 细粒式密级配沥青混凝土层底 14hhcm 10.921nkkkiEHhE
0.90.90.914001300550562030180018001800
27.49cm 40.38010.65h
,2114000.7701800EE ,02350.0191800EE
查附录B图B1得为压应力,不需验算。
中粒式密级配沥青混凝土层底
44
12000459.1071800ikkkiEhhcmE
0.90.913005506203035.04314001400Hcm
9.1070.85510.65h
δ ,2114000.7701800EE ,02350.0251400EE
查附录B图B1得为压应力,不需验算。