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(2.111mc,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(211mc, 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: 0.2600decsbLNAAA0.260055499421.01.01.026.87(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: 85.4H ∴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。