路基路面课程设计—谢人杰.doc

1、路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航1郑州大学水利与环境学院路基路面工程课程设计专 业：道路桥梁与渡河工程学生姓名： 谢 人 杰 指导教师： 张 天 航 完成时间：2016 年 7 月 3 号 路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航2目录1 路基路面工程课程设计任务书 11.1 设计题目 11.2 设计资料 11.2.1 设计任务书要求 11.2.2 气象资料 11.2.3 地质资料与筑路材料 11.2.5 设计标准 21.3 参考书目 31.4 提交成果 31.5 时间安排 41

2、.6 设计要求 42 公路技术等级的确定 42.1 确定交通资料 42.2 确定公路等级 52.2.1 车辆折算系数 52.2.2 交通量计算 63 沥青路面设计 73.1 新建沥青路面厚度设计理论与步骤 73.2 确定标准轴载累计交通量 93.3 初步拟定路面结构类型 .103.4 路面结构类型计算 .11路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航33.4.1 方案一:柔性路面 113.4.2 方案二：半刚性路面 .183.5 方案比较选择 .264 刚性路面设计 .274.1 水泥混凝土路面设计理论 .274.2 交通分析 .274.3

3、初拟路面结构 .294.4 路面材料参数的确定 .295 路基设计 .355.1 横断面设计 .355.1.1 路基宽度 .355.1.2 路基高度 .365.2 边坡坡度设计 .365.2.1 路堤边坡 .365.2.2 路堑边坡 .375.3 路基填料 .375.4 路基压实度 .385.5 排水设计 .395.5.1 路基排水设计 .405.5.2 路面排水设计 .415.5.3 中央分隔带排水 .415.6 防护措施 .41路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航46 设计总结 .417 附图 .43路基路面课程设计 谢人杰 201

4、30460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航01 路基路面工程课程设计任务书1.1 设计题目某高速公路路面结构计算与路基、路面、排水设计1.2 设计资料1.2.1 设计任务书要求河南省某公路设计等级为高速公路，设计基准年为 2015 年，沥青路面设计年限为 15 年（水泥混凝土路面设计基准期 30 年） ，拟比选采用沥青路面结构或水泥混凝土路面，需进行路面结构设计，同时绘制路基、路面、排水等相关图纸。1.2.2 气象资料该公路处于 5区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年气温平均在 1414.5，一月份气温最低，月平均气温为-101，七月份气温 32左右，历史最

5、高气温为 40.5，历史最低气温为-17，年平均降雨量为 525.4 毫米658.4 毫米，雨水多集中在 69 月份，约占全年降雨量 50%以上。平均初霜日在11 月上旬，终霜日在次年 3 月中下旬，年均无霜日为 220 天266 天。地面最大冻土深度位 50 厘米，夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在 3.0 米/秒左右。1.2.3 地质资料与筑路材料路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航1路线位于山岭重丘区，调查及勘探中发现，该地区属第四系上更新统（Q3al+pl） ，岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲积、倾斜

6、平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，厚度变化大，承载能力低，该层具轻微湿陷性。应注意发生不均匀沉陷的可能。其它未发现有影响工程稳定的不良工程地质现象。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好，可考虑用水泥稳定碎石作基层，路段所处的土基强弱悬殊，其计算回弹模量 E0 有两个代表值分别为 30 MPa 和 60MPa。沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本项目建设，本项目所在地域较缺乏砂砾。1.2.4 交通资料根据工程可行性研究报告得知近期交通组成与交通量如表 1 所示，交通量年增长率如表 2 所示，不同车型的交通量参数见课本。表 1 近期交通组成与交通量车型交通量

7、（辆 /日）车型交通量（辆/日）三菱 FR415 6001280 江淮 HF150 6801100五十铃 NPR595G 600980 东风 SP9135B 600820江淮 HF140A 800970 五十铃 EXR181L 640870东风 M340 7501200 小汽车 700010000表 2 交通量年增长率期限增长率（）期限增长率（）路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航220152020 6.0 20252030 4.520202025 5.51.2.5 设计标准高速公路按照交通量确定车道数量，按照规范确定行车道、路缘带、中

8、间带、硬路肩和土路肩。计算行车速度推荐 100Km/h，全线全封闭全立交。要求根据以上设计资料，首先确定路面的类型，然后至少两个方案进行比选，沥青路面计算确定路面的各层厚度，并验算层底弯拉应力指标，路面材料的设计参数详见教材和相关规范及设计手册。本着因地制宜，就地取材的原则，选择合理的路基横断面型式和边坡坡度，并采取有效地防护措施，确保路基的强度和稳定。本次设计最小填土高度为 1.50m。路基横断面布置，包括一般填方，半填半挖，全挖和陡坡路堤断面，路基的设计参数详见教材和相关规范及设计手册。考虑路基和路面的排水问题，因未提供地形图，所以不进行排水的系统设计，但要设计路基边沟、排水沟和截水沟；路

9、面采用中央分隔带排水和拦水带。1.3 参考书目1.路基路面工程和道路勘测设计教材2.公路工程技术标准JTG B01-20033.公路沥青路面设计规范JTG D50-2006路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航34.公路路基设计规范JTG D30-20045.公路水泥混凝土路面设计规范JTG D4013-20026.公路设计手册及其它相关书籍7.公路排水设计规范JTGT D33-20121.4 提交成果1.设计计算书（手写或打印）2.路面结构方案图3.标准路基横断面设计图4.道路排水设计图1.5 时间安排总时间为 1.5 周，共 10 天

10、；其中包括讲授，计算，上机绘图与答疑辅导等环节，时间分配根据实际情况确定。一般情况安排：1.设计准备及讲授 1 天2.结构计算，方案比较 2 天3.上机绘图 4 天4.设计总结 1 天5.整理计算书和设计文件 1 天6.机动 1 天1.6 设计要求在规定的设计时间内认真、独立的完成课程设计，提交真实的路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航4设计成果，达到预定的学习目的，具体要求请参考设计指导书。2 公路技术等级的确定2.1 确定交通资料根据工程可行性研究报告选定近期交通组成与交通量如表 3 所示，交通量年增长率如表 4 所示。表 3 近期

11、交通组成与交通量编号 车型 交通量（辆/日）1 三菱 FR415 10002 五十铃 NPR595 9003 江淮 HF140A 8504 东风 M340 11005 江淮 HF150 9006 东风 SP9135B 7007 五十铃 EXR181 8508 小汽车 9000表 4 交通量年增长率期限 年增长率 （%） 分段时间（年）2015-2020 6.0 52020-2025 5.5 52025-2030 4.5 52.2 确定公路等级路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航52.2.1 车辆折算系数查公路工程技术标准JTG B01-

12、2003，确定各汽车车型换算成小客车车型的折算系数如表 5。表 5 各车型折算系数编号 车型 车辆折算系数1 三菱 FR415 1.52 五十铃 NPR595 1.53 江淮 HF140A 1.54 东风 KM340 1.55 江淮 HF150 2.06 东风 SP9135B 3.07 五十铃 EXR181 3.08 小汽车 1.02.2.2 交通量计算近期折合成小客车交通量按下式计算：iN71i00.19.358 0.37.2095.1.58 日 ）（ 辆 /21远景设计年平均日交通量按下式计算：101)(nN路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导

13、老师：张天航651515 )40.()0.()60.(21 日 ）（ 辆 /3958由道路勘测与设计 （第二版）的规定，设计速度为 100km/h四车道高速公路适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为3500050000 辆/日，故高速公路全线按四车道高速公路标准设计行车道、路缘带、中间带、硬路肩和土路肩。路基宽度 26.0 米，双向行车双车道 223.75 米，中间分隔带宽 2.0 米，左侧路缘带 0.75 米，右侧硬路肩总宽 3.25 米，土路肩宽 0.75 米。计算行车速度100Km/h，全线全封闭全立交。3 沥青路面设计3.1 新建沥青路面厚度设计理论与步骤我国沥青路面设计方法：采

14、用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论，以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性和刚性材料基层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。设计完成后，路面结构的路表弯沉与各结构层的弯拉应力均应满足设计指标的极限标准。具体设计步骤为：（1）根据设计任务书的要求按设计回弹弯沉和容许弯拉应力两个指标，分别计算设计年限内的标准轴载累计当量轴次，确定交通等级，面层类型，并计算设计弯沉值 和容许弯拉应力 。dl R公路行驶车辆的型号多种多样，而路面设计采用统一的标准轴载表示，各种车型应按规定的法则作当量换算，得到当量的标准轴路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1

15、班 指导老师：张天航7载次数。轴载小于 40KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当量换算。由于不同力学参数的疲劳等效效应不同，我国规范规定，沥青混凝土路面的当量轴载换算 N 按以下三种情况进行。当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时： 4.3512()kiiPNCnA当以半刚性材料层底拉应力为设计指标时： 812()kiinPA当以贫混凝土基层层底拉应力为设计指标时： 1212()kiiNCnA设计年限累计当量标准轴载数 ：e1(1)365terNA路面设计弯沉值 ：dl0.26ecsBl结构层容许弯拉应力 ：RspK沥青面层抗拉强度结构系数 K： 0.29/ecNA无机结合

16、料稳定集料抗拉强度结构系数 K：0.135/ecK路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航8无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数 K：0.145/ecKNA贫混凝土基层抗拉强度结构系数 K：0.52/ec（2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，沿线将路基划分为若干路段，确定各路段的路基回弹模量 。 （该课程设计中所要0E设计的公路所处路段的土基强弱悬殊，其计算回弹模量 有两个代0表值分别为 30MPa 和 60MPa)。（3）参考本地区工程经验，拟定若干个路面结构组合与厚度方案，根据所选用的材料进行配合比设计，测定各结构层材料的抗压回弹

17、模量与抗拉强度，确定各结构层的设计参数 、 。iEpis（4）计算路面结构表面弯沉值 以及结构层层底弯拉应力 ：sl m120scPlFEmp（5）根据设计指标，采用多层弹性层状体系理论设计程序计算路面结构设计层的厚度，即： sdlmR若式 、 不能满足，则可以调整路面结构组合，更换sdlmR强度更高的结构层或更换材料及配合比，重新试验确定各项参数，再由上式做验算，直至满足两式的要求为止。（6）对于季节性冰冻地区，应验算防冻层厚度是否满足要求。路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航9若不能满足，则可增加防冻层厚度，达到规定厚度，以满足防冻

18、要求。（7）进行技术经济比较，选定最佳路面结构方案。3.2 确定标准轴载累计交通量根据工程可行性研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量，如表 3 所示，交通量年增长率如表 4 所示。公路设计等级为高速公路，设计基准年为 2014 年，设计使用年限为 15 年。双向四车道，车道系数取为 0.45,沥青混凝土面层系数为 1.0，半刚性基层系数为 1.0，新建路面为五层，面层三层、基层一层、底基层一层。根据设计资料计算累计轴次，结果如表 6 所示：表 6 标准轴载换算与累计轴载汽车类型 前轴重（KN） 后轴重 后轴 数 后轴轮 组数 后轴距 （m） 日交通量（辆/d）三菱 FR415 30 5

19、1 1 双轮组 0 1000五十铃NPR595 23.5 44 1 双轮组 0 900江淮 HF140A 18.9 41.8 1 双轮组 0 850东风 KM340 24.6 67.8 1 双轮组 0 1100江淮 HF150 45.1 101.5 1 双轮组 0 900东风 SP9135B 20.2 72.3 2 双轮组 3 700五十铃EXR181 60 100 3 双轮组 3 850换算方法 弯沉及沥青层拉应力指标 半刚性层拉应力指标累计交通轴次 1844.776 万次 1485.135 万次设计年限 15车道系数 0.45路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河

20、工程 1 班 指导老师：张天航103.3 初步拟定路面结构类型根据设计任务书中的地质资料与筑路材料相关信息，可知该线路位于路线位于山岭重丘区，当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好，可考虑用水泥稳定碎石作基层；沿线有多个石灰厂，产量大质量好；另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本项目建设，本项目所在地域较缺乏砂砾。考虑到实际工程中常用水泥稳定碎石做底基层，故选定以下方案：方案路面类型上面层 中面层 下面层 基层 底基层土基回弹模量30MPa方案一柔性路面沥青玛蹄脂碎石中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土密级配沥青碎石级配碎石60MPa30MPa方案二半刚性路面沥青玛蹄脂碎石中粒式沥青混凝土粗粒式

21、沥青混凝土水泥稳定碎石石灰粉煤灰土60MPa3.4 路面结构类型计算3.4.1 方案一:柔性路面路面结构：细粒式沥青玛蹄脂碎石+中粒式沥青混凝土+粗粒式沥青混凝土+ 密级配沥青碎石+ 级配碎石。沥青路面设计弯沉值和容许拉应力计算：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 : 4997设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.846994E+07 路面设路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航11计交通等级为重交通等级公路等级：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：1.6 路面设计

22、弯沉值：33.8(0.01mm)层位 结构层材料名称 劈裂强度 （MPa） 容许拉应力 （MPa）1 细粒式沥青玛蹄脂碎石 1.5 0.422 中粒式沥青混凝土 1.0 0.283 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.224 密级配沥青碎石 1 0.285 级配碎石 土基回弹模量代表值 30MPa 时新建路面结构厚度计算：公路等级：高速公路 新建路面的层数：5新建路面的层数：5 标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：33.8(0.01mm) 路面设计层层位：4 设计层最小厚度 : 10 (cm)层位 结构层材料名称 厚度（cm）抗压模量（MPa）（20）抗压模量（MPa）（15）容许应力（MPa）

23、1 细粒式沥青玛蹄 脂碎石 4 1400 1800 0.422 中粒式沥青混凝 土 6 1200 1800 0.28路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航123 粗粒式沥青混凝 土 8 1000 1200 0.224 密级配沥青碎石 ？ 1200 1400 0.285 级配碎石 22 250 250 -6 新建路基 - 30 - -按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 33.8(0.01mm)H( 4 )= 210 mm LS= 35(0.01mm)H( 4 )= 230mm LS= 33.2(0.01mm)H( 4 )= 223mm(仅

24、考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 4 )= 223mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 223mm (第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 223mm (第 3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 223mm (第 4 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 223mm (仅考虑弯沉)H( 4 )= 223mm (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 50 cm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:-路基路面课程设计

25、谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航13细粒式沥青玛蹄脂碎石 40 mm-中粒式沥青混凝土 60 mm-粗粒式沥青混凝土 80 mm-密级配沥青碎石 230 mm-级配碎石 220 mm-新建路基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算：公路等级：高速公路 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（cm）抗压模量（MPa）（20）抗压模量（MPa）（15）计算信息1 沥青玛蹄脂碎石 4 1400 1800 计算应力2 中粒式沥青混凝 土 6 1200 1800 计算应力3 粗粒式沥青混凝 土 8 1000 1200 计算应力4 密级配沥青

26、碎石 23 1200 1400 计算应力5 级配碎石 22 250 250 计算应力6 新建路基 - 30 - -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= 33.2(0.01mm)第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 37.6 (0.01mm)路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航14第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 45.5 (0.01mm)第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 58.9 (0.01mm)第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 201 (0.01mm)路基

27、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)。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 ( 1 )=-0.239 (MPa)第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.044 (MPa)第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=0.019 (MPa)第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )=0.191 (MPa) 土基回弹模量代表值 60MPa 时新建路面结构厚度计算：公路等级：高速公路 新建路面的层数：5 标准轴载：BZZ-

28、100 路面设计弯沉值：33.8(0.01mm)路面设计层层位：4 设计层最小厚度：10(cm)层位 结构层材料名 称 厚度（cm）抗压模量（MPa）（20 ）抗压模量（MPa）（15 ）容许应力（MPa）1 沥青玛蹄脂碎 石 4 1400 1800 0.422 中粒式沥青混 凝土 6 1200 1800 0.283 粗粒式沥青混 凝土 8 1000 1200 0.22路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航154 粗粒式沥青碎 石 ？ 1200 1400 0.285 级配碎石 22 250 250 6 新建路基 60 按设计弯沉值计算设计

29、层厚度 :LD= 33.8 (0.01mm)H( 4 )= 120mm LS= 33.9 (0.01mm)H( 4 )= 140 mm LS= 31.9 (0.01mm)H( 4 )= 121 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 4 )= 153mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 153 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 153mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 121 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 121 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 50 cm验算结果表

30、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: -细粒式沥青玛蹄脂碎石 40 mm路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航16-中粒式沥青混凝土 60 mm-粗粒式沥青混凝土 80 mm-密级配沥青碎石 200 mm-级配碎石 200 mm-竣工验收弯沉值和层底拉应力计算：公路等级 : 高速公路 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（cm）抗压模量（MPa）（20）抗压模量（MPa）（15）计算信息1 细粒式沥青玛蹄 脂碎石 4 1

31、400 1800 计算应力2 中粒式沥青混凝 土 6 1200 1800 计算应力3 粗粒式沥青混凝 土 8 1000 1200 计算应力4 密级配沥青碎石 20 1200 1400 计算应力5 级配碎石 25 250 250 计算应力6 新建路基 60 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 26.2(0.01mm)第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 29.5(0.01mm)第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 35.5(0.01mm)第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 46.2(0.01mm)路基路面课程设计 谢人杰 201

32、30460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航17第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 117.7 (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 ( 1 )=-0.22 (MPa)第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.27 (MPa)第 3 层底面最大拉应力 ( 4 )= -0.01(MPa)第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )=

33、0.179(MPa)3.4.2 方案二：半刚性路面半刚性路面：沥青玛蹄脂碎石+中粒式沥青混凝土+粗粒式沥青混凝土+水泥稳定碎石+石灰粉煤灰土。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= 2835 ,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： 4997 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.846994E+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 : 4022 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.486614E+07 属重路基路面课程设计 谢人杰 2013046

34、0128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航18交通等级。路面设计交通等级为重交通等级。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 : 21.1 (0.01mm)路面材料选择及设计弯沉值和容许拉应力计算：层位 结构层材料名称 劈裂强(MPa) 容许拉应力(MPa)1 沥青玛蹄脂碎石 1.50 0.422 中粒式沥青混凝土 1.00 0.283 粗粒式沥青混凝土 0.80 0.224 水泥稳定碎石 0.50 0.235 石灰粉煤灰土 0.20 0.07 土基回弹模量代表值 30MPa 时：新建路面结构厚度计算：公路等级：高速公路 新建路

35、面的层数：5 标准轴载：BZZ-100 路面设计弯沉值：21.1(0.01mm)路面设计层层位：4 设计层最小厚度：20 (cm)层位 结构层材料名称 厚度(mm) 抗压模量(MPa)(20) 抗压模量(MPa)(15) 容许应力(MPa)路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航191 沥青玛蹄脂碎石 40 1400 1800 0.422 中粒式沥青混凝土 60 1200 1800 0.283 粗粒式沥青混凝土 80 1000 1200 0.224 水泥稳定碎石 1500 1500 0.235 石灰粉煤灰土 200 800 800 0.07

36、6 土 基 60 按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 21.1 (0.01mm)H( 4 )= 300 mm LS= 22.9 (0.01mm)H( 4 )= 350 mm LS= 20.6 (0.01mm)H( 4 )=339 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 :H( 4 )= 339 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 339 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )=339 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )=339 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)H（4）=339mm （5） =0.079MPaH（4）=389mm

37、 （5） =0.069MPaH( 4 )=339mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 339 mm(仅考虑弯沉)路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航20H( 4 )= 384 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:-细粒式沥青玛蹄脂碎石 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 340 mm-

38、石灰粉煤灰土 340 mm-新建路基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算：公路等级：高速公路 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(cm)抗压模量(MPa)(20)抗压模量(MPa)(15) 计算信息1 细粒式沥青玛蹄脂碎 石 4 1400 1800 计算应力2 中粒式沥青混凝土 6 1200 1800 计算应力3 粗粒式沥青混凝土 8 1000 1200 计算应力4 水泥稳定碎石 34 1500 1500 计算应力路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航215 石灰粉煤灰土 34 800 800 计算应力6 土

39、 基 60 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= 17.1 (0.01mm)第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 18.3 (0.01mm)第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 20 (0.01mm)第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 22.7 (0.01mm)第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 69.3 (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)计算新建路面各结构层

40、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 ( 1 )=-0.163 (MPa)第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.015(MPa)第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-0.033 (MPa)第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.055 (MPa)第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= 0.059(MPa) 当 E=60MPa 时路面材料选择及设计弯沉值和容许拉应力计算：路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航22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层位 结构层材料

41、名称 劈裂强(MPa) 容许拉应力(MPa)1 沥青玛蹄脂碎石 1.50 0.422 中粒式沥青混凝土 1.00 0.283 粗粒式沥青混凝土 0.80 0.224 水泥稳定碎石 0.50 0.235 石灰粉煤灰土 0.20 0.07新建路面结构厚度计算：公路等级：高速公路 新建路面的层数：5 标准轴载：BZZ-100 路面设计弯沉值：21.1(0.01mm)路面设计层层位：4 设计层最小厚度：20 (cm)层位 结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20 )抗压模量(MPa)(15)容许应力(MPa)1 沥青玛蹄脂碎石 40 1400 1800 0.422 中粒式沥青混凝土 60 1

42、200 1800 0.283 粗粒式沥青混凝土 80 1000 1200 0.224 水泥稳定碎石 ？ 1500 1500 0.235 石灰粉煤灰土 250 800 800 0.076 土 基 60 按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 21.1 (0.01mm)路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航23H( 4 )= 250 mm LS= 23.3 (0.01mm)H( 4 )=300 mm LS= 21(0.01mm)H( 4 )= 297 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 :H( 4 )= 297 mm(第 1 层底面拉

43、应力计算满足要求)H( 4 )= 297 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 297 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 297mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 297 mm (5)=0.79MPaH( 4 )= 247 mm (5)=0.69MPaH( 4 )= 344 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 297 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 244 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

44、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:-细粒式沥青玛蹄脂碎石 40 mm-中粒式沥青混凝土 60 mm路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航24-粗粒式沥青混凝土 80 mm-水泥稳定碎石 300mm-石灰粉煤灰土 300mm-新建路基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算：公 路 等 级 : 高速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(cm)抗压模量(MPa)(20)抗压模量(MPa)(15) 计算信息1 沥青玛蹄脂碎石 4 1400 1800 计算应力2 中粒式沥青混凝土 6 1200 1800 计算应力3 粗粒式沥青混凝土 8 1000 1200 计算应力4 水泥稳定碎石 30 1500 1500 计算应力5 石灰粉煤灰土 30 800 800 计算应力6 土 基 60 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=19.4 (0.01mm)路基路面课程设计 谢人杰 20130460128 道路桥梁与渡河工程 1 班 指导老师：张天航25第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 21 (0.01mm)第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 23.4(0.01mm)第 4 层