1、1新建沥青路面结构设计1.基本资料（1）设计任务书要求甲乙两地新建一条四车道一级公路，路基宽 16 米，设计年限 15 年，采用沥青路面结构，路面最小防冻厚度 65cm，需进行路面结构设计。（2）地质资料与筑路资料地处7 区，粉质土，稠度 1.0。（3）交通资料交通量平均增长率 8%，预测竣工后第一年交通组成如表 1 所示。预测交通组成表(表 1)车型 交通量（辆/日） 车型 交通量（辆/日）三菱 T653B 200 沈飞 SF662 100黄河 JN163 100 湘江 HQP40 100江淮 HF150 100 解放 SP9200 1002.初拟路面结构组合初拟采用半刚性基层沥青路面，根据
2、交通状况，结构层最小施工厚度，结合书中表146、表 147 等综合考虑，初拟各结构层厚度如下：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 8cm水泥稳定碎石土 25cm石灰土 ？ 以石灰土为设计层。22.标准轴载累计交通量 eN路面设计以双轮组单载轴 100kN 为标准轴载(1)用于弯沉验算和沥青层弯拉应力验算的累计当量轴载 轴载换算式中：N标准轴载的当量轴次（次日） ；ni被换算车辆的各级轴载作用次数（次日） ；P标准轴载（ kN） ；Pi被换算车辆的各级轴载（kN） ；C1轴数系数，当轴间距大于 3m 时，按单独的一个轴载计算，当轴间距小于 3m 时，按双轴或多轴计算
3、,轴数系数 C11+1.2(m 1)，m 为轴数。C2轮组系数，单轮组为 6.4，双轮组为 1，四轮组为 0.38；K被换算车辆的类型数。计算结果见表 2轴载换算结果表 (弯沉）表2车型 Pi C1 C2 ni N前轴 29.3 6.4 1 200 6.1388 三菱 T653B后轴 48.0 1 1 200 8.2116 黄河 JN163 前轴 58.6 6.4 1 100 62.5943 35.421)(PnCNiKi3后轴 114.0 1 1 100 176.8219 前轴 45.1 6.4 1 100 20.0377 江淮 HF150后轴 101.5 1 1 100 106.6909
4、前轴 38.0 6.4 1 100 9.5113 沈飞 SF662后轴 72.8 1 1 100 25.1346 湘江 HQP40 后轴 73.2 1 3.4 100 87.5190 前轴 31.3 6.4 1 100 4.0907 解放SP9200 后轴 78.0 1 2.2 100 74.6508 注：轴载小于25kN 的轴载作用不计 581.4015 累计当量轴次根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取 15 年，四车道的横向分布系数为0.40.5。取 =0.45。（2）用于半刚性路层弯拉应力验算的累计当量轴载 轴载换算式中：C1轴数系数，当轴间距小于 3m 的双轴或多轴，轴数系数C2
5、轮组系数，单轮组为 18.5，双轮组为 1，四轮组为 0.09。计算结果见表 3821)(PnCNiKi轴 次450.3298.45.06Nret4轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）表3车型 Pi C1 C2 ni N前轴 58.6 18.5 1 100 25.7248 黄河 JN163后轴 114.0 1 1 100 285.2586 江淮 HF150 后轴 101.5 1 1 100 112.6493 沈飞 SF662 后轴 72.8 1 1 100 7.8895 湘江 HQP40 后轴 73.2 1 3 100 24.7292 解放SP9200 后轴 78.0 1 5 100 68.
6、5057 注：轴载小于50kN 的作用不计 524.7572 累计当量轴次设计年限取 15 年，车道横向分布系数 =0.45。4.计算设计弯沉值 和结构强度系数 Kld（1）设计弯沉值公路等级系数取 1.0（一级公路） ，面层类型系数取 1.0（沥青混凝土面层） ，基层类型系数取 1.0（半刚性基层、底基层总厚度大于 20cm）设计弯沉值为：mANlbsced9.2311.0.)0.5(62.42.轴 次450.238.4.0726Nret5（2）结构强度系数 K沥青混凝土面层： 32.01/)3.259(0.2.4S无机结合料稳定集料层： 76.无机结合料稳定细粒土层： ./).4(. 1.
7、04SK5.确定设计参数 spE,10查书中表 1411 确定路基回弹模量 MPa.0以设计弯沉值计算路面厚度时，各层材料均采用 20C 抗压回弹模量；验算层底拉应力时，沥青混合料采用 15C 抗压回弹模量、15C 劈裂强度。见表 4路面结构层设计参数（表 4）层位 材料名称 h(cm) 20模量 15模量 15劈裂强度细粒式沥青混凝土 4 1400 2000 1.4中粒式沥青混凝土 5 1200 1800 1.0面层粗粒式沥青混凝土 8 1000 1200 0.8基层 水泥碎石 25 1500 0.5下基层 石灰土 ？ 550 0.225土基 406.各层材料的容许层底拉应力 规范规定，以设
8、计弯沉值作为路面整体刚度指标，进行路面厚度设计。并进行机构层底拉应力验算。各层材料的容许层底拉应力 SspRK细粒式沥青混凝土： MPas603.2416中粒式沥青混凝土： MPaKSspR431.02粗粒式沥青混凝土： s5.8粗粒式沥青碎石： SspR936石灰土： PaKs10.25水泥稳定碎石土： MSspR8476.7.计算结构厚度（1）三层体系换算由于路面厚度计算是以弯沉作为控制指标，故按弯沉等效原理进行换算，见表 5土层换算表（表 5）路面结构层 n=6 换算三层体系 换算公式细粒式沥青混凝土 h1E1中粒式沥青混凝土 h2E2粗粒式沥青混凝土 h3E3水泥碎石 h4E4石灰土
9、h5E5土基 0Eh=h1 1EH 20h=h1Einih2.413（2）综合修正系数 F36.038.026.1PEls7式中：P标准车轴载轮胎接地压力（MPa）P=0.7MPa当量圆半径（cm）cm65.10路表弯沉（0.01mm）ls ls29386.07436.38.0F（3）理论弯沉系数 1.5.1.0291PEldsl （4）求 H由 ， ，查三层体系表面弯沉系数诺谟图，得：86.012E37.54h又由 ， ，查三层体系表面弯沉系数诺谟图，得：.20 .3.1K则： 58.04.6112 l查三层体系表面弯沉系数诺谟图：H/ =5.2 则：cmH5（5）石灰土层厚度 h5cmEh
10、5.2125.44.23.28取 cmh25总厚度 H=4+5+8+25+25=67cm65cm(最小防冻深度 )8.层底拉应力验算将六层路面结构换算为三层体系。按弯拉应力等效原理进行换算。验算层 路面结构层（n=6） 换算三层体系 计算公式上层底面（第 i 层in-1）细粒式沥青混凝土 h1E1中粒式沥青混凝土 h2E2粗粒式沥青混凝土 h3E3水泥碎石 h4E4石灰土 h5E5土基 E0h EiH Ei+1E014jijiEh21.901njijij中层底面（第 i 层i=n-1）细粒式沥青混凝土 h1E1中粒式沥青混凝土 h2E2粗粒式沥青混凝土 h3E3水泥碎石 h4E4石灰土 h5E
11、5土基 E0h En-2H En-1E031242niiEh（1）细粒式沥青混凝土由 h=h1=4cm cmH.23180521802518045.9.9.9 9，9.0218E375.64h8.10H22E查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图， 为负值，结构层受压。同理：中粒式沥青混凝土层、粗粒式沥青混凝土层均受压。（2）水泥碎石由 H=25cm cm.42510851024H44 37.12E96h5.07342查三层体系上层底面拉应力系数诺谟图，得到：， ，14.05.m87.故：10MPaamp R284.0123.08745.107.21 （3）石灰土由 h=42.4cm，H=25cm .12E9836504h.H720查三层体系中层底面拉应力系数诺谟图，得到：， ，3.081n3.2故： MPapR10121 上述计算结果满足设计要求。
