1、目 录1 基本资料11.1 个人资料 11.2 自然地理条件 11.3 土基回弹模量的确定 11.4 交通量验算 .12 轴载计算22.1 代表轴载 .22.2 轴载换算 .22.1.1 以弯沉值和沥青层的层底拉力为设计标准 .22.1.2 以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标 .32.1.3 累计交通轴次综合表 .33 初拟路面结构44 路面材料配合比设计和设计参数的确定44.1 材料的确定 .44.2 路面材料抗压回弹模量的确定 .44.2.1 沥青材料抗压回弹模量的确定 .44.2.2 半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定 .44.3 材料劈裂强度的测定 .55 验算拟定方案 55.1
2、 计算各方案弯沉值 .55.2 设计方案验算 .65.2.1 验算方案一 .65.2.2 验算方案二 .85.2.3 验算方案三 .96 方案对比 101. 基本信息和初试条件1.1 个人信息姓名：王飞学号：0720140023（高速公路）班级：07 交通一班地区：河北省涿州市1.2 自然地理条件新建高速公路处于 区，为双向四车道（车道系数 0.40） ，拟定采用沥青路4面结构进行施工图设计，沿线为中液黏性土，稠度 1.05，属于中湿状态，年降雨量 750mm，最高温度 40 最低温度-25 ，多年最大冻深 160cm。C1.3 土基回弹模量的确定设计路段路基处于中湿状态，为中液黏性土，运用查
3、表法确定土基回弹模量，设计值为 39Mpa。1.4 交通量验算预计交通量增长率前五年为 9%，之后五年 7%，最后五年 6%，沥青路面累计标准轴次按 15 年计。表 1-1车型分类 代表车型 数量（辆/d ）小客车 三湘 CK6560 300中客车 亚洲 ZQ6600 200大客车 黄海 DD6111CS 430轻型货车 金杯 SY132 250中型货车 切贝尔 D420 680重型货车 黄河 JN162A 850铰接挂车 东风 SP9250 330对交通量进行折算验算：将设计路段拟定交通量折算为小客车与高速公路分级要求比较，根据道路勘测设计公路分级要求，四车道高速公路折合成小客车平均日交通量
4、为 2500055000 辆，具体折算验算见表 1-2表 1-2车型分类 折算前数量（辆/d） 折算后数量（辆/d）小客车 2100 2100中客车 200 300大客车 430 645轻型货车 250 375中型货车 680 1360重型货车 850 2550铰接挂车 330 990根据下公式计算设计交通量1nADT式中： 设计交通量（pcu/d）ADT起始年日交通量（pcu/d） 年平均增长率（%） 预测年限（年）n通过计算后交通量为 31957 辆/天，符合高速公路分级标准，所拟定的交通量达到高速公路使用标准。2 轴载计算2.1 代表轴载见 2-1 表表 2-1汽车车型 前轴重（kN）
5、后轴重（kN） 后轴数 后轴轮组数 后轴距（m） 交通量（辆/d） 亚洲 ZQ6600 15.50 27.50 1 2 0 200黄海 DD6111CS 51.80 96.40 1 2 0 430金杯 SY132 12.80 27.60 1 2 0 250切贝尔 D420 28.20 54.80 1 2 0 680黄河 JN162A 62.28 116.22 1 2 0 850东风 SP9250 50.70 113.30 3 2 4 3302.2 轴载换算轴载换算以弯沉值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的层底拉力为设计标准2.2.1 以弯沉值和沥青层的层底拉力为设计标准35.421PnCiiKi
6、N式中： 标准轴载的当量轴次（次/日）各种被换算车辆的作用次（次/日）ni标准轴载（kN）P各种被换算车型的轴载（kN）i轴数系数C1论组系数，双轮组为 1，单轮组为 6.4，四轮组为 0.382当轴间距大于 3m 时，按单独的一个轴计算，此时轴系数为 1，当轴间距小于 3m 时，双轴或多轴按 C +1.2（m-1）计算，m 为轴数。1带入数据计算累计交通轴次为 1.8310 次72.2.2 以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标821 PniiKiN式中： 轴数系数C1轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组 18.5，四轮组 0.092对于轴间距小于 3m 的双轴或多轴的轴数系数按 计算，m)
7、1(1C为轴数带入数据计算累计交通轴次为 2.4310 次72.2.3 综合表见表 2-2换算方法 弯沉值和沥青层的层底拉力 半刚性材料的层底拉力累计交通轴次 1.831072.43107有表 2-2 可知，为重交通等级。3 初拟路面结构结合已有工程经验与经典构造，拟定了三个结构方案，根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能因素，初步确定路面结构组合与各厚度如下：方案一：3cm 细粒式沥青混凝土+4cm 中粒式沥青混凝土+6cm 粗粒式沥青混凝土+37cm 水泥稳定碎石基层+？cm 水泥石灰沙砾土层，以水泥石灰沙砾土为设计层。方案二：3cm 细粒式沥青混凝土+4cm 中粒
8、式沥青混凝土+6cm 中粒式沥青碎石+20 粗粒式沥青碎石+？cm 级配碎石，以级配碎石为设计层。方案三 4cm 中粒式沥青混凝土+6cm 粗粒式沥青混凝土+6cm 粗粒式沥青碎石+20cm 水泥粉煤灰碎石+？cm 水泥稳定碎石。4 路面材料配合比设计和设计参数的确定4.1 材料的确定刚性材料、柔性材料取自沿线料场集合料沥青选自 A 级 90 号，技术指标符合公路沥青路面施工技术规范 （JTG F402004）相关规定。4.2 路面材料抗压回弹模量的确定4.2.1 沥青材料抗压回弹模量的确定根据路基路面表 14-15 等拟定 20和 15的抗压回弹模量，见表 4-1沥青材料抗压回弹模量测定与参
9、数取值 表 4-120抗压回弹模量（Mpa） 15抗压回弹模量（Mpa）方差 2Ep方差 2Epp材料名称 Epap 代P细粒式沥青混凝土 1987 199 1578 2665 339 1988 3362中粒式沥青混凝土 1420 102 1207 2171 186 1784 2541粗粒式沥青混凝土 972 54 861 1315 59 1187 1429密集配沥青碎石 1245 115 1013 1712 155 1400 20104.2.2 半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定根据路基路面表 14-16 和相关计算拟定材料抗压回弹模量，见表 4-2半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数
10、取值 表 4-2抗压模量（Mpa）方差 2Ep2p材料名称 Ep代水泥稳定碎石 3180 780 1620 4750水泥石灰沙砾土 1590 250 1090 2090水泥稳定沙砾 2615 233 2145 3085级配碎石 400级配沙砾 2504.3 材料劈裂强度的测定根据路基路面表 14-15 和表 14-16 确定材料劈裂强度，见表 4-3路面材料劈裂强度 表 4-3材料名称 细粒式沥青混凝土 细粒式沥青混凝土 细粒式沥青混凝土 水泥稳定 碎石 水泥稳定 沙砾 水泥石灰 沙砾土劈裂强度 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.45 验算拟定方案5.1 计算各方案的弯沉值路面的弯沉
11、值 由下式求出ldANBSCed2.06式中： 设计弯沉值（mm）ld设计年限内一个车道累计当量标准轴载通过次数Ne公路等级系数，高速公路、一级公路取 1.0，二级公路为AC1.1，三四级公路为 1.2面层类型系数，沥青混凝土面层为 1.0，热拌沥青碎石、冷拌S沥青碎石、上拌下贯或灌入式路面、理清处治为 1.1路面结构系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为 1.0，柔性B基层沥青路面为 1.6，若基层由柔性材料和半刚性材料组合而成，则位于两者之间，通过线性内插决定。计算各方案弯沉值：方案一：为半刚性基层，路面系数取 1.0，通过计算得 21.2mm方案二：为柔性基层，路面系数取 1.6，通过计算
12、得到 33.9mm方案三：为半刚性和柔性材料组合基层，路面系数取 1.35，通过计算28.6mm归总见表 5-1各方案弯沉值 表 5-1方案 方案一 方案二 方案三ld21.2mm 33.9mm 28.6mm5.2 设计方案验算5.2.1 验算方案一结构厚度计算结果20抗压模量（Mpa）15抗压模量（Mpa）序号结构层材料名称 均值 标准差 均值 标准差劈裂强度（Mpa）厚度（cm）容许拉应力（Mpa）1 细粒式沥青混凝土 1987 199 2665 339 1.2 3 0.342 中粒式沥青混凝土 1420 102 2171 186 1.0 4 0.283 粗粒式沥青混凝土 972 54 1
13、315 59 0.8 6 0.24 水泥稳定碎石 3180 780 3180 780 0.6 37 0.265 水泥石灰沙砾土 1590 250 1590 250 0.4 15 0.146 土基 39 0 - - - - -按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 21.2 (0.01mm)H( 5 )= 15 cm LS= 15.2 (0.01mm)H( 5 )= 15 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 5 )= 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足
14、要求)H( 5 )= 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度 :H( 5 )= 15 cm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 15 cm(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, 最后得到路面结构设计结果如下:-细粒式沥青混凝土 3 cm-中粒式沥青混凝土 4 cm-粗粒式沥青混凝土 6 cm-水泥稳定碎石 37 cm-水泥石灰砂砾土 15 cm-土基5.2.2 验算方案二结构厚度计算结果20抗压模量（Mpa）15抗压模量（
15、Mpa）序号结构层材料名称 均值 标准差 均值 标准差劈裂强度（Mpa）厚度（cm）容许拉应力（Mpa）1 细粒式沥青混凝土 1987 199 2665 339 1.2 3 0.342 中粒式沥青混凝土 1420 102 2171 186 1.0 4 0.283 中粒式沥青碎石 900 - 1200 - - 6 -4 粗粒式沥青碎石 1400 - 1500 - - 20 -5 级配碎石 400 - 400 - - 19 -6 土基 39 0 - - - - -按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 33.9 (0.01mm)H( 5 )= 15 cm LS= 35.9 (0.01mm)H( 5
16、)= 20 cm LS= 32.9 (0.01mm)H( 5 )= 18.3 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 5 )= 18.3 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 18.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度 :H( 5 )= 18.3 cm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 18.3 cm(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, 最后得到路面结构设计结果如下:-细粒式沥青混凝土 3 cm-中粒式沥青混凝土 4 cm-中粒式沥青碎石 6 cm
17、-粗粒式沥青碎石 20 cm-级配碎石 19 cm-土基5.2.3 验算方案三结构厚度计算结果20抗压模量（Mpa）15抗压模量（Mpa）序号结构层材料名称 均值 标准差 均值 标准差劈裂强度（Mpa）厚度（cm）容许拉应力（Mpa）1 中粒式沥青混凝土 1420 102 2171 186 1.0 3 0.282 粗粒式沥青混凝土 972 54 1315 59 0.8 4 0.203 级配碎石 400 0 - - - 6 -4 水泥粉煤灰碎石 1500 120 1500 120 0.5 20 0.225 水泥稳定碎石 3180 780 3180 780 0.6 25 0.266 土基 39 0
18、 - - - - -按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 28.6 (0.01mm)H( 5 )= 15 cm LS= 27.8 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 5 )=Hmin 时 LS=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 5 )= 15 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 5 )= 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)H( 5 )= 20 cm ( 5 )= .289 MPaH( 5 )= 25 cm ( 5 )= .243 MPaH
19、( 5 )= 23.1 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度 :H( 5 )= 15 cm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 23.1 cm(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, 最后得到路面结构设计结果如下:-中粒式沥青混凝土 3 cm-粗粒式沥青混凝土 4 cm-级配碎石 6 cm-水泥粉煤灰碎石 20 cm-水泥稳定碎石 24 cm-土基6 方案比对从经济方面考虑，可选取厚度最小的方案二，但是方案二弯沉值（33.9mm）最大，刚度较小，影响使用寿命，而且沥青层厚，经济投入更大；通
20、过比较方案一和方案三，两方案沥青层厚度相同，虽然方案一比方案三厚度大，但是弯沉值小，从长远应用方面考虑，方案一最合适。致谢首先，感谢徐平老师的教学工作，在大三土木认识实习时，徐老师曾经带过我路面实习，在这个学期，我又跟从徐平老师学习了路基路面工程 ，徐老师工作勤恳踏实，他讲课认真严谨，不放过任何一个错误，对待同学耐心仔细，从徐老师的授课中，我学到了很多专业课知识，比如在路基路面工程的学习中，我学习到了公路的路基设计要求，挡土墙的设计，公路面层类型的组成和材料要求等等，通过学习这些知识使我可以完成这次课程设计，对毕业后工作的帮助也将是巨大的。另外，在跟徐老师的学习中，除了专业课外，我还学到了认真
21、严谨的做事态度，这些都是可以一生受用的财富。在这次课程设计当中,徐平老师对我的帮助和指导是极大的，在他的演示下我解决了一些难题，了解了设计的过程和软件的应用，虽然我的设计当中还存在着一些弊端,但我相信,在徐老师的帮助和自己的努力下我会不断的进步。最后再次感谢徐老师的教导和帮助，同时也感谢在这次课程设计中互相探讨，互相帮助的同学们。主要参考资料1 邓学钧， 路基路面工程 ，人民交通出版社，2005；2 严家伋， 道路建筑材料 ，人民交通出版社，2003；3 交通部行业标准， 沥青路面设计规范JTGD50-2004，人民交通出版社，1997；4 交通部行业标准， 公路工程技术标准JTG B01-2003，人民交通出版社，2004；5 交通部行业标准， 公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004，人民交通出版社，2005；6交通部行业标准， 公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002，人民交通出版社，2003；7交通部行业标准， 公路路基设计规范JTG D30-2004，人民交通出版社，2005；8交通部第二公路勘察设计院主编路基（第二版） 北京：人民交通出版社，1996。
