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沥青混凝土路面设计示例
一、沥青混凝土路面设计公路等级高速公路路面等级高级路面设计年限15年年平均增长率
6.00%车道特征四车道车道系数
0.45表1竣工后第一年的交通量(往返四个车道)
1.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Nc1c2nii1kpi
4.35
(1)p式中N—标准轴载当量轴次次/日ni—被换算车辆的各级轴载作用次数次/日P—标准轴载kNpi—被换算车辆的各级轴载kNk—被换算车辆的类型数c1—轴载系数,c
111.2m1,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c2—轮组系数,单轮组为
6.4双轮组为1,四轮组为
0.38有表2轴载换算结果弯沉(计算时加行)注轴载小于25kN的轴载作用忽略不计;累计当量轴次计算根据设计规范,高速公路沥青路面的设计年限为15年,γ=
7.9%,车道系数
0.45,累计当量轴次t(1γ)1365NeNηγ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pNc1c2nii
(2)pi1k8式中c1—轴数系数,c112m1m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c2—轮组系数,单轮组为
18.5,双轮组为1,四轮组为
0.09有表3轴载换算结果(半刚性基层层底拉应力)注轴载小于50kN的轴载作用不计累计当量轴次计算,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%,则累计当量轴次t(1γ)1365#39;NeNηγ#39;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~
1.7mH2=
1.1~
1.2m查表得c1=
1.1,c2=
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Ld600Ne
0.2AcAsAb
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Ld600Ne
0.2AcAsAb
60055499420.
21.
01.
01.
026.
870.01mm
2.各层材料的容许层底拉应力R对于沥青面层spKs(
7.4)
0.0N9e
0.22Ks(
7.5)Ac对无极结合料稳定集料类
0.35Ne
0.11(
7.6)KsAc对无极结合料稳定细粒土类
0.45Ne
0.11(
7.7)KsAc1)细粒式密级配沥青混凝土
0.09Ne
0.
220.
0955499420.
221.
40.5109MPaKs
2.74RSPKS
2.74Ac
1.02)中粒式密级配沥青混凝土
0.09Ne
0.
220.
0955499420.
221.
00.3650MPaKs
2.74RSPKS
2.74Ac
1.03)粗粒式密级配沥青混凝土
0.09Ne
0.
220.
0955499420.
220.
80.3213MPaKs
2.49RSPKS
2.49Ac
1.14)水泥稳定碎石
0.
110.35Ne
0.
40.214MPa5Ks
0.
3540271330.
111.865RSPKS
1.865Ac5)石灰土
0.
110.45Ne
0.
230.
0.9MPa59Ks
0.
4540271330.
112.398RSPKS
2.398Ac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Hcm抗压模量(MPa)20oC15oC容许拉应力(MPa)确定石灰土层厚度(换算成三层体系)(20oC抗压模量)3Ls
0.38E
00.
3626.
870.
3835100.36F
1.
631.
630.4432000δP
200010.6510100LLdE
10.
0268714005.6952PF
20.
710.
650.443取h=h1=4cmE1=1400MPaHH2hK2k3n1EK得E2=1200MPaE24h
0.
3810.65E
120020.86E140014h
0.
3810.65E
0350.03E21200∴查图得α=
6.22∴查图得K1=
1.44K2LαK
15.
6950.
6366.
221.44H∴查附录B图B1得
4.85∴H
4.
8510.
654.
8551.69cm根据HH2hK2k3n1EKE
251.695620h5∴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hh14cmHhkk2n
156203027.49cmh4E0E
21400350.
7700.
0190.380E1800E
180010.65,1,2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ihhk
1459.107cm
3035.043cmH620E0E2140035h
9.
1070.
7700.
0250.855E1800E1400δ
10.65,1,2查附录B图B1得为压应力,不需验算粗粒式密级配沥青混凝土层底ihhk
145615.697cm
31.535cmH2030E0E2130035h
15.
6970.
9300.
0271.474E1300E1400δ
10.65,1,2查附录B图B1得为压应力,不需验算水泥稳定碎石层层底xhhi
14562035.991cmH30cmE2550h
35.
9910.
4203.379E1300δ
10.65,1E035H
300.
0642.820E2550,δ
10.65∴查附录B图B2得
0.14m
11.30m
21.20pm1m
20.
70.
141.
301.
200.153MPa<
0.2145MPa石灰土底层弯拉应力n2i1hh
456203074.63cmH30cmE2550h
74.
630.
4207.008E1300δ
10.651E035H
300.
0642.820E2550δ
10.65∴查附录B图B3得
0.43n
11.09n
20.14pn1n
20.
70.
431.
090.
140.0459MPa<
0.0959MPa满足要求,此时石灰土以上四层层底弯拉应力均能满足设计要求
7.4抗冻深度验算由于该路段处于非冻胀区及路基为干燥类型,不需进行抗冻深度验算
7.5柔性路面设计汇总表6最终设计资料汇总表(示例)材料名称细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土??路基H(cm)456回弹模量20℃抗压模量(MPa)140012001000劈裂强度(MPa)
1.
41.
00.8现路面总厚度为4+5+6+20+30=65cm。