1、沥青设计书沥青路面设计计算一、设计资料：新建永州至蓝山高速位于自然区划2区，沿线石料丰富，河流采砂方便，有石灰水泥供给，路基为中湿状态粉质土，稠度为1,最大冻深130cm，双向四车道，交通量年平均增长率为8.0%二、设计方案方案1：中湿状态密级配沥青碎石1、 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号 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 1 小客车 11.5 29 1 双轮组 1600 2 中客车 25.55 51.1 1 双轮组 500 3 大客车 28.7 68.2 1 双轮组 400 4 小货车 13.55 27.2 1 双轮组 1000 5
2、中货车 28.7 68.2 1 双轮组 600 6 中货车 23.7 69.2 2 双轮组 3 400 7 大货车 49 101.6 2 双轮组 3 400 8 特大车 50.2 104.3 2 双轮组 3 120 设计年限 15 车道系数 .4 交通量平均年增长率 8 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= 1088 ,属中等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 : 2837 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.124646E+07 属中等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
3、轴次 : 3181 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.261015E+07 属重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 : 23.3 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式密级配沥青混凝土 1.4 .44 2 中粒式沥青混凝土 1 .31 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .25 4 密级配沥青碎石 .8 .25 5 石灰土稳定碎石 .35 .17 6 天然砂砾 2、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 6 标 准 轴 载 : BZZ-
4、100 路面设计弯沉值 : 23.3 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式密级配沥青混凝土 25 1400 2000 0 .44 2 中粒式沥青混凝土 70 1200 1800 0 .31 3 粗粒式沥青混凝土 120 1000 1200 0 .25 4 密级配沥青碎石 150 1200 1400 0 .25 5 石灰土稳定碎石 ? 900 2000 0 .17 6 天然砂砾 150 180
5、180 0 7 新建路基 42.5 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 23.3 (0.01mm) H( 5 )= 150 mm LS= 1.9 (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 )= 150 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 5
6、)= 150 mm ( 5 )= .193 MPa H( 5 )= 200 mm ( 5 )= .165 MPa H( 5 )= 192 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 192 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 450 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: - 细粒式密级配沥青混凝土 25 mm - 中粒式沥青混凝土 70 mm - 粗粒式沥青混凝土 120 mm -
7、密级配沥青碎石 150 mm - 石灰土稳定碎石 200 mm - 天然砂砾 150 mm - 新建路基方案二：中湿状态开级配水泥碎石1、 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号 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 1 小客车 11.5 29 1 双轮组 1600 2 中客车 25.55 51.1 1 双轮组 500 3 大客车 28.7 68.2 1 双轮组 400 4 小货车 13.55 27.2 1 双轮组 1000 5 中货车 28.7 68.2 1 双轮组 600 6 中货车 23.7 69.2 2 双轮组 3 400 7 大货车 49
8、 101.6 2 双轮组 3 400 8 特大车 50.2 104.3 2 双轮组 3 120 设计年限 15 车道系数 .4 交通量平均年增长率 8 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= 1088 ,属中等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 : 2837 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.124646E+07 属中等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 : 3181 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.261015E+07 属重交通等级路面设计交通等级为重交
9、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 : 23.3 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式开级配沥青混凝土 .8 .25 2 中粒式沥青混凝土 1 .31 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .25 4 开级配水泥稳定碎石 .5 .24 5 石灰土稳定碎石 .35 .17 6 天然砂砾2、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 6 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 23.3 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位
10、 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式开级配沥青混凝土 25 900 1200 0 .25 2 中粒式沥青混凝土 50 1200 1800 0 .31 3 粗粒式沥青混凝土 80 1000 1200 0 .25 4 开密级配水泥稳定碎石 190 1500 3600 0 .24 5 石灰土稳定碎石 ? 900 2000 0 .17 6 天然砂砾 150 180 180 0 7 新建路基 42.5 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 23.3 (0.01mm) H( 5 )=
11、 150 mm LS= 1.9 (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 )= 150 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm ( 5 )= .192 MPa H( 5 )= 200 mm ( 5 )= .165 MPa H(
12、 5 )= 191 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 191 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 450 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: - 细粒式开级配沥青混凝土 25 mm - 中粒式沥青混凝土 50 mm - 粗粒式沥青混凝土 80 mm - 开级配水泥稳定碎石 190 mm - 石灰土稳定碎石 200 mm - 天然砂砾 150 mm - 新建路基方案二：中湿
13、状态开级配水泥矿渣1、 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号 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 1 小客车 11.5 29 1 双轮组 1600 2 中客车 25.55 51.1 1 双轮组 500 3 大客车 28.7 68.2 1 双轮组 400 4 小货车 13.55 27.2 1 双轮组 1000 5 中货车 28.7 68.2 1 双轮组 600 6 中货车 23.7 69.2 2 双轮组 3 400 7 大货车 49 101.6 2 双轮组 3 400 8 特大车 50.2 104.3 2 双轮组 3 120 设计年限 15 车道
14、系数 .4 交通量平均年增长率 8 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= 1088 ,属中等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 : 2837 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.124646E+07 属中等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 : 3181 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.261015E+07 属重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 : 23.3 (0
15、.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 .8 .25 2 中粒式沥青混凝土 1 .31 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .25 4 水泥稳定矿渣 .5 .24 5 石灰土稳定矿渣 .5 .24 6 天然砂砾2、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 6 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 23.3 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) 模量(MPa) (MP
16、a) (MPa) 1 细粒式开级配沥青混凝土 25 900 1200 0 .25 2 中粒式沥青混凝土 50 1200 1800 0 .31 3 粗粒式沥青混凝土 80 1000 1200 0 .25 4 开级配水泥稳定矿渣 170 1500 2700 0 .24 5 石灰土稳定矿渣 ? 1400 3200 0 .24 6 天然砂砾 150 180 180 0 7 新建路基 42.5 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 23.3 (0.01mm) H( 5 )= 150 mm LS= 1.9 (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 .
17、 H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm ( 5 )= .281 MPa H( 5 )= 200 mm ( 5 )= .236 MPa H( 5 )= 196 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉) H(
18、 5 )= 196 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 450 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: - 细粒式开级配沥青混凝土 25 mm - 中粒式沥青混凝土 50 mm - 粗粒式沥青混凝土 80 mm - 开级配水泥稳定矿渣 170 mm - 石灰土稳定矿渣 200 mm - 天然砂砾 150 mm - 新建路基三、方案比选：路面结构组合设计方案汇总表由计算可知，以上三种方案都满足设计弯沉、拉应力及允许冻深的要求，但考虑到路基中湿环境的排水要求，方案二采用开级配上面层、开级配稳定碎石上基层（排水基层）排水效果较优，而第三方案不适合就地取材，综上所诉，选择方案二作为路面结构组合设计方案，路面总厚度为690mm。
