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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Ⅳ2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11.5291双轮组1600
2中客车25.5551.11双轮组500
3大客车28.768.21双轮组400
4小货车13.5527.21双轮组1000
5中货车28.768.21双轮组600
6中货车23.769.22双轮组<3400
7大货车49101.62双轮组<3400
8特大车50.2104.32双轮组<3300
9拖挂车601003双轮组>3120
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-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25140020000.44
2中粒式沥青混凝土70120018000.31
3粗粒式沥青混凝土120100012000.25
4密级配沥青碎石150120014000.25
5石灰土稳定碎石?
90020000.17
6天然砂砾1501801800
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)=150mmLS=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)=150mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度:
H(5)=150mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mmσ(5)=.193MPa
H(5)=200mmσ(5)=.165MPa
H(5)=192mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(5)=150mm(仅考虑弯沉)
H(5)=192mm(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450mm
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25mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土70mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土120mm
----------------------------------------
密级配沥青碎石150mm
----------------------------------------
石灰土稳定碎石200mm
----------------------------------------
天然砂砾150mm
----------------------------------------
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11.5291双轮组1600
2中客车25.5551.11双轮组500
3大客车28.768.21双轮组400
4小货车13.5527.21双轮组1000
5中货车28.768.21双轮组600
6中货车23.769.22双轮组<3400
7大货车49101.62双轮组<3400
8特大车50.2104.32双轮组<3300
9拖挂车601003双轮组>3120
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2590012000.25
2中粒式沥青混凝土50120018000.31
3粗粒式沥青混凝土80100012000.25
4开密级配水泥稳定碎石190150036000.24
5石灰土稳定碎石?
90020000.17
6天然砂砾1501801800
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)=150mmLS=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)=150mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度:
H(5)=150mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mmσ(5)=.192MPa
H(5)=200mmσ(5)=.165MPa
H(5)=191mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(5)=150mm(仅考虑弯沉)
H(5)=191mm(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450mm
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25mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土50mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
开级配水泥稳定碎石190mm
----------------------------------------
石灰土稳定碎石200mm
----------------------------------------
天然砂砾150mm
----------------------------------------
新建路基
方案二:
中湿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11.5291双轮组1600
2中客车25.5551.11双轮组500
3大客车28.768.21双轮组400
4小货车13.5527.21双轮组1000
5中货车28.768.21双轮组600
6中货车23.769.22双轮组<3400
7大货车49101.62双轮组<3400
8特大车50.2104.32双轮组<3300
9拖挂车601003双轮组>3120
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)(MPa)(MPa)
1细粒式开级配沥青混凝土2590012000.25
2中粒式沥青混凝土50120018000.31
3粗粒式沥青混凝土80100012000.25
4开级配水泥稳定矿渣170150027000.24
5石灰土稳定矿渣?
140032000.24
6天然砂砾1501801800
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)=150mmLS=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)=150mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度:
H(5)=150mm(第1层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第2层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第3层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mm(第4层底面拉应力计算满足要求)
H(5)=150mmσ(5)=.281MPa
H(5)=200mmσ(5)=.236MPa
H(5)=196mm(第5层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度:
H(5)=150mm(仅考虑弯沉)
H(5)=196mm(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450mm
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25mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土50mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土80mm
----------------------------------------
开级配水泥稳定矿渣170mm
----------------------------------------
石灰土稳定矿渣200mm
----------------------------------------
天然砂砾150mm
----------------------------------------
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。
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- 沥青 设计