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1、-路基路面工程课程设计计算书一、沥青路面设计1. 轴载换算（1） 以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时表一车型(次)东风EQ140后轴69.201130060.48黄河JN150前轴49.0016.420057.49后轴101.6011200214.30黄河JN162前轴59.5016.45033.44后轴115.00115091.83交通141前轴25.5516.42504.23后轴55.101125018.70长征CZ361前轴47.6016.47017.74后轴90.702.2170100.72S*161前轴54.6416.46027.70后轴91.202.216088.42BJ1
2、30后轴27.2011500.17跃进NJ130后轴38.3011600.92注：轴载小于25KN的轴载作用不计（2） 以半刚性材料构造层的层底拉应力为设计指标时表二车型次东风EQ140后轴69.201130015.78黄河JN150后轴101.6011200227.08黄河JN162前轴59.5118.55014.53后轴115.00115091.83交通141后轴55.10112502.12长征CZ361后轴90.70317096.18S*161前轴54.64118.5608.82后轴91.20316086.15注：轴载小于50KN的轴载作用不计设计年限交通量平均增长率该道路为高速公路，其
3、设计年限。设该高速公路为双向四车道，取车道系数，则1以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时次2以半刚性材料构造层的层底拉应力为设计指标时次2.初拟构造组合和材料选取1由以上计算结果得，设计年限线一个车道上的累计标准轴次为319万次，属中等交通，给出以下两种组合案案一：路面构造采用沥青混凝土厚18cm，基层采用水泥碎厚38cm，底基层采用水泥灰沙砾土厚度待定，以水泥灰沙砾土为设计层。采用三层式沥青面层，外表采用细粒式沥青混凝土厚4cm，中面层采用中粒式沥青混凝土厚6cm，下面层采用粗粒式沥青混凝土厚8cm案二：路面构造采用沥青混凝土厚27cm，基层采用水泥砂砾厚度待定，底基层采用级配沙砾厚1
4、8cm，以水泥稳定砂砾为设计层。采用三层式沥青面层，外表采用细粒式沥青混凝土厚4cm，中面层采用中粒式沥青混凝土厚8cm，下面层采用密集配沥青碎厚15cm（2） 确定各层材料回弹模量与劈裂强度表三材料名称时抗压回弹模量MPa时劈裂强度(MPa)细粒式沥青混凝土1.41.4中粒式沥青混凝土1.21.0粗粒式沥青混凝土1.00.8密集配沥青碎1.20.8水泥灰沙砾土1.00.35水泥碎1.50.5水泥沙砾1.30.5集配沙砾1.40.53. 确定土基回弹模量该路段处于区，粉质土，路基处于干湿状态，稠度取1.0，查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值，得土基回弹模量为29MPa（1） 设计弯沉值
5、本公路为高速公路，公路等级系数，面层为沥青混凝土，面层系数，半刚性基层，基层系数=1.0单位0.01mm（2） 各层允拉应力案一：表四材料名称MPa(MPa)细粒式沥青混凝土1.40.577中粒式沥青混凝土1.00.412粗粒式沥青混凝土0.80.330水泥碎0.50.275水泥灰沙砾土0.350.193案二：表五材料名称MPa(MPa)细粒式沥青混凝土1.40.577中粒式沥青混凝土1.00.412密集配沥青碎0.80.330水泥沙砾0.50.275级配沙砾0.50.2754. 资料汇总案一：表六材料名称hcm回弹模量MPa容拉应力MPa细粒式沥青混凝土414000.577中粒式沥青混凝土6
6、12000.412粗粒式沥青混凝土810000.330水泥碎3815000.275水泥灰土.10000.193土基40案二：表七材料名称hcm回弹模量MPa容拉应力MPa细粒式沥青混凝土414000.577中粒式沥青混凝土812000.412密集配沥青碎1512000.330水泥沙砾.13000.275集配沙砾1814000.275土基405. 案确定根据东南大学道路计算软件计算得，案一计算层厚度为15cm，道路总厚度为71cm。案二计算层厚度为34cm，道路总厚度为79cm两种案的其他条件均满足要求，故取总厚度最小的案为最终案，即取第一种案为最终案。二、混凝土路面设计1. 交通量分析根据水泥
7、混凝土路面设计轴载换算法，忽略小客车和车辆前轴对路面构造计算的影响，计算各车型的轴载换算系数，得到标准轴载作用次数，见下表表八车型通过次数次/日后轴重KN标准轴次次/日标准轴次合计次/日东风EQ14030069.200.0030.9726.62解放JN150200101.601.289257.8黄河JN16250115.009.358467.9交通14125055.100.000070.0175长征CZ3617090.70S*616091.20BJ1305027.20跃进NJ1306038.30查表得，高速公路设计基准期为30年。平安等级为一级，临界荷位车辆轮迹横向分布系数取0.22，交通向系
8、数取为0.5，交通车道系数取为0.9，则设计年限累计当量轴次为：属于中等交通。2. 初拟路面构造查表，得平安水平为一级的道路对应的变异水平为低级。初拟普通混凝土面层厚为24cm，基层选用水泥稳定粒料厚20cm，底基层为15cm低剂量无机结合料稳定类混合材料。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m，长5m，两侧硬路肩与行车道之间砌筑水泥混凝土路缘。硬路肩与行车道采用一样面层厚度。在设计中设想施工缝为设传力杆平缝，横向缩缝为设传力杆的假缝形式，在临近桥梁或固定建筑物外，或与其他类型路面相连处、小半径曲线和纵坡变换处，应设置横向胀缝。纵缝施工缝和缩缝均为设拉杆的平头缝。纵缝与横缝尽可能垂直正交，防止板块
9、形成错缝和锐角形式。3. 路面材料参数确定查表，普通混凝土面层的弯拉强度标准值为4.5MPa，相应弯拉弹性模量标准值为29GPa。路基回弹模量取50MPa。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取800MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1500MPa。计算基层顶面当量回弹模量土基顶面回弹模量=40MPa：普通混凝土面层难过的相对刚度半径为：4. 荷载疲劳应力标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数，根据公路等级，查表，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数,则荷载疲劳应力计算为：5. 温度疲
10、劳应力II区最大温度梯度取88/m。板长5m,由图可查普通混凝土板厚为h=0.24m，。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：查表，自然区划为II区，,则温度疲劳应力系数温度疲劳应力为:查表，高速公路的平安等级为一级，相应于一级平安等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95%。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表，确定可靠度系数。则，因此，所选普通混凝土面层厚度0.25m可以承受设计基准期荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。6. 路面补强设计根据规要求和设计几本资料，水泥混凝土路面为重交通等级，平曲线多，所以在混凝土板的自由边缘和角隅处设置两种补强钢筋。（1） 边缘钢筋，采用直径14m
11、m的螺纹钢筋，设在板h为混凝土板厚，且距离边缘和地板厚度均不小于5cm，两根钢筋的间距不应小于10cm，纵向边缘钢筋只设在一块板，不穿过缩缝，以免阻碍般的翘曲，为加强锚固能力，钢筋两端应向上弯起。（2） 角隅钢筋，设在胀缝两侧板的角隅处，用两根直径14mm长2.4m的螺纹钢筋完成需要的形状，角隅钢筋设在板的上部，距板顶面不小于5cm，距胀缝和板边缘各为10cm。7. 筑路材料（1） 粗集料和细集料使用要求均应符合?公路工程集料试验规程?的各项要求。面层水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，要求养护3天龄期的抗压强度和抗折强度分别不小于22.0MPa和7.0MPa，混凝土配合比设计应满足强度、工作性、耐久性技术要求，并且应该满足?公路工程水泥混凝土路面施工规?的明确规定。（2） 填缝材料胀缝接缝板采用泡沫橡胶板，填缝材料采用常温施工式，填缝材料为沥青橡胶类。接缝板和填缝材料的技术要求，参见?公路工程水泥混凝土路面施工技术规?。（3） 基层材料水泥稳定材料基层中水泥用量控制在5%7%之间，采用重型击实实验法确定压实度不小于98%，级配碎第几层最大粒径控制在31.5mm以下，压实度不小于96%，料压碎值不大于30%。（4） 土基由于路基土为粉质土，切路基设计可以保证路床处于枯燥、中湿状态，故无需进展路基处理。路基土强度、压实度应满足现行?公路路基施工技术规?。. z.
