沥青路面结构设计.doc

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1、 沥青路面结构设计一，交通量分析1. 确定累计标准轴次 计算设置： 根据交通量计算根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)3.0.3条与3.0.4条的规定计算累计标准轴次 Ne（1) 交通参数 公路等级： 高速公路 路面等级： 高级路面 设计年限： 15 年 建设期限： 2 年 年平均增长率： 11.00 % 车道特征： 四车道 车道系数： 0.5（2) 交通量组成 交 通 量 组 成、 汽 车 计 算 参 数 及 轴 载 换 算 计 算 结 果 表序号汽车名称交通量(次/日)汽车总重(KN)汽车前后轴计算参数弯沉及沥青面层拉应力换算交通量(轴次/日)基层拉应力换算交通量(轴次/日)轴位

2、轴重(KN)轮组轴数(根)轴距(m)小客车210034.50前轴11.5011后轴23.0021中客车SH130110039.50前轴16.5011后轴23.0021大客车CA5021096.90前轴23.7011后轴69.202142.3311.04小货车BJ130200040.80前轴13.4011后轴27.40217.17中货车CA5045092.90前轴28.701112.62后轴64.202165.4612.99中货车EQ140100092.90前轴23.7011后轴69.2021201.5952.58大货车JN150780150.60前轴49.0011224.20后轴101.602

3、1835.76885.61特大车日野KB222450154.50前轴50.2011143.7033.57后轴104.3021540.44630.21拖挂车 五十铃 58360.00前轴601140.2318.02后轴160.00333m66.1215.66合 计81482179.621659.70 （3) 累计标准轴次计算结果 以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时： Ne = 17701578 轴次 进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 13479058 轴次二，路面结构设计方案 方案11，干燥状态（1） 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014

4、-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标 1）设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.0 2) 设计指标 a. 设计弯沉值： ld = 21.76 (0.01mm) b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.4573 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1052 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.7067（2） 确定土基回弹模量 计算设置： 直接输入 土

5、基回弹模量： E0 = 40.0 MPa（3）确定结构设计参数 1) 基本参数 路基路面结构总层数： 7 结构设计层位： 6 2) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层位材料名称材料类型厚度(cm)抗压模量(MPa)劈袭强度(MPa)容许拉应力(MPa)20C15C1AC -13 沥青混凝土4.01400.02000.01.400.3962AC-16 沥青混凝土5.01200.01800.01.000.2833AC-20沥青混凝土6.01000.01400.00.800.2264水泥稳定碎石稳定集料15.01500

6、.0非沥青砼0.500.2355水泥稳定碎石稳定集料15.01500.0非沥青砼0.500.2356水泥稳定碎石稳定集料设计层1500.0非沥青砼0.500.2357土 基40.0（4） 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算（5） 设计结果 按设计弯沉设计, h6 = 14.7 cm。 已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 5 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 6 层容许拉应力验算指标要求（6） 验算结果 1) 选定厚度为： h6 = 15 cm 2) 验算

7、结果 计算弯沉值为： ls = 21.13 (0.01mm) 设计弯沉值为： ld = 21.31 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求 第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.196 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.396 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求 第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.074 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.283 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求 第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.039 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.226 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求 第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.016

8、 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.235 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求 第 5 层计算拉应力值为： 5 = 0.065 MPa 容许拉应力值为：R5 = 0.235 MPa 满足第 5 层路面验算指标要求 第 6 层计算拉应力值为： 6 = 0.147 MPa 容许拉应力值为：R6 = 0.235 MPa满足第 6 层路面验算指标要求（7） 路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 AC-13 4.0 2 AC-16 5.0 3 AC-20 6.0 4 水泥稳定碎石 15.0 5 水泥稳定碎石 15.0 6 水泥稳定碎石 15.0 7 土 基 2，中湿状态（1） 确定

9、路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标 1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.0 2) 设计指标 a. 设计弯沉值： ld = 21.31 (0.01mm) b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.5384 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1298 对无机结合料稳定细粒土类：

10、 Ks = 2.7383（2） 确定土基回弹模量 计算设置： 直接输入 土基回弹模量： E0 = 35.0 MPa（3）确定结构设计参数 1) 基本参数 路基路面结构总层数： 7 结构设计层位： 6 2) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层位材料名称材料类型厚度(cm)抗压模量(MPa)劈袭强度(MPa)容许拉应力(MPa)20C15C1AC -13 沥青混凝土4.01400.02000.01.400.3962AC-16 沥青混凝土5.01200.01800.01.000.2833AC-20沥青混凝土6.01000

11、.01400.00.800.2264水泥稳定碎石稳定集料15.01500.0非沥青砼0.500.2355水泥稳定碎石稳定集料15.01500.0非沥青砼0.500.2356水泥稳定碎石稳定集料设计层1500.0非沥青砼0.500.2357土 基35.0（4） 确定最小防冻厚度 计算设置： 直接输入 最小防冻厚度： Zt = 40.0 cm（5） 设计结果 按设计弯沉设计, h6 = 17.3 cm。 已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 5 层容许拉应力验算指标要

12、求 已满足第 6 层容许拉应力验算指标要求（6） 验算结果 1) 选定厚度为： h6 = 18 cm 2) 验算结果 计算弯沉值为： ls = 20.96 (0.01mm) 设计弯沉值为： ld = 21.31 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求 第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.156 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.226 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求 第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.105 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.283 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求 第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.025 MPa 容许拉应力值

13、为：R3 = 0.283 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求 第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.011 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.235 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求 第 5 层计算拉应力值为： 5 = 0.055 MPa 容许拉应力值为：R5 = 0.235 MPa 满足第 5 层路面验算指标要求 第 6 层计算拉应力值为： 6 = 0.142 MPa 容许拉应力值为：R6 = 0.235 MPa满足第 6 层路面验算指标要求（7） 防冻验算结果 路面结构层总厚度为： H = 63.0 cm 最小防冻厚度为：Zt = 40.0 cm满足防冻要求（8） 路面结构

14、图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 AC-13 4.0 2 AC-16 5.0 3 AC-20 6.0 4 水泥稳定碎石 15.0 5 水泥稳定碎石 15.0 6 水泥稳定碎石 18.0 7 土 基 3，潮湿状态（1） 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标 1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数

15、： 1.0 2) 设计指标 a. 设计弯沉值： ld = 21.31 (0.01mm) b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.5384 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1298 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.7383（2） 确定土基回弹模量 计算设置： 直接输入 土基回弹模量： E0 = 25.0 MPa（3） 确定结构设计参数 1) 基本参数 路基路面结构总层数： 8 结构设计层位： 6 2) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层位材料名称材料类型厚度(cm)抗压模量(MPa

16、)劈袭强度(MPa)容许拉应力(MPa)20C15C1AC -13 沥青混凝土4.01400.02000.01.400.3962AC-16 沥青混凝土5.01200.01800.01.000.2833AC-20沥青混凝土6.01000.01400.00.800.2264水泥稳定碎石稳定集料15.01500.0非沥青砼0.500.2355水泥稳定碎石稳定集料15.01500.0非沥青砼0.500.2356水泥稳定碎石稳定集料设计层1500.0非沥青砼0.500.2357级 配 碎 石 非整体性15.0225.0非沥青砼松散材料无8土 基25.0（4） 确定最小防冻厚度 计算设置： 直接输入 最小

17、防冻厚度： Zt = 50.0 cm（5） 设计结果 按设计弯沉设计, h6 = 19.1 cm。 已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 5 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 6 层容许拉应力验算指标要求（6） 验算结果 1) 选定厚度为： h6 = 19 cm 2) 验算结果 计算弯沉值为： ls = 21.30 (0.01mm) 设计弯沉值为： ld = 21.31 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求 第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.15

18、4 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.226 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求 第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.105 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.283 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求 第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.027 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.283 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求 第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.007 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.235 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求 第 5 层计算拉应力值为： 5 = 0.045 MPa 容许拉应力值为：R5 = 0.235 MPa 满

19、足第 5 层路面验算指标要求 第 6 层计算拉应力值为： 6 = 0.122 MPa 容许拉应力值为：R6 = 0.235 MPa 满足第 6 层路面验算指标要求（7）防冻验算结果 路面结构层总厚度为： H = 79.0 cm 最小防冻厚度为：Zt = 50.0 cm 满足防冻要求（8）路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 AC-13 4.0 2 AC-16 5.0 3 AC-20 6.0 4 水泥稳定碎石 15.0 5 水泥稳定碎石 15.0 6 水泥稳定碎石 19.0 7 级 配 碎 石 15.0 8 土 基 方案21，干燥状态（1）确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公

20、路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 柔性基层厚度15cm、底基层为半刚性下卧层 基层类型系数： 1.6 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 34.09 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.5384 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1298 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.7383（2） 确定土

21、基回弹模量计算设置： 直接输入土基回弹模量： E0 = 40.0 MPa（3） 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 7结构设计层位： 62) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层位材料名称材料类型厚度(cm)抗压模量(MPa)劈袭强度(MPa)容许拉应力(MPa)20C15C1OGFC-16 沥青混凝土5.01000.01400.00.800.2262AC-16 沥青混凝土5.01000.01400.00.800.2263AC-20沥青混凝土6.01000.01400.00.800.2264粗粒式沥青

22、碎石非整体性8.0700.0非沥青砼松散材料无5粗粒式沥青碎石非整体性8.0700.0非沥青砼松散材料无6水泥稳定碎石稳定集料设计层1500.0非沥青砼0.500.2357土 基40.0 （4） 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算（5） 设计结果按设计弯沉设计, h6 = 15.4 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求按第 6 层容许拉应力设计, h6 = 16.9 cm。（6） 验算结果1) 选定厚度为： h6 = 17 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 32.57 (0.01mm)设计弯沉值

23、为： ld = 34.09 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.193 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.226 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.075 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.226 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求第 3 层计算拉应力值为： 3 = 0.077 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.226 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求第 6 层计算拉应力值为： 6 = 0.234 MPa 容许拉应力值为：R6 = 0.235 MPa 满足第 6 层路面验算指标

24、要求（7） 路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 OGFC-16 5.0 2 AC-16 5.0 3 AC-20 6.0 4 粗粒式沥青碎石 8.0 5 粗粒式沥青碎石 8.0 6 水泥稳定碎石 17.0 7 土 基 2，中湿状态（1） 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 柔性基层厚度15cm、底基层为半刚性下卧层 基层类型系数： 1.6 沥青混凝土级配类型：

25、细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 34.09 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.5384 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1298 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.7383（2） 确定土基回弹模量 计算设置： 直接输入土基回弹模量： E0 = 35.0 MPa（3） 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 7结构设计层位： 62) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层位材料名称材料类型厚度(cm)

26、抗压模量(MPa)劈袭强度(MPa)容许拉应力(MPa)20C15C1OGFC-16 沥青混凝土5.01000.01400.00.800.2262AC-16 沥青混凝土5.01000.01400.00.800.2263AC-20沥青混凝土6.01000.01400.00.800.2264粗粒式沥青碎石非整体性8.0700.0非沥青砼松散材料无5粗粒式沥青碎石非整体性8.0700.0非沥青砼松散材料无6水泥稳定碎石稳定集料设计层1500.0非沥青砼0.500.2357土 基35.0（4） 确定最小防冻厚度 计算设置： 直接输入最小防冻厚度： Zt = 40.0 cm（5）设计结果按设计弯沉设计,

27、 h6 = 17.5 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求按第 6 层容许拉应力设计, h6 = 17.9 cm。（6）验算结果1) 选定厚度为： h6 = 18 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 33.49 (0.01mm)设计弯沉值为： ld = 34.09 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.194 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.226 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.077 MPa 容许拉

28、应力值为：R2 = 0.226 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求第 3 层计算拉应力值为： 3 = 0.074 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.226 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求第 6 层计算拉应力值为： 6 = 0.234 MPa 容许拉应力值为：R6 = 0.235 MPa 满足第 6 层路面验算指标要求（7） 防冻验算结果路面结构层总厚度为： H = 50.0 cm 最小防冻厚度为：Zt = 40.0 cm 满足防冻要求（8） 路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 OGFC-16 5.0 2 AC-16 5.0 3 AC-20 6.0 4 粗粒式沥青

29、碎石 8.0 5 粗粒式沥青碎石 8.0 6 水泥稳定碎石 18.0 7 土 基 3，潮湿状态（1）确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 柔性基层厚度15cm、底基层为半刚性下卧层 基层类型系数： 1.6 沥青混凝土级配类型： 细粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 34.09 (0.01mm)b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.5384 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.1298 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.7383（2） 确定土基回弹模量 计算设置： 直接输入土基回弹模量： E0 = 25.0 MPa（3） 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 7结构设计层位： 62) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构层设计参数 路 面 结 构 层 设 计 参 数 表层位材料名称材料类型厚度(cm)抗压模量(MPa)劈袭强度(MPa)容许拉应力(MPa)20C15C1OGFC-16 沥青混凝土5.01000.01400.00.80