沥青路面设计计算.docx
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沥青路面设计计算
沥青混凝土路面计算书
「、交通量的计算
根据任务要求,其中与路面损坏有关的各类车俩交通量如下表
1、计算累计当量轴次累计当量轴次表表2-1
车辆类
交通量
后轴
前轴
总换算
当量轴
型
(辆/d)
系数
次
轴数
轮组
后轴
后轴换
轴数
轮组
前轴
前轴换
(次/d)
系数
系数
重
算系数
系数
系数
重
算系数
C1
C2
(KN)
C1
C2
(KN)
桑塔纳
3771
五十铃
6493
1
6.4
0.147
0.147
974
(18.5)
(/)
(/)
解放
3883
1
1.0
60.85
0.115
1
6.4
19.4
0.005
0.125
406
CA10B
(0.019)
(18.5)
(0.019)
(64)
黄河
1383
1
1.0
101.6
1.071
1
6.4
49.0
0.287
1.358
1881
JN150
(1.135)
(18.5)
(0.003)
(1.138)
(1579)
黄河
290
1
1.0
115.0
1.836
1
6.4
59.5
0.668
2.50
728
JN162
(3.059)
(18.5)
(0.29)
(3.350)
(972)
交通
28
2.2
1.0
2X
3.330
1
6.4
60.0
0.694
4.02
134
SH361
110.0
(6.431)
(18.5)
(0.311)
(6.74)
(186)
合计
4123
(2801)
当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时,凡轴载大于25KN的各级轴载
(包括车辆的前、后轴),均应按下式换算成标准轴载
P的当量作用次数N。
k
N\C1C2ni
i彳
《规范》3.1.2-1
式中:
N-标准轴载的当量轴次(次d);n-被换算车型的各级轴载作用次数(次d);
P赫准轴载(KN);
R-被换算车型的各级(单根)轴载(KN);
Ci-被换算车型各级轴载的轴级系数,当轴间距大于3m时,按单独的一个轴计算,轴数系数即为m;当轴间距小于3m时,按双轴或多轴计算,
轴数系数为C=1+1.2(m-1)(《规范》JDGD50-2006(3.1.2-2));
C2-被换算轴载的轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轮组为0.38.
当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时,凡大于50KN的轴载均(包括车辆的前、后
轴)应按照下式换算成标准轴载
P的当量周次N'
《规范》3.1.2-3
式中:
N'-以半刚性材料层的拉应力为设计指标时的标准轴载的当量轴次(次d);
C1'-被换算车型各级轴载的轴数系数,以拉应力为设计指标时,双轴或多轴的轴
数系数按G=1+2(m-1)(《规范》JTGD50-2006(3.1.2-4))计算;
C2'-被换算轴载的轮组系数,单轮组为18.5,双轮组为1.0,四轮组为0.09。
其余符号含义参照式子(3.1.2-1)
2、设计车道累计当量轴次Ne
Ne
[
(1)七-1]365
《规范》JTGD50-2006(3.1.7)
式中:
t:
设计年限,三级公路t=8年;
N:
路面竣工后第一年的平均日当量轴次;
:
设计年限内交通量的平均年增长率,
=0.05
:
车道系数,三级公路取,
=0.6
Ne
〔1-1!
365卜「
V
〔10.058365
0.05
2801.850.65=6.35106次
0.05
-——NJ10.053654123340.65=9.2810次
由《规范》JTG-D50表3.18查得,属中等交通。
、确定路基干湿类型
路线经过的地区属于VI?
区,土质为砾石类土,含有少量的粘土,根据勘测知此路段
路基属于干燥类路基。
对于此类土,其路基分界稠度为1.05,因此取路基的平均稠度为1.05。
由JTG-D50表F.0.3查得土基的回弹模量Eo=35MPa>30MPa。
三、初步拟定路面结构层及力学计算参数
h140.376
、10.65
e2
E1
1200
1400
=0.86
E0=-350.029
E21200
查三层体系弯沉系数诺莫图
8-11得口=6.1匕=1.42,则
细粒式4cm1400MPa
简
化为
中粒式8cm1200MPa
细粒式h=4cmE1=1200
水泥稳定碎石20cm1600MPa
中粒式H=?
E2=1000
天然砂砾?
200MPa
土基E)=35MPa
土基35MPa
k2
且14000.。
2910.58
2^:
k1F20.710.656.11.420.54
H
又查得4.15H=4.1510.65=44.2cm
0
代入当量厚度换算公式《路基路面工程》公式8-27:
n-A
H八0
i=2
1.1600200
44.2=82024——:
h42-4
V1200V1200
解得:
h4=28.8
得h4=28.8cm,即水泥稳定沙砾层厚度取30cmo
初步拟定路面结构层及力学计算参数表表2-2
层次
结构层名称
厚度
hi(cm)
计算弯沉
计算沥青砼拉应力
计算水泥稳定沙砾拉
应力
Ei(MPa)
Ei(MPa)
Dsp
(MPa)
Ei(MPa)
匚sp
(MPa)
1
细粒式沥青混
凝土(AC-13)
4
1400
2000
1.2
1800
1.0
2
中粒式沥青混
凝土(AC-20)
8
1200
1800
1.0
1500
1.0
3
水泥稳定碎石
20
1600
3500
0.5
3500
0.5
4
天然砂砾
(30)
200
200
一
200
一
5
土路基
一
35
35
一
一
一
四、验算该路面结构
根据经验与内力分析,基层同面层的回弹模量比不应小于0.30,土基与基层的模量比
应为0.08-0.40
1、按弯沉指标计算水泥稳定砂砾层厚度h3
设计弯沉:
Id=600肌心代As代《规范》JTGD50-2006(8.0.5)
6
Ne――设计年限内一个车道上累计轴次,取Ne=9.2810(次)
A――公路等级系数,三级路公路取1.2
As――面层类型系数,取1.0
Ab――基层类型系数,该路面结构为半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时,
取Ab=1.0
e6-0.2
ld=6009.281061.21.01.0=29.10.01mm
综合修正系数
F=1.63
/、0.38卢、°.36
(20006丿
《规范》JTGD50-2006
(8.0.12-2)
二级公路所用车辆荷载为:
标准轴载P=100KN
Is――路面实际弯沉,当设计计算路面厚度时实际弯沉按设计弯沉取值,
即Is=29.1(0.01mm)
E0――路基土回弹模量,£=35MPa
p――标准轴载轮胎接地压强,p=0.7MPa路基路面P9
1213
6――当量圆半径,6=—d=^=10.65路基路面P9
22
NJ.38N,0.36
厂仆“丫29.1、,35、054
F=1.63汉|汉——|=0.54
€000x10.65丿Q7丿
2、验算细粒式沥青混凝土面层层底拉应力(仍以上述求h3时简化的三层体系求
解)
0.09N
《规范》JTGD50-2006(8.0.6-2)
0.09(9.28106严
/1.2
二2.558
细粒式4cm2000MPa
简
化为
中粒式8cm1800MPa
细粒式h=4cmEr=2000MPa
水泥稳定碎石203500MPa
中粒式H=?
E2=1800MPa
天然砂砾30cm200MPa
土基E0=35MPa
土基35MPa
AC-13抗拉强度结构系数:
容许拉应力:
--sp
KS
丄00.469MPa
2.558
《规范》JTGD50-2006(8.0.6-1)
h1
6
=0.376
10.65
巨巡“667
E12000
段二"032
E21800
沥青混凝土层底将受压应力(或拉应力很微小)
,应视为拉应力验算通过。
=8200935003009200=52.48cm
\1800
5248=4.93
10.65
AC-16
查《路基路面工程》诺谟图8—13,发现拉应力系数已不能从图中查出,表明中粒式
3、验算中粒式沥青混凝土面层层底拉应力
将五层体系简化成上层为粗粒式沥青混凝土,中层为水泥稳定沙砾以及土基组成的三层
体系。
中粒式
4cm
2000MPa
简
粗粒式
8cm
1800MPa
中粒式h=?
E1=1800MPa
化
E2=3500MPa
水泥稳定碎石
20cm
3500MPa
为
水泥稳定碎石H=?
天然砂砾
30cm
200MPa
土基
E0=35MPa
土
基
35MPa
AC-20中粒式沥青混凝土抗拉强度结构系数:
Ks
0.09Ne0.02.
Ac
《规范》
JTGD50-2006(8.0.6-2)
=0.09(9.28106)0.
-2.558
容许拉应力:
—
RKs
10.391MPa
2.558
《规范》JTGD50-2006(8.0.6-1)
H=20300.920021.25
V3500
容许拉应力:
dsp05
■'r0.294MPa
ks1.703
则:
hl=0.751
6
E2
E1
3500
1800
=1.94
E。
_35
E23500
-0.01
21.46
10.65
=1.995
查《路基路面工程》诺谟图8—13,发现拉应力系数已不能从图中查出,表明粗粒式AC-25
沥青混凝土层底将受压应力(或拉应力很微小)
4、验算水泥稳定碎石层层底拉应力
抗拉强度结构系数:
,应视为拉应力验算通过。
ks
.60.11
0.359.28106
1.2
二1.703
《规范》JTGD50-2006(8.0.6-3)
h20
、•"10.65
=1.878
E2
E1
200
=0.057
3500
由于水稳层下有天然砂砾,故将水泥稳定沙砾层作为上层,天然砂砾层作为中层,以下为下
35
200
=0.175
细粒式4cm2000MPa
简
化
为
中粒式8cm1800MPa
水泥稳定碎石h=?
E1=3500MPa
水泥稳定碎石20cm3500MPa
天然砂砾H=35cmE2=200MPa
天然砂砾30cm200MPa
土基E0=35MPa
土基38MPa
E0
E2
查《路基路面工程》诺谟图8—13,发现拉应力系数已不能从图中查出,表明水泥稳定
沙砾层底将受压应力(或拉应力很微小),应视为拉应力验算通过。
5、弯沉验算:
采用计算水泥稳定沙砾时结构层换算体系。
H=hi2.4Ei.8202.41600302.4200.44,767
v.E2,12001200
Ei
1200
1400
=0,86
查《路基路面工程》诺谟图
8—11得
二=6.1
&=1.42
H
44.767…
4.203
6
10.65
E0
35小
■=
0.029
E2
1200
k2=0.57
理论弯沉系数:
)一冷点2=6.11.420.57=4.937
路表轮中心处的实际弯沉
ls为:
1.61
产丸1.61
103_0.58
GL
,—亠—103—058
4.937、
ls=4398OpE0
=4398汉10.65汉0.7x35疋
1
1已丿
<1400丿
因为ls=28.698(0.01mm) 所以弯沉验算通过。 6、防冻验算: 总厚度62cm 防冻层厚度最小1.6m 1.2m+1.59m=2.79m大于1.6m 所以防冻厚度验算通过。
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- 沥青路面 设计 计算