沥青路面设计培训课程 9页

《路基路面工程》课程设计 沥青路面设计方案一：（1）轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1三菱T653B29.3481双轮组20002日野KB22250.2104.31双轮组10003东风EQ14023.769.21双轮组20004解放CA10B19.460.851双轮组10005黄河JN16358.61141双轮组1000设计年限12车道系数1序号分段时间(年)交通量年增长率156％245％334％当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:路面竣工后第一年日平均当量轴次:4606设计年限内一个车道上累计当量轴次:2.745796E+07当进行半刚性基层层底拉应力验算时:路面竣工后第一年日平均当量轴次:4717设计年限内一个车道上累计当量轴次:2.811967E+07公路等级二级公路公路等级系数1.1面层类型系数1基层类型系数1路面设计弯沉值:21.5(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1.282粗粒式沥青混凝土.8.213石灰水泥粉煤灰土.8.34天然砂砾（2）新建路面结构厚度计算公路等级:二级公路新建路面的层数:4标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:21.5(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:10(cm)层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)容许应力(MPa)(20℃)(15℃)1细粒式沥青混凝土3150016001.22粗粒式沥青混凝土712001300.8 3石灰水泥粉煤灰土25900900.44天然砂砾?2502505土基32按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=21.5(0.01mm)H(4)=80cmLS=22.2(0.01mm)H(4)=85cmLS=21.5(0.01mm)H(4)=85cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H(4)=85cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(4)=85cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)=85cm(第3层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=85cm(仅考虑弯沉)H(4)=85cm(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50cm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,最后得到路面结构设计结果如下:细粒式沥青混凝土3cm粗粒式沥青混凝土7cm石灰水泥粉煤灰土25cm天然砂砾85cm土基（3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级:二级公路新建路面的层数:4标准轴载:BZZ-100层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)计算信息(20℃)(15℃)1细粒式沥青混凝土315001600计算应力2粗粒式沥青混凝土712001300计算应力3石灰水泥粉煤灰土25900900计算应力4天然砂砾8250250不算应力5土基32计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=49.7(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=56.9(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=78.8(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=403.1(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=360.6(0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)LS=291.1(0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力: 第1层底面最大拉应力σ(1)=-.359(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-.033(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=.235(MPa)方案二：（1）轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1三菱T653B29.3481双轮组20002日野KB22250.2104.31双轮组10003东风EQ14023.769.21双轮组20004解放CA10B19.460.851双轮组10005黄河JN16358.61141双轮组1000设计年限12车道系数1序号分段时间(年)交通量年增长率156％245％334％当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:路面竣工后第一年日平均当量轴次:4606设计年限内一个车道上累计当量轴次:2.745796E+07当进行半刚性基层层底拉应力验算时:路面竣工后第一年日平均当量轴次:4717设计年限内一个车道上累计当量轴次:2.811967E+07公路等级二级公路公路等级系数1.1面层类型系数1基层类型系数1路面设计弯沉值:21.5(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1.282中粒式沥青混凝土.8.233粗粒式沥青碎石4水泥稳定碎石.6.295水泥石灰砂砾土.25.09（2）新建路面结构厚度计算公路等级:二级公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:21.5(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:15(cm)层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)容许应力(MPa)(20℃)(15℃)1细粒式沥青混凝土2.515001600.8 2中粒式沥青混凝土412501380.73粗粒式沥青碎石5120014004水泥稳定碎石?17001700.145水泥石灰砂砾土2015001500.086土基32按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=21.5(0.01mm)H(4)=25cmLS=23.9(0.01mm)H(4)=30cmLS=21.2(0.01mm)H(4)=29.4cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H(4)=29.4cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(4)=29.4cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)=29.4cm(第4层底面拉应力验算满足要求)H(4)=49.4cmσ(5)=.09MPaH(4)=54.4cmσ(5)=.08MPaH(4)=54.3cm(第5层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=29.4cm(仅考虑弯沉)H(4)=54.3cm(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50cm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.（3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级:二级公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)计算信息(20℃)(15℃)1细粒式沥青混凝土2.515001600计算应力2中粒式沥青混凝土412501380计算应力3粗粒式沥青碎石512001400不算应力4水泥稳定碎石2017001700计算应力5水泥石灰砂砾土2015001500计算应力6土基32计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=27.2(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=29.2(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=32.5(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=37.1(0.01mm)第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS=99.8(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=360.6(0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)LS=291.1(0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力:第1层底面最大拉应力σ(1)=-.239(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-.142(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=.061(MPa)第5层底面最大拉应力σ(5)=.206(MPa)水泥混凝土路面方案一：（1）水泥混凝土路面设计设计内容:新建单层水泥混凝土路面设计公路等级:二级公路变异水平的等级:中级可靠度系数:1.12面层类型:普通混凝土面层序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重(kN)(kN)(kN)(kN)1单后轴货车00277.3000020002单后轴货车002154.3000010003单后轴货车00292.9000020004单后轴货车00280.25000010005单后轴货车002172.600001000行驶方向分配系数1车道分配系数1轮迹横向分布系数.4交通量年平均增长率5％混凝土弯拉强度5MPa混凝土弯拉模量33000MPa混凝土面层板长度6m地区公路自然区划Ⅱ面层最大温度梯度88℃/m接缝应力折减系数.87基(垫)层类型----新建公路土基上修筑的基(垫)层层位基（垫）层材料名称厚度(mm)回弹模量(MPa)1水泥稳定粒料18013002石灰粉煤灰土1506003土基30基层顶面当量回弹模量ET=165.5MPaHB=220r=.691SPS=1.27SPR=5.52BX=.7STM=2.23KT=.55STR=1.22SCR=6.74GSCR=7.55RE=51%HB=289r=.907SPS=.87SPR=3.77BX=.51STM=2.13KT=.53STR=1.13SCR=4.9GSCR=5.49RE=9.8%HB=307r=.964SPS=.8SPR=3.46BX=.46STM=2.06KT=.52STR=1.08 SCR=4.54GSCR=5.08RE=1.6%HB=310r=.973SPS=.79SPR=3.42BX=.46STM=2.08KT=.53STR=1.09SCR=4.51GSCR=5.05RE=1%HB=312r=.979SPS=.78SPR=3.38BX=.44STM=2.01KT=.51STR=1.03SCR=4.41GSCR=4.94RE=-1.2%设计车道使用初期标准轴载日作用次数:1.447365E+07路面的设计基准期:20年设计基准期内标准轴载累计作用次数:6.987341E+10路面承受的交通等级:特重交通等级基层顶面当量回弹模量:165.5MPa混凝土面层设计厚度:312mm（2）新建基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算新建基(垫)层的层数:2标准轴载:BZZ-100层位基（垫）层材料名称厚度(mm)回弹模量(MPa)1水泥稳定粒料24016002石灰粉煤灰稳定粒料18013003土基32第1层顶面竣工验收弯沉值LS=36.4(0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算)LS=42.4(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)第2层顶面竣工验收弯沉值LS=122.1(0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算)LS=170.1(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)土基顶面竣工验收弯沉值LS=291.1(0.01mm)(根据“路基路面测试规程”公式计算)LS=360.6(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)方案二：（2）水泥混凝土路面设计设计内容:新建单层水泥混凝土路面设计公路等级:二级公路变异水平的等级:中级可靠度系数:1.13面层类型:普通混凝土面层序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重(kN)(kN)(kN)(kN)1单后轴货车00277.3000020002单后轴货车002154.3000010003单后轴货车00292.9000020004单后轴货车00280.25000010005单后轴货车002172.600001000 行驶方向分配系数1车道分配系数1轮迹横向分布系数.39交通量年平均增长率5％混凝土弯拉强度5MPa混凝土弯拉模量33000MPa混凝土面层板长度6m地区公路自然区划Ⅱ面层最大温度梯度88℃/m接缝应力折减系数.87基(垫)层类型----新建公路土基上修筑的基(垫)层层位基（垫）层材料名称厚度(mm)回弹模量(MPa)1水泥稳定粒料16013002石灰粉煤灰土1806003填隙碎石1505004土基32基层顶面当量回弹模量ET=212.4MPaHB=220r=.636SPS=1.21SPR=5.25BX=.69STM=2.21KT=.54STR=1.2SCR=6.45GSCR=7.29RE=45.8%HB=282r=.815SPS=.86SPR=3.71BX=.52STM=2.12KT=.53STR=1.13SCR=4.84GSCR=5.47RE=9.4%HB=298r=.861SPS=.79SPR=3.43BX=.49STM=2.12KT=.53STR=1.13SCR=4.56GSCR=5.15RE=3%HB=304r=.878SPS=.77SPR=3.33BX=.47STM=2.07KT=.52STR=1.08SCR=4.41GSCR=4.98RE=-.4%设计车道使用初期标准轴载日作用次数:1.447365E+07路面的设计基准期:20年设计基准期内标准轴载累计作用次数:6.812657E+10路面承受的交通等级:特重交通等级基层顶面当量回弹模量:212.4MPa混凝土面层设计厚度:304mm（2）新建基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算新建基(垫)层的层数:3标准轴载:BZZ-100层位基（垫）层材料名称厚度(mm)回弹模量(MPa)1水泥稳定粒料16013002石灰土1806003填隙碎石1505004土基32第1层顶面竣工验收弯沉值LS=43(0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算)LS=51.4(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)第2层顶面竣工验收弯沉值LS=84.7(0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算)LS=111.7(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)第3层顶面竣工验收弯沉值LS=219.5(0.01mm)(根据“沥青路面设计规范”公式计算) LS=333.4(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)土基顶面竣工验收弯沉值LS=291.1(0.01mm)(根据“路基路面测试规程”公式计算)LS=360.6(0.01mm)(根据“基层施工技术规范”公式计算)课程设计心为期两周的课程设计终于在紧张的节奏中接近尾声，两周的时间，同学们都受益匪浅，它是繁忙的，但更是充实的。路面路基工程课程设计，是路面路基工程课程的最后一个重要教学环节，是我们专业第一次也是最重要的一次较全面地运用一年来所学各方面知识进行实践性训练的重要环节，它牵涉到了两年来所学课程的内容，还牵涉到了以前所学习的《材料力学》、《结构力学》等课程内容，可以说它是对一年多来前面所学各课程的一个很好总结，更是一个前所未有的实践性挑战！两周的时间，是漫长的。可以看出，一天天，同学们大都是一步步熬过来的，由于像材料的选取部分内容比较难，这要花费我们一部分时间去一点一点儿的查找资料学习，在加上校核的反复性，说是熬过来的一点儿也不为过。但两周的时间，也是短暂的。几乎所有的时间用来做但仍然感觉时间是那么的不够用。无论如何，没有人放弃，大家都坚强的挺了过来。课程设计共分为三个阶段：第一阶段：复习我们所学习的课堂内容；第二阶段：找到需要使用材料的性质；第三阶段：利用软件做出课程设计。两周的课程设计，要谈感受，没有人说自己认识不深刻的，它不但花去了我们大量的劳力精力，更耗费了大量的脑力精力，但相应的，我们得到的也很多。通过这次课程设计，使我们学到了很多仅靠课本不能学到的知识，还学到了些以前没有讲过的知识；另外，加深了对以前学过的相关机械设计方面的知识，对今后的社会实践及就业无疑起到重要作用。一周的时间，大家是繁忙的，但更是充实的。