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公路沥青路面设计摘要：沥青公路在交通运输中性能优良，运用广泛，为国家的经济腾飞起到了巨大的作用。其建设本钱高昂，技术难度要求高，在保证路基稳定性好、持久耐用的同时还要求外表平整、抗滑性能良好。公路沥青路面的设计修建原那么颇多，标准严格。计算精度高，需综合考虑。本次课程设计〔沥青路面设计〕综合考虑了该地自然条件，参照设计标准，通过严谨计算，符合本地沥青路面建设的标准。关键词：沥青路面设计、设计标准、标准1根本资料四川达州地区准备新建市郊一级公路，公路设计基准年为2021年，使用年限15年，拟选沥青路面结构路面进行路面结构设计。公路技术等级为一级公路，为双向六车道。预测交通量年增长率前八年为9%，八年后为3%。1.1气侯水文资料该公路位于夏热冬冷地区，年均温16摄氏度，属亚热带季风气候，温和湿润、四季清楚。雨水多集中在6〜月，约占全年降水量的50犯上，年土§降水量120A1500毫米。1.2土质与筑路资料该路段山区盆地，土基为砂性土，路基干湿状态为中湿。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好，砂砾的储量也较丰富，沿线有多个水泥厂、石灰厂，产量大质量好。另外，附件发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本工程建设。1.3交通资料根据工程可行性研究报告得知初期交通组成与交通量如表1-1所示，不同车型的交通量参数见标准。供学习参考 表1-1交通组成及交通量表车型汽车交通量〔辆/日〕解放CA10B160解放CA30A210东风EQ140190黄河JN150120黄河JN162180黄河JN360170长征XD160150交通SH14180交逋量平均年增长率前八年为9%,八年后为3%2沥青路面设计2.1轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表2-1确定。表2-1标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P〔KN100单轮当量圆直径d〔mm21.30轮胎接地压强P〔Mp创0.70两轮中心距〔cni1.5d2.1.1当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载P的作用次数n均换算成标准轴载P的当量作用次数NoC1C2ni(pip)4.35供学习参考供学习参考式中：N-以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数;供学习参考 Q一被换算车型的各级轴载换算次数〔次/日〕;P—标准轴载〔kN〕；P—各种被换算车型的轴载〔kN〕；G一轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38;C2-轴数系数。K-被换算车型的轴载级别。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：Ci11.2m1式中：m-轴数表2-2轴载换算结果车型P〔kN〕C1C2〔次/日〕4_4-k,、4.35CGni(Pi/P)解放CA10B前轴19.4016.4160一后轴60.851116018.44解放CA30A前轴29.5016.42106.64后轴2X36.752.21210121.06东风EQ140前轴23.7016.4190一后轴69.201119038.30黄河前轴49.0016.412034.49后轴101.6011120128.58供学习参考 JN150黄河前轴59.5016.4180120.39JN162后轴115.0011180330.60黄河前轴50.0016.417053.35JN360后轴2X110.002.2117011545.43长征前轴42.6016.415023.45XD160后轴2X85.202.211503352.79父通刖轴25.5516.4801.35SH141后轴55.1011805.99累计交逋量2]N15780.86那么其设计年限内一个车道上的累计量轴次Ne：Ne[(1)t1]365Ni式中Ne-设计年限内一个车道的累计当量次数；t一设计年限，由材料知，t=15年；Ni-设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；一设计年限内的交通量平均增长率，由设计资料可知，前8年丫=0.09,然后的7年丫=0.03;一车道系数，此设计高速选定为双向六车道，刀=0.3。那么前8年的累计当量轴次：供学习参考 Ni[(1)t1]365N[(10.09)81]365d15780.860.30.091.906107后7年的累计当量轴次:[(1)t1]365IN2[(10.03)71]3650.032.638107815780.86(10.09)0.3那么其设计年限内一个车道上的累计量轴次Ne:NeN1N23.544107由上面的计算结果Ne3.544107,故根据交通等级标准可以判定该交通量属于特重交通。2.1.1验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，轴载当量换算〔1〕验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载p的作用次数ni均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N"。KCCniL)8i1p式中：N-以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数;Q一被换算车型的各级轴载换算次数〔次/日〕；P一标准轴载〔kN〕；Pi—各种被换算车型的轴载〔kN〕；供学习参考 C1一轴数系数;C2一轮组系数，双轮组为1.0,单轮组为18.5,四轮组为0.09当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：C112m1式中：m-轴数。〔2〕将交通量换算成标准轴载换算与累计轴载表2-3轴载换算结果车型Pi〔kN〕C1C2ni〔次/日〕cGm%)8解放CA10B前轴19.40118.5160一后轴60.85111603.01解放CA30A前轴29.50118.5210一后轴2X36.753121035.77东风EQ140前轴23.70118.5190一后轴69.20111909.99黄河JN150前轴49.00118.5120一后轴101.6011120136.25黄河JN162前轴59.50118.518052.31后轴115.0011180550.62供学习参考 黄河JN360前轴50.00118.517012.29后轴2X110.0031170186578.00长征XD160前轴42.60118.5150一后轴2X85.203115021324.46父通SH141前轴25.55118.580一后轴55.1011800.68累计交逋量三N208703.40那么前8年的累计当量轴次:[(1)t1]365N1[(——)]-^N0.092.520108[(10.09)81]365,208703.400.3后7年的累计当量轴次:N2[(1)t1]365[(10.03)71]3650.033.489108312683.10(10.09)80.3其设计年限内一个车道上的累计量轴次Ne：NeN1N26108供学习参考供学习参考由上面的计算结果Ne6108,故根据交通等级标准可以判定该交通量属于特重交通。供学习参考 2.2结构组合与土基回弹模量根据？公路沥青路面设计标准？，该道路为一级公路，沥青路面设计年限为15年，并考虑公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰水泥等材料供应，路面结构层采用沥青混凝土［180mm］，基层采用水泥稳定碎石〔厚度待定〕，底层采用级配碎石［250mm〕，采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土〔40mm〕，中面层采用中粒式密级配沥青?M凝土〔60mm〕，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土〔80mm〕。2.3各层材料的抗压模量和劈裂强度土基干湿类型确定为中湿，由土质，干湿类型，道路最大冻深，基层垫层类型查表确定路面最小防冻厚度为50cm土基回弹模量确实定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度参照标准2&出的推荐值确定，见表2-4。表2-4结构组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂〔Mp目15°C模量20。CWB1细粒式沥青混凝土4200014001.22中粒式沥青混凝土6180012001.03粗粒式沥青混凝土8120010000.84水泥稳定碎石彳寸Ah150015000.65级配碎石25250250一6土基一3030一供学习参考 2.3设计指标确实定2.3.1设计弯沉值公路为一级公路，那么公路等级系数Ac取1.0;面层是沥青混凝土，那么面层类型的系数As取1.0;路面结构为半刚性基层沥青路面，那么路面结构类型系数入取1.0。ld600Ne0.2AcAsAb式中：ld—设计弯沉值Ne—设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数Ac—公路等级系数，一级公路为1.0As—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0Ab—基层类型系数，半刚性基层为1.0所以：0.2Id600NeAcAsAb0.2600(3.544107)1.01.01.018.54(0.01mm)供学习参考 2.5路面结构层厚度的计算各层材料容许层底拉应力r,按以下公式计算:式中r-路面结构材料的极限抗拉强度〔Mpei;s-路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限Ne次加载的疲劳弯拉应力〔Mp创;ks一抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数:Ks0.09NeO.22/Ac0.09(3.544107)0.22/1.04.12对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数:Ks0.35NeO.11/Ac0.35(6108)0.11/1.03.23表2-5结构层容许弯拉应力材料名称s〔MpHksR〔Mpei细粒沥青混凝土1.24.120.29中粒沥青混凝土1.04.120.24粗粒沥青混凝土0.84.120.19水泥稳定碎石0.63.230.19级配碎石一一一供学习参考 2.5路面结构层厚度的计算应用程序计算新建路面结构厚度公路等级:高速公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:18.54(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:20(cm):LD=18.54(0.01mm)H(4)=45cmLS=19(0.01mm)H(4)=50cmLS=17.4(0.01mm)H(4)=46.4cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度H(4)=46.4cm(第1H(4)=46.4cm(第2H(4)=46.4cm(第3H(4)=46.4cm(第4层底面拉应力验算满足要求)层底面拉应力验算满足要求)层底面拉应力验算满足要求)层底面拉应力验算满足要求)供学习参考路面设计层厚度H(4)=46.4cm(仅考虑弯沉)H(4)=46.4cm(同时考虑弯沉和拉应力2.6路面结构层厚度确实定根据计算内容，最终确定该道路结构设计为六层，各个结构层的厚度确定见表2-6供学习参考 表2-6路面结构层采用厚度层位结构层材料名称厚度(cm)1细粒式沥青混凝土42中粒式沥青混凝土63粗粒式沥青混凝土84水泥稳定碎石475级配碎石256土基一供学习参考 本课程设计的制定通过对达州地区市郊交通量的调查与预测，综合考虑了该地地质水文及筑路材料条件，可信度高、实施性强、运用广泛。文中对车辆标准轴载进行了计算，根据设计标准，确定了交通等级。并且计算了设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值，确定了路基土基回弹模量值，拟定可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的抗压回弹模量，完成了路面厚度的计算。根据相关技术标准和标准，同时借取该地区已有工程的经验及数据，初步拟定了合理的方案。随着科学技术的开展，生产力的进步，对公路运输能力及质量要求也有了相应的提高，本文在某些方便还不够全面，还有不切实际的因素存在，在生产建设中还有待改进提高。供学习参考 这次课程设计能够得以顺利完成，是所有指导过我的老师、帮助过我的同学一直默默支持的结果。在这里我要对他们表示深深的谢意！首先要特别感谢我的指导老师一刘建老师、郭寒英老师。两位老师在我的课程设计过程中，给我提供了极大的帮助和指导。刘老师不耐其烦的为我指导了本次课程设计，郭老师在路基路面工程的授课中为我作出了理论指导。除此之外，他们还是我的专业任课老师,两位老师严谨的治学观念、务实的行为作风、认真的工作态度、独特的人格魅力使我学到了很多。这将是我人生道路上一笔巨大的财富。我将以两位老师为典范目标，勤奋上进、坚持不懈。其次我要感谢中外所有在相关领域做出珍贵研究的学者和专家，是你们的研究是我学习的不竭源泉，是你们的研究使我的专业水平不断提升。供学习参考 参考文献[1]?公路工程技术标准?JTGB01-2003；[2]?公路路基设计标准?JTGD30-2004；[3]?公路沥青路面设计标准?JTGD50-2006；[4]?公路水泥混凝土路面设计标准?JTGD40-2002；[5]?路基路面工程?邓学钧编著；[6]?公路路基设计手册?人民交通出版社，1996.北京；[7]?公路设计手册-路面?人民交通出版社，1999.北京；供学习参考