d路基路面工程课程设计

目录1基本设计资料........................................................................................................................................12沥青路面设计........................................................................................................................................12.1轴载分析.....................................................................................................................................12.2结构组合与材料选取...............................................................................................................42.3各层材料的抗压模量和劈裂强度.......................................................................................42.4设计指标的确定.......................................................................................................................52.5路面结构层厚度的计算.........................................................................................................62.6高等级公路沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算...................72.7防冻层厚度检验.......................................................................................................................83水泥混凝土路面设计..........................................................................................................................83.1交通量分析................................................................................................................................93.2初拟路面结构.........................................................................................................................103.3确定材料参数.........................................................................................................................103.4计算荷载疲劳应力................................................................................................................113.5计算温度疲劳应力................................................................................................................113.6防冻厚度检验和接缝设计..................................................................................................12参考文献...................................................................................................................................................13路基路面课程设计11基本设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长8.7%，车道系数η=0.5，该路段处于中国公路自然区划II2区，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道2×7.5m，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段，设计任务书要求收费站采用水泥混凝土路面，其他路段采用沥青混凝土路面。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=19Mpa，中湿路段E0=29Mpa，干燥路段E0=30Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。表1-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230585解放CA10B905黄河JN150385长征XD250305依土姿TD501485菲亚特650E245太脱拉138472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3-1确定。表3-1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（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）1．5d﹙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iP的作用次数in均换算成标准轴载P的当量作用次数N。35.4211)(ppnCCNiiKi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；路基路面课程设计2in—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；P—标准轴载（kN）；iP—各种被换算车型的轴载（kN）；C1—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：111.21Cm式中：m—轴数。表2-2轴载换算结果车型iP（kN）1C2Cin（次/日）4.3512()iipCCnp跃进NJ230前轴23.7011585—后轴69.2011585117.93解放CA10B前轴19.4011905—后轴60.8511905104.28黄河JN150前轴49.001138517.29后轴101.6011385412.52长征XD250前轴37.80112954.29后轴2×72.60112951494.09依土姿TD50前轴42.2011148534.82后轴90.00111485939.03菲压特650E前轴33.00112451.97后轴72.001124558.69太脱拉138前轴51.4011472.60后轴2×80.0012.247798.81∑N3986.32则其设计年限内一个车道上的累计量轴次eN：1[(1)1]365teNN式中eN—设计年限内一个车道的累计当量次数；t—设计年限，由材料知，t=20年；1N—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；路基路面课程设计3—设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.087；—车道系数，由材料知η=0.5。则：10600.35.032.3986087.0365]1)087.01([365]1)1([7201NNte次。﹙2﹚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iP的作用次数in均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数'N。8'21'1')(ppnCCNiiKi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；in—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；P—标准轴载（kN）；iP—各种被换算车型的轴载（kN）；'1C—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。'2C—轴数系数；表2-3轴载换算结果车型iP（kN）'1C'2Cin（次/日）''812()iipCCnp跃进NJ230前轴23.7011585—后轴69.201158530.76解放CA10B前轴19.4011905—后轴60.851190517.01黄河JN150前轴49.0011385—后轴101.6011385437.13长征XD250前轴37.8011295—后轴2×72.60112955828.48依士姿TD50前轴42.20111485—后轴90.00111485639.24菲压特650E前轴33.0011245—后轴72.001124517.69太脱拉138前轴51.4011470.23后轴2×80.0012.2474441.00∑N11411.54则其设计年限内一个车道上的累计量轴次'eN为：路基路面课程设计410031.15.054.11411087.0365]1)087.01([365]1)1([8201NNte次。2.2结构组合与材料选取根据《公路沥青路面设计规范》，并考虑公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供应，路面结构层采用沥青混凝土（190mm），基层采用水泥稳定碎石（厚度待定），底层采用二灰土（300mm），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混凝土（60mm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（90mm）。2.3各层材料的抗压模量和劈裂强度土基回弹模量的确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已参照规范给出的推荐值确定。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（Mpa）15°C模量20°C模量①细粒式沥青混凝土4200014001.4②中粒式沥青混凝土6180012001.0③粗粒式沥青混凝土9120010000.8④水泥稳定碎石待定150015000.5⑤二灰土357507500.25⑥土基—3030—2.4设计指标的确定﹙1﹚设计弯沉值dl公路为一级，则公路等级系数cA取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数sA取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数bA取1.0。0.2600decsblNAAA式中：dl—设计弯沉值路基路面课程设计5eN—设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数cA—公路等级系数，一级公路为1.0sA—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0bA—基层类型系数，半刚性基层为1.0所以mmAAAIdbsceN98.140.10.10.1)10031.1(60060082.02.0﹙2﹚各层材料按容许层底拉应力R，按下列公式计算：sRsk式中：R—路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）；s—路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限eN次加载的疲劳弯拉应力（Mpa）；sk—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：21.5/09.022.0AcNeKs对无机