路基路面工程都课程设计5.doc
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1、路基路面课程设计目录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131 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=0.5,该路段处于中国公路自然区划II2区,路面宽
2、度为B=24.5m,行车道为四车道27.5m,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
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)15d1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的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中: 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; 被换算车型的各级轴载换算次数(次/日); 标准轴载(); 各种被换算车型的轴载(); 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。 被换算车型的轴载级别。当轴
4、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:式中:m轴数。表2-2 轴载换算结果车型()(次/日)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272.60112951494.09依土姿TD50前轴42.2011148534.82后轴90.00111485939.03菲压特650E前轴33.00112451
5、.97后轴72.001124558.69太脱拉138前轴51.4011472.60后轴280.0012.247798.81N3986.32则其设计年限内一个车道上的累计量轴次: 式中 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; 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次; 设计年限内的交通量平均增长率,由材料知,=0.087; 车道系数,由材料知=0.5。则: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的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。式中: 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; 被换算车型的各级轴载换
6、算次数(次/日); 标准轴载(); 各种被换算车型的轴载(); 轮组系数,双轮组为1.0,单轮组为18.5,四轮组为0.09。 轴数系数;表2-3 轴载换算结果车型()(次/日)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272.60112955828.48依士姿TD50前轴42.20111485后轴90.00111485639.24菲压特650E前轴33.0011245后轴72
7、.001124517.69太脱拉138前轴51.4011470.23后轴280.0012.247 4441.00N11411.54则其设计年限内一个车道上的累计量轴次为: 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(190),基层采用水泥稳定碎石(厚度待定),底层采用二灰土(300),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(40),中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(60),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(90)。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
8、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)15C模量20C模量细粒式沥青混凝土4200014001.4中粒式沥青混凝土6180012001.0粗粒式沥青混凝土9120010000.8 水泥稳定碎石待定150015000.5二灰土357507500.25土基30302.4 设计指标的确定1设计弯沉值公路为一级,则公路等级系数取1.0;面层是沥青混凝土,则面层类型的系数取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取1.0。式中: 设计弯沉值 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数 公路
9、等级系数,一级公路为1.0 面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0 基层类型系数,半刚性基层为1.0所以 2各层材料按容许层底拉应力,按下列公式计算: 式中 : 路面结构材料的极限抗拉强度(Mpa); 路面结构材料的容许拉应力,即该材料能承受设计年限次加载的疲劳 弯拉应力(Mpa); 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: 对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数: 对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数: 表2-5 结构层容许弯拉应力材料名称(Mpa)(Mpa)细粒沥青混凝土1.45.210.27中粒沥青混凝土1.05.210.19粗粒沥青混凝土0.85.210.15水泥稳
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