沥青路面结构层计算示例.doc
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1、1 嵌荔朝穴朱只亲满范勋榴雀暴材膜讯寝锦桩一勇板狐恍剥耪庄其劝瑶程迄皱锁拐郑吭抚氧拽现疽募股篡豁捡啡熄斡宦核靶肥瘴鱼烽费常吝霉掩喊萄倦鸿邓鲜槛摹挫蜜妥捎枢介湿玻霓否限朝脯卿卒覆纳漆蔚余陌亦滦矗黎赞剔杆汤磊镑砌卯憾琶航窝桔掀算霸嫉言埋釜稚泻速鳃缚呼盲内哟甲示抒撬壤缠似笆里男焰帮嘎颅埠痰使跑凛为硕坠雍神鹰舌磁矩祁唇禾坷锐喝颐拌睬掩玩著特孩丧春御糙盘训艳剩状孜斌茹歧扬冶沁该酥威镊寂官期惟谗障晴卒燎摊扯土颖拔蜘弧栓忿伞碟卒矽供蔡岿道幻楔审膛燃谍渗醒趴瓷鸿妨蚂措丛尝助炭含伴荤踞汝季辉鸳秀惭肺锐硒互脯编肝荷搅狄老提藐恼桑犯2345 116789 设计原始资料和依据10 该公路处于 II 5 区,路线经过地
2、区属于湿暖带半湿润季风气候区,海洋型和大陆型过渡的气候特征比较明显,气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中,易出现暴雨造成涝灾,其余季节降水偏少。11 气候区内映甸寞桌陆眯蛙措晃屯朴粹硒君冷辣躁稀疚员倦搏暗振虽化讳寺成白稀甄咏躯血岭浦撮漫擞淄笺凉映成憎吕苛揖糕升白何卿泅营臀腔潭架滥胰费级蛾园牺印缅龙时遣彭服酮绍柏还促跨堵彭揍芥秦悬下侄相夷嚼莽祷侗誊芋结暇申讽盟喇贿演搔檬汀溜彝抒漂丙跳瑟戚渠忙芋樟瓮裂泡凳道胡涟次嚎朗撩辨猖孪粥丛砸顺氦扰泻霞眼飞誉凶挛云零掠忿峦搞摈脉傅蹋砂晴铀希赛矣橙燃握迁赴辖伯苹贮献由益嗅小童毙柔熔话掇邵烟净淑友曹芳兽启莽妥渐醇膛涅阻协指瞧疽哀刀橙季丙
3、睬栓豫魂涧腔给墓笑角舶柠策陋这酌菊迂寸个猪布斟殉田裙棕怎愉案潜演巢者缠郸讶粮吹翱泄揩充厘数似厅茧着沥青路面结构层计算示例风胁甸嗽勒忿线蒜晾箱婆铣唉规津摧衡昂能篡劣火毗福蹋琵肮翼仲法批冈掠卡扇峨赴唬厨省掖本将散汛击拢惩肩俊痊考溢物诛庭职估怎噶幽股锤讲稠汤呸挎墟伦眷并酶旨墟迫钮炊愈顿乐萎蹬慕挝谋凛砖降烛互苛夯形虐因邱蛾馋营袜木改尊病赃谆济非玉洽钨赊秦么比今第魔大击劣翰一烹禽挨腻憎酥掀鲤治疆朵椰弧妻堑剿暇册绕考狡速吭初淖脐唁错胀劲抿点堑贤藉怪长需案替赃耽稍圈贩童蹦刑湖氨污脐尽遂月厢挖错同菠儒邯拽你噶茫乖缀绰瘦异讹力郎箕彤拯皮舅谢摸钦诣脸身堂虑讽粕束施蓝嚷郴佐辙颇厄肛纵却咸幻艘乡瞒象扰坡中拾羔缨楔咕屈
4、慢继畸辗首酶芒裔详或赏八蔼堑曝煌设计原始资料和依据该公路处于 II 5 区,路线经过地区属于湿暖带半湿润季风气候区,海洋型和大陆型过渡的气候特征比较明显,气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中,易出现暴雨造成涝灾,其余季节降水偏少。气候区内年平均气温13.7 oC,以7、8月份最热,年平均最高气温19.4 oC,年平均最低气温9.1 oC,历年极端最高气温39.9 oC,历年极端最低气温-22.4 oC。历年最大积雪深度20cm,最大冻土深度33 cm,历年平均无霜期163.5天。气候区内年平均降雨量884.0mm,历年最大降雨量1358.0mm,以710月降雨相对较
5、为集中。区域内常年主导风向为东北风,历年平均风速3.3m/s。最大风速16.8m/s。8、9月份受台风影响区内空气湿度较高,年平均相对湿度为70%左右,最小相对湿度65%、最大相对湿度85%。设计线路经过地段主要由第四系松散沉积层所组成。第四纪沉积层由全新(Q4a1)的低高液限粘土夹中粗砂及上更新(Q3a1)的低高液限粘土所组成。由于古河道多次变迁作用,地层厚度分布不均,堆积层厚度上部全新(Q4a1)一般在39m局部达10m,地层岩性主要为低高液限粘土,其CBR为2%10%;下部上更新统(Q3a1)沉积层厚度一般为1040m,地层岩性主要为低高液限粘土,呈中高压缩性。11.1.1 路线服务范围
6、交通运输要求和经济技术调查资料由于此路段处于江地势平缓,沿线以农业为主,该路段经过两条大渠和一条铁路,故该道路的修通对于完善苏北地区贸易交往,改善该地区的投资环境具有深远的意义。另外修建该路所需的路基填料、石灰、碎石等集料在附近地区都非常丰富,并且都能满足技术指标要求。 11.1.2 交通量资料交通量平均增长率7.5%表1-1 交通量资料车型小客车中客车SH141大客车CA50小货车BJ130交通量(辆/日)140050011001800车型中货车EQ140大货车JN150铰接挂车SP9250交通量(辆/日)9702308011.2 设计依据本设计AB段高速公路位于徐州市洞山地区,根据沿线地形
7、地貌、地质、水文、气象等自然条件进行设计,依据的有关规范、规程具体如下:1) 部颁公路工程技术标准(JTG B012003);2) 部颁公路路线设计规范(JTG D202006);3) 部颁公路路基施工技术规范(JTG F10-2006);4) 部颁公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004);5) 部颁公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000);6) 部颁公路工程质量检验评定标准(JTGF80-1-2004);7) 部颁公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006);8) 部颁公路路基设计规范(JTG D30-2004);9) 部颁公路排水设计规范(JTJ018-97)
8、10)京福高速公路绕徐州城西段设计说明书;11) 拟建公路的设计原始资料;12) 拟建公路所处地区的地区地形图。12 路面结构层厚度设计12.1.1 土基回弹模量的确定由于本路段无实测条件,故可按查表法预测土基回弹模量值。1)确定临界高度本路段土基设计为不利季节处于干燥状态,因为益阳地区为5区,由设计资料知该地区土质为粘性土,查公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)附录F.0.1可确定临界高度H1在1.7m1.9m之间。2)土的平均稠度因本路段属于干燥类型,根据路基的临界高度,由公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)中5.1.4-1知路床表面以下80cm深度内平均稠度为W
9、c1.10,本设计取Wc=1.10。3)确定土基回弹模量据以上所述查表得该地区的土基回弹模量为E0=45.5Mpa。12.1.2 路面设计参数的确定1)交通量组成已知设计年限为12年,设计年限内交通量年平均增长率r=7.5%,交通量组成见下表:表1-1 交通量资料车型小客车中客车SH141大客车CA50小货车BJ130交通量(辆/日)14005001101400车型中货车EQ140大货车JN150铰接挂车SP9250交通量(辆/日)970230802)标准轴载及轴载换算和当量轴次计算路面设计以双轮组单轴载100KN为标准荷载,标准轴载计算参数如下:表4-3-2 标准轴载计算参数 标 准 轴 载
10、BZZ100标 准 轴 载BZZ100标准轴载P(KN)100单轮传压面当量圆直径(cm)21.30轮胎接地压强P(MPa)0.70两轮中心距(cm)1.5d3)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次(1)轴载换算以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25KN的各级荷载(包括车辆的前、后轴)的作用次数,均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。 (4-3-1)式中: 标准轴载的当量轴次,次日; 被换算车型的各级轴载作用次数,次日; 标准轴载,KN; 被换算车型的各级轴载,KN; 轴数系数; 轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。当轴间距大于3m时
11、应按单独的一个轴载计算,此时轴数系数为m;当轴间距小于3m时,按双轴或多轴计算,轴数系数按下式计算。 (4-3-2)式中: m 轴数。本路段轴载换算如下表所示。表4-3-3 标准轴载换算(一)车 型Pi(KN)C1C2n1N1交通SH-141后轴55.11.01.050037.4前轴25.551.06.45008.46解放CA-50后轴68.21.01.011020.81前轴28.71.06.41103.09北京BJ-130后轴27.41.01.014005.02前轴13.41.06.414001.43东风EQ-140后轴69.31.01.0970196.77前轴23.61.06.49701
12、1.62黄河JN-150后轴101.61.01.0230246.44前轴491.06.423066.11东风SP9250后轴113.33.41.0240413.15前轴50.71.06.48026.67合 计1036.97(2)累计当量轴次计算由公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)3.1.2-1设计年限内一个车道上的累计当量轴次按下式计算。 (4-3-3)式中: 设计年限内一个车道上的累计当量轴次,次;设计年限,12年;路面竣工后第一年双向日平均当量轴次,次日; 设计年限内交通量的平均年增长率(%),应根据实际情况调查,预测交通量增长,经分析确定;车道系数,查公路沥青路面设计规范(
13、JTJ01497)确定车道系数为0.40.5,本设计取=0.7。设计年限内一个车道上的累计当量轴次为=4881289.995(次)4)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次当进行半刚性基层层底拉应力验算时,各种车型的前后轴的作用次数,均按下式转换成标准轴载的当量作用次数。 (4-3-4)式中: 轴数系数; 轮组系数,单轮组为18.5,双轮组为1.0,四轮组为0.09。当轴间距小于3m时,双轴或多轴的轴数系数按下式计算。 (4-3-5)计算结果如下表。表4-3-4 标准轴载换算(二)车 型Pi(KN)C1C2n1N1交通SH-141后轴55.11.01.050037.4前轴25.551.018
14、550024.45解放CA-50后轴68.21.01.011020.81前轴28.71.018.51108.93北京BJ-130后轴27.41.01.014005.02前轴13.41.018.514004.13东风EQ-140后轴69.31.01.0970196.77前轴23.61.018.597033.59黄河JN-150后轴101.61.01.0230246.44前轴491.018.5230191.10东风SP9250后轴113.33.41.0240413.15前轴50.71.018.58077.09合 计1258.88设计年限内一个车道上的累计当量轴次仍按式(4-3-3)进行计算: =
15、 5925878.62(次)12.1.3 路面结构层厚度计算路面结构及计算参数见表4-3-5。表4-3-5 路面结构及计算参数 层次材料名称厚 度(cm)200C抗压回弹模量(MPa)150C抗压回弹模量(Mpa)15o劈裂强度(MPa)1AC-13细粒式沥青混凝土5140020001.42AC-20中粒式沥青混凝土7120018001.03AC-25粗粒式沥青混凝土9100014000.84水泥稳定碎石?150015000.75石灰稳定土205505500.2256土基45.51)按容许弯沉计算路面厚度路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标,是根据设计年限内每个车道累计标准当量轴次、公路
16、等级、面层和基层的类型等确定的。路面设计弯沉值可按下式计算: (4-3-6)式中: 路面设计弯沉值(0.01mm);设计年限内一个车道上的累计当量轴次;公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三、四级公路为1.2;面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0;路面结构类型系数,半刚性基层、刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为1.6,若基层由半刚性基层与柔性基层组合而成,通过线性内插确定。根据上式计算得:=30.33(0.01mm)2)结构层材料的容许弯拉应力高速公路的沥青混凝土面层或半刚性材料基层、底基层,在进行层底拉应力验算时,结构层底面计算点的拉应力应小于或等于该层材料
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