路基路面課程設計模板

1、目 錄1 基本資料11.1個人資料11.2 自然地理條件11.3土基回彈模量的確定11.4交通量驗算12 軸載計算22.1代表軸載22.2軸載換算22.1.1以彎沉值和瀝青層的層底拉力為設計標準2以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應力為設計指標32.1.3累計交通軸次綜合表33 初擬路面結(jié)構(gòu)44 路面材料配合比設計和設計參數(shù)的確定44.1材料的確定44.2路面材料抗壓回彈模量的確定4瀝青材料抗壓回彈模量的確定4半剛性極其他材料抗壓回彈模量的確定44.3材料劈裂強度的測定55驗算擬定方案55.1計算各方案彎沉值55.2設計方案驗算6驗算方案一6驗算方案二8驗算方案三96方案對比101. 基本信息和初試條

2、件1.1個人信息姓名：王飛學號：0720140023（高速公路）班級：07交通一班地區(qū)：河北省涿州市1.2自然地理條件新建高速公路處于區(qū)，為雙向四車道（車道系數(shù)0.40），擬定采用瀝青路面結(jié)構(gòu)進行施工圖設計，沿線為中液黏性土，稠度1.05，屬于中濕狀態(tài)，年降雨量750mm，最高溫度40最低溫度-25，多年最大凍深160cm。1.3土基回彈模量的確定設計路段路基處于中濕狀態(tài)，為中液黏性土，運用查表法確定土基回彈模量，設計值為39Mpa。1.4交通量驗算預計交通量增長率前五年為9%，之后五年7%，最后五年6%，瀝青路面累計標準軸次按15年計。 表1-1車型分類代表車型數(shù)量（輛/d ）小客車三湘CK

3、6560300中客車亞洲ZQ6600200大客車黃海DD6111CS430輕型貨車金杯SY132250中型貨車切貝爾D420680重型貨車黃河JN162A850鉸接掛車東風SP9250330對交通量進行折算驗算：將設計路段擬定交通量折算為小客車與高速公路分級要求比較，根據(jù)道路勘測設計公路分級要求，四車道高速公路折合成小客車平均日交通量為2500055000輛，具體折算驗算見表1-2 表1-2車型分類折算前數(shù)量（輛/d）折算后數(shù)量（輛/d）小客車21002100中客車200300大客車430645輕型貨車250375中型貨車6801360重型貨車8502550鉸接掛車330990 根據(jù)下公式計算

4、設計交通量 式中：設計交通量（pcu/d）起始年日交通量（pcu/d） 年平均增長率（%） 預測年限（年）通過計算后交通量為31957輛/天，符合高速公路分級標準，所擬定的交通量達到高速公路使用標準。2軸載計算2.1代表軸載見2-1表 表2-1汽車車型前軸重（kN）后軸重（kN）后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量（輛/d） 亞洲ZQ660015.5027.50120200黃海DD6111CS51.8096.40120430金杯SY13212.8027.60120250切貝爾D42028.2054.80120680黃河JN162A62.28116.22120850東風SP925050.70113

5、.303243302.2軸載換算軸載換算以彎沉值和瀝青層的層底拉力和半剛性材料的層底拉力為設計標準以彎沉值和瀝青層的層底拉力為設計標準 式中：標準軸載的當量軸次（次/日） 各種被換算車輛的作用次（次/日） 標準軸載（kN） 各種被換算車型的軸載（kN） 軸數(shù)系數(shù) 論組系數(shù)，雙輪組為1，單輪組為6.4，四輪組為0.38 當軸間距大于3m時，按單獨的一個軸計算，此時軸系數(shù)為1，當軸間距小于3m時，雙軸或多軸按C+1.2（m-1）計算，m為軸數(shù)。帶入數(shù)據(jù)計算累計交通軸次為1.83×10次以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應力為設計指標 式中：軸數(shù)系數(shù) 輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組18.5，四輪

6、組0.09對于軸間距小于3m的雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按計算，m為軸數(shù)帶入數(shù)據(jù)計算累計交通軸次為2.43×10次綜合表見表2-2換算方法彎沉值和瀝青層的層底拉力半剛性材料的層底拉力累計交通軸次1.83×102.43×10有表2-2可知，為重交通等級。3初擬路面結(jié)構(gòu)結(jié)合已有工程經(jīng)驗與經(jīng)典構(gòu)造，擬定了三個結(jié)構(gòu)方案，根據(jù)結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工機具的功能因素，初步確定路面結(jié)構(gòu)組合與各厚度如下：方案一：3cm細粒式瀝青混凝土+4cm中粒式瀝青混凝土+6cm粗粒式瀝青混凝土+37cm水泥穩(wěn)定碎石基層+？cm水泥石灰沙礫土層，以水泥石灰沙礫土為設計層。方案

7、二：3cm細粒式瀝青混凝土+4cm中粒式瀝青混凝土+6cm中粒式瀝青碎石+20粗粒式瀝青碎石+？cm級配碎石，以級配碎石為設計層。方案三4cm中粒式瀝青混凝土+6cm粗粒式瀝青混凝土+6cm粗粒式瀝青碎石+20cm水泥粉煤灰碎石+？cm水泥穩(wěn)定碎石。4路面材料配合比設計和設計參數(shù)的確定4.1材料的確定剛性材料、柔性材料取自沿線料場集合料瀝青選自A級90號，技術(shù)指標符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F402004）相關(guān)規(guī)定。4.2路面材料抗壓回彈模量的確定 瀝青材料抗壓回彈模量的確定 根據(jù)路基路面表14-15等擬定20和15的抗壓回彈模量，見表4-1 瀝青材料抗壓回彈模量測定與參數(shù)取值 表4

8、-1材料名稱20抗壓回彈模量（Mpa）15抗壓回彈模量（Mpa）方差方差細粒式瀝青混凝土19871991578266533919883362中粒式瀝青混凝土14201021207217118617842541粗粒式瀝青混凝土9725486113155911871429密集配瀝青碎石12451151013171215514002010半剛性極其他材料抗壓回彈模量的確定根據(jù)路基路面表14-16和相關(guān)計算擬定材料抗壓回彈模量，見表4-2 半剛性材料及其他材料抗壓回彈模量測定與參數(shù)取值 表4-2材料名稱抗壓模量（Mpa）方差水泥穩(wěn)定碎石318078016204750水泥石灰沙礫/p>

9、2090水泥穩(wěn)定沙礫261523321453085級配碎石400級配沙礫2504.3材料劈裂強度的測定根據(jù)路基路面表14-15和表14-16確定材料劈裂強度，見表4-3 路面材料劈裂強度 表4-3材料名稱細粒式瀝青混凝土細粒式瀝青混凝土細粒式瀝青混凝土水泥穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定沙礫水泥石灰沙礫土劈裂強度1.21.00.80.60.50.45驗算擬定方案5.1計算各方案的彎沉值路面的彎沉值由下式求出 式中：設計彎沉值（mm） 設計年限內(nèi)一個車道累計當量標準軸載通過次數(shù) 公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路取1.0，二級公路為1.1，三四級公路為1.2 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0，熱拌瀝青碎石、冷

10、拌瀝青碎石、上拌下貫或灌入式路面、理清處治為1.1 路面結(jié)構(gòu)系數(shù)，剛性基層、半剛性基層瀝青路面為1.0，柔性基層瀝青路面為1.6，若基層由柔性材料和半剛性材料組合而成，則位于兩者之間，通過線性內(nèi)插決定。計算各方案彎沉值：方案一：為半剛性基層，路面系數(shù)取1.0，通過計算得21.2mm方案二：為柔性基層，路面系數(shù)取1.6，通過計算得到33.9mm方案三：為半剛性和柔性材料組合基層，路面系數(shù)取1.35，通過計算28.6mm 歸總見表5-1 各方案彎沉值 表5-1方案方案一方案二方案三21.2mm33.9mm28.6mm5.2設計方案驗算驗算方案一 結(jié)構(gòu)厚度計算結(jié)果序號結(jié)構(gòu)層材料名稱20抗壓模量（Mp

11、a）15抗壓模量（Mpa）劈裂強度（Mpa）厚度（cm）容許拉應力（Mpa）均值標準差均值標準差1細粒式瀝青混凝土198719926653391.230.342中粒式瀝青混凝土142010221711861.040.283粗粒式瀝青混凝土972541315590.860.24水泥穩(wěn)定碎石318078031807800.6370.265水泥石灰沙礫土159025015902500.4150.146土基390- 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 21.2 (0.01mm) H( 5 )= 15 cm LS= 15.2 (0.01mm)H( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力驗算

12、設計層厚度 : H( 5 )= 15 cm(第 1 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 5 )= 15 cm(第 2 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 5 )= 15 cm(第 3 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 5 )= 15 cm(第 4 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 5 )= 15 cm(第 5 層底面拉應力驗算滿足要求) 路面設計層厚度 : H( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉) H( 5 )= 15 cm(同時考慮彎沉和拉應力) 驗算路面防凍厚度 :路面最小防凍厚度 50 cm驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .通過對設計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設計結(jié)果如下: -

13、細粒式瀝青混凝土 3 cm - 中粒式瀝青混凝土 4 cm - 粗粒式瀝青混凝土 6 cm - 水泥穩(wěn)定碎石 37 cm - 水泥石灰砂礫土 15 cm - 土基驗算方案二 結(jié)構(gòu)厚度計算結(jié)果序號結(jié)構(gòu)層材料名稱20抗壓模量（Mpa）15抗壓模量（Mpa）劈裂強度（Mpa）厚度（cm）容許拉應力（Mpa）均值標準差均值標準差1細粒式瀝青混凝土198719926653391.230.342中粒式瀝青混凝土142010221711861.040.283中粒式瀝青碎石900-1200-6-4粗粒式瀝青碎石1400-1500-20-5級配碎石400-400-19-6土基390-按設計彎沉值計算設計層厚度

14、: LD= 33.9 (0.01mm) H( 5 )= 15 cm LS= 35.9 (0.01mm) H( 5 )= 20 cm LS= 32.9 (0.01mm)H( 5 )= 18.3 cm(僅考慮彎沉)按容許拉應力驗算設計層厚度 : H( 5 )= 18.3 cm(第 1 層底面拉應力驗算滿足要求)H( 5 )= 18.3 cm(第 2 層底面拉應力驗算滿足要求)路面設計層厚度 : H( 5 )= 18.3 cm(僅考慮彎沉) H( 5 )= 18.3 cm(同時考慮彎沉和拉應力)驗算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 50 cm 驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .通過對設計層

15、厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設計結(jié)果如下: - 細粒式瀝青混凝土 3 cm - 中粒式瀝青混凝土 4 cm - 中粒式瀝青碎石 6 cm - 粗粒式瀝青碎石 20 cm - 級配碎石 19 cm - 土基驗算方案三 結(jié)構(gòu)厚度計算結(jié)果序號結(jié)構(gòu)層材料名稱20抗壓模量（Mpa）15抗壓模量（Mpa）劈裂強度（Mpa）厚度（cm）容許拉應力（Mpa）均值標準差均值標準差1中粒式瀝青混凝土142010221711861.030.282粗粒式瀝青混凝土972541315590.840.203級配碎石4000-6-4水泥粉煤灰碎石150012015001200.5200.225水泥穩(wěn)定碎石318078031

16、807800.6250.266土基390-按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 28.6 (0.01mm) H( 5 )= 15 cm LS= 27.8 (0.01mm) 由于設計層厚度 H( 5 )=Hmin時 LS<=LD, 故彎沉計算已滿足要求 . H( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力驗算設計層厚度 : H( 5 )= 15 cm(第 1 層底面拉應力驗算滿足要求)H( 5 )= 15 cm(第 2 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 5 )= 15 cm(第 4 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 5 )= 20 cm ( 5 )= .289 MPa H( 5 )

17、= 25 cm ( 5 )= .243 MPa H( 5 )= 23.1 cm(第 5 層底面拉應力驗算滿足要求) 路面設計層厚度 : H( 5 )= 15 cm(僅考慮彎沉) H( 5 )= 23.1 cm(同時考慮彎沉和拉應力) 驗算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 50 cm 驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過對設計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設計結(jié)果如下: - 中粒式瀝青混凝土 3 cm - 粗粒式瀝青混凝土 4 cm - 級配碎石 6 cm - 水泥粉煤灰碎石 20 cm - 水泥穩(wěn)定碎石 24 cm - 土基6方案比對 從經(jīng)濟方面考慮，可選取厚度最小的方案二，但是

18、方案二彎沉值（33.9mm）最大，剛度較小，影響使用壽命，而且瀝青層厚，經(jīng)濟投入更大；通過比較方案一和方案三，兩方案瀝青層厚度相同，雖然方案一比方案三厚度大，但是彎沉值小，從長遠應用方面考慮，方案一最合適。 致謝 首先，感謝徐平老師的教學工作，在大三土木認識實習時，徐老師曾經(jīng)帶過我路面實習，在這個學期，我又跟從徐平老師學習了路基路面工程，徐老師工作勤懇踏實，他講課認真嚴謹，不放過任何一個錯誤，對待同學耐心仔細，從徐老師的授課中，我學到了很多專業(yè)課知識，比如在路基路面工程的學習中，我學習到了公路的路基設計要求，擋土墻的設計，公路面層類型的組成和材料要求等等，通過學習這些知識使我可以完成這次課程設計，對畢業(yè)后工作的幫助也將是巨大的。另外，在跟徐老師的學習中，除了專業(yè)課外，我還學到了認真嚴謹?shù)淖鍪聭B(tài)度，這些都是可以一生受用的財富。 在這次課程設計當中,徐平老師對我的幫助和指導是極大的，在他的演示下我解決了一些難題，了解了設計的過程和軟件的應用，雖然我的設計當中還存在著一些弊端,但我相信,在徐老師的幫助和自己的努力下我會不斷的進步。 最后再次感謝徐老師的教導和幫助，同時也感謝在這次課程設計中互相探討，互相幫助的同學們。主要參考資料1 鄧學鈞，路基路面工程，人民交通出版社