路基路面課程設(shè)計(jì) (2)

1、<p><b>　　路面設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　Pavement design specification</p><p><b>　　作 者 姓 名 </b></p><p><b>　　專業(yè)、班級(jí) ： </b></p><p>　　學(xué)

2、號(hào) ： </p><p><b>　　指 導(dǎo) 教 師： </b></p><p>　　設(shè) 計(jì) 時(shí) 間： 2011. 06.21 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1基本設(shè)計(jì)資料2</b></p><p>

3、;　　2 瀝青路面設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1瀝青路面設(shè)計(jì)的內(nèi)容2</p><p>　　2.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則2</p><p><b>　　2.3軸載分析2</b></p><p>　　2.3.1彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力2</p><p>　　2.3.2半剛性基層層底

4、拉應(yīng)力2</p><p>　　2.4 青混凝土路面設(shè)計(jì)方案一2</p><p>　　2.4 .1結(jié)構(gòu)組合與材料選取2</p><p>　　2.4.2 各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度2</p><p>　　2.4.3設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定2</p><p>　　2.4.4 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算2</p>

5、<p>　　2.4.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的確定2</p><p>　　2.5 青混凝土路面設(shè)計(jì)方案二2</p><p>　　2.5 .1結(jié)構(gòu)組合與材料選取2</p><p>　　2.5.2 各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度2</p><p>　　2.5 .3設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定2</p><p>　　2.5.4

6、 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算2</p><p>　　2.5.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的確定2</p><p>　　3 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)2</p><p>　　3.1 交通量分析2</p><p>　　3.2 初擬路面結(jié)構(gòu)2</p><p>　　3.3 確定材料參數(shù)2</p><p>　　3.4

7、 計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力2</p><p>　　3.5 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力2</p><p>　　3.6防凍厚度檢驗(yàn)和接縫設(shè)計(jì)2</p><p>　　3.7軟件計(jì)算結(jié)果2</p><p><b>　　附圖2</b></p><p>　　附圖一新建瀝青路面一和路面二結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)圖2</p&g

8、t;<p>　　附圖二水泥路面結(jié)構(gòu)圖2</p><p><b>　　附圖三接縫2</b></p><p><b>　　附圖四傳力桿2</b></p><p><b>　　致 謝2</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)2</b&g

9、t;</p><p><b>　　1基本設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　某地（IV區(qū)）擬建一級(jí)公路，設(shè)計(jì)年限為15年，土基為粉質(zhì)土，確定土基的稠度為1.10，回彈模量取36MPa，路基干濕狀態(tài)為中濕狀態(tài)。在雙輪組（或多輪組）貨車型號(hào)中自行選取，型號(hào)不少于7種日交通量自擬交通等級(jí)屬于重交通或特重交通. 公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)，為雙向四車道,車道系數(shù)η=0.5。根據(jù)可行

10、性研究報(bào)告確定路段所在地區(qū)的近期交通組成與交通量，預(yù)測(cè)交通量增長(zhǎng)率前五年為γ=8.0%，中間五年γ=7.0%，后五年γ=6.0%.</p><p><b>　　2 瀝青路面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1瀝青路面設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　瀝青路面設(shè)計(jì)包括原材料的調(diào)查與選擇、瀝青混合料配合比以及基層材料配合比設(shè)計(jì)、各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)試

11、與選定、路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)層厚度驗(yàn)算以及路面結(jié)構(gòu)方案的比選等。</p><p>　　2.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　2.2.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將路基路面作為一個(gè)整體考慮，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2.2 在滿足交通量和使用要求的前提下，應(yīng)遵循“因地制宜、合理選材、方便

12、施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資”的原則進(jìn)行路面設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠的方案。</p><p>　　2.2.3 應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐基礎(chǔ)，積極推廣成熟的科研成果，積極、慎重地運(yùn)用行之有效的新材料、新工藝、新技術(shù)。</p><p>　　2.2.4 路面設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮沿線環(huán)境的保護(hù)、自然生態(tài)的平衡，有利于施工、養(yǎng)護(hù)工作人員的健康與安全。</p><p

13、>　　2.2.5 為確保工程質(zhì)量，應(yīng)盡可能選擇有利于機(jī)械化、工廠化施工的設(shè)計(jì)方案..</p><p><b>　　2.3軸載分析</b></p><p>　　我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ-100。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表3-1確定。</p><p>　　表3-1 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)</p>&

14、lt;p>　　2.3.1彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力</p><p>　　( 1 )當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡前、后軸軸載大于25kN的各級(jí)軸載的作用次數(shù)均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。</p><p>　　式中：— 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)；</p><p>　　— 被換算車型的各級(jí)軸載換算次

15、數(shù)（次/日）；</p><p><b>　　— 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）；</b></p><p>　　— 各種被換算車型的軸載（）；</p><p>　　C1— 輪組系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38；</p><p><b>　　C2— 軸數(shù)系數(shù)。</b></p><

16、p>　　— 被換算車型的軸載級(jí)別。</p><p>　　當(dāng)軸間距離大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算：</p><p><b>　　式中：m—軸數(shù)</b></p><p>　　經(jīng)設(shè)計(jì)人員的調(diào)查近期交通組成與交通量</p><p>　　表1-1 近期交通組成與交

17、通</p><p>　　( 2) 將交通量換算成軸載換算與累計(jì)軸載</p><p>　　表2-2 軸載換算與累計(jì)軸載 </p><p>　　以彎沉值和瀝青層的層拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)的軸載當(dāng)量換算公式 N=∑C1C2ni(Pi/P)4.35 </p><p>　　車型名稱為北京BJ130的單后軸貨車： n1=240， P=1

18、00</p><p>　　N1=1.0×240×[6.4 _(〖〗^)/_D_Dd__________????________________</p><p>　　車型名稱為東風(fēng)EQ245的雙后軸貨車：n2=680， P=100</p><p>　　N2=680×[6.4×1.0×（32.70/100）4.35+1

19、.0×1.0×2×(33.60/100) 4.35]=45.48</p><p>　　車型名稱為解放CA30A的雙后軸貨車：n3=2730, P=100</p><p>　　N3=2730×[6.4×1.0×（29.50/100）4.35+1.0×1.0×2×(36.75/100) 4.35]=156

20、.47</p><p>　　車型名稱為紅旗CA630的單后軸客車： n4=2120， P=100</p><p>　　N4=2120×[6.4×1.0×（19.30/100）4.35+1.0×1.0×(27.90/100) 4.35]=18.8</p><p>　　車型名稱為會(huì)客JT692A的雙后軸客車： n5=24

21、20, P=100</p><p>　　N5=2420×[6.4×1.0×（28.40/100）4.35+1.0×1.0×1×(67.70/100) 4.35]=484.61</p><p>　　車型名稱為黃海DD690的雙后軸客車： n6=3250，P=100</p><p>　　N6=2000×

22、;[6.4×1.0×（56.00/100）4.35+1.0×1.0×2×(104.00/100) 4.35]=5771.72</p><p>　　車型名稱為交通SH-141的拖掛車：n7=2520, P=100</p><p>　　N7=1980×[6.4×1.0×（23.00/100）4.35+1.0

23、5;1.0×2×(63.50/100) 4.35]=570.43</p><p>　　N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7=1.09+45.48+156.47+18.8+484.61+5771.72+570.43=7048.3</p><p>　　根據(jù)軟件計(jì)算，得到當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) : </p><p>　　路面竣

24、工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 7057</p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次： </p><p>　　前五年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p>　　Ne1={[(1+8%)5-1] ×365/8%}×7048.3×0.5=7.55×106</p><p>　　中間五年的累計(jì)當(dāng)量軸次：<

25、/p><p>　　Ne2={[(1+7%)5-1] (1+8%)4 ×365/7%}×7048.3×0.5=1.08×107</p><p>　　最后五年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p>　　Ne3={[(1+6%)5-1] (1+8%)4(1+7%)5 〖〗__D_Dd__________????_______</p&g

26、t;<p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次 </p><p>　　= Ne1+ Ne2+ Ne3=7.55×106 〖〗__D_Dd__________????_</p><p>　　根據(jù)軟件計(jì)算, 得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 3.30×107</p><p>　　參考教材P380頁(yè)，由上面的計(jì)算結(jié)果 =

27、3.26×107 D_Dd__故根據(jù)交通等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以判定該交通量屬于特重交通。</p><p>　　2.3.2半剛性基層層底拉應(yīng)力</p><p>　　驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次時(shí)，凡軸載大于50KN的各級(jí)軸載的作用次數(shù)均按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。</p><p>　　式中：— 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量

28、次數(shù)；</p><p>　　— 被換算車型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）；</p><p><b>　　— 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）；</b></p><p>　　— 各種被換算車型的軸載（）；</p><p>　　—輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09。</p><p><b&g

29、t;　　—軸數(shù)系數(shù)</b></p><p>　　車型名稱為北京BJ130的單后軸貨車： n1=240， P=100</p><p>　　N1=1.0×240×[16.8 _(〖〗^)/_D_Dd__________????___________</p><p>　　車型名稱為東風(fēng)EQ245的雙后軸貨車：n2=680， P=100&l

30、t;/p><p>　　N2=680×[16.8×1.0×（32.70/100）8+1.0×1.0×2×(33.60/100) 8]=1.86</p><p>　　車型名稱為解放CA30A的雙后軸貨車：n3=2730, P=100</p><p>　　N3=2730×[16.8×1.0

31、5;（29.50/100）8+1.0×1.0×2×(36.75/100) 8]=4.71</p><p>　　車型名稱為紅旗CA630的單后軸客車： n4=2120， P=100</p><p>　　N4=2120×[16.8×1.0×（19.30/100）8+1.0×1.0×(27.90/100) 8]=0.

32、15</p><p>　　車型名稱為會(huì)客JT692A的雙后軸客車： n5=2420, P=100</p><p>　　N5=2420×[16.8×1.0×（28.40/100）8+1.0×1.0×1×(67.70/100) 8]=87.01</p><p>　　車型名稱為黃海DD690的雙后軸客車： n6=

33、3250，P=100</p><p>　　N6=2000×[16.8×1.0×（56.00/100）8+1.0×1.0×2×(104.00/100) 8]=5832.13</p><p>　　車型名稱為交通SH-141的拖掛車：n7=2520, P=100</p><p>　　N7=1980×[1

34、6.8×1.0×（23.00/100）8+1.0×1.0×2×(63.50/100) 8]=104.97</p><p>　　故N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7=0.01+1.87+4.71+0.15+87.01+5832.13+104.97=6031</p><p>　　根據(jù)軟件計(jì)算，得到當(dāng)以半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) :<

35、/p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 6032</p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次： </p><p>　　前五年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p>　　Ne1={[(1+8%)5-1] ×365/8%}×6031×0.5=6.4×106</p><p>

36、;　　中間五年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p>　　Ne2={[(1+7%)5-1] (1+8%)4 ×365/7%}×6031×0.5=0.96×107</p><p>　　最后五年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p>　　Ne3={[(1+6%)5-1] (1+8%)4(1+7%)5 1.06×365/6%}

37、5;6031×0.5=1.25×107</p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次 </p><p>　　= Ne1+ Ne2+ Ne3=6.4×106+0.96×107+1.25×107=2.85×107</p><p>　　根據(jù)軟件計(jì)算, 得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 2.83&

38、#215;107</p><p>　　參考教材P380頁(yè)，由上面的計(jì)算結(jié)果 = 2.85×107 D_Dd__________?ð??____________</p><p>　　2.4 青混凝土路面設(shè)計(jì)方案一</p><p>　　2.4 .1結(jié)構(gòu)組合與材料選取</p><p>　　根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，并考慮

39、公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（15mm），基層采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度待定），底層采用石灰土（200mm），采用三層式瀝青混凝土面層，表層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（30mm），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（50mm），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（70mm）。</p><p>　　2.4.2 各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度</p><p>　　土基

40、回彈模量的確定可根據(jù)查表法查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度已 </p><p>　　參照規(guī)范給出的推薦值確定。見(jiàn)表2-4。</p><p>　　表2-4 結(jié)構(gòu)組合參數(shù)</p><p>　　2.4.3設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定</p><p>　　2.4.3.1設(shè)計(jì)彎沉值(按彎沉值和層低拉應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算)</p><p&g

41、t;　　(1)公路為一級(jí)，則公路等級(jí)系數(shù)取1.0；面層是瀝青混凝土，則面層類型的系數(shù)取1.0；路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，則路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)取1.0。</p><p>　　式中： — 設(shè)計(jì)彎沉值</p><p>　　— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量年標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)</p><p>　　— 公路等級(jí)系數(shù)，一級(jí)公路為1.0</p><p>　　— 面

42、層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0</p><p>　　— 基層類型系數(shù)，半剛性基層為1.0</p><p>　　﹙2﹚各層材料按容許層底拉應(yīng)力，按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中 ： — 路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（Mpa）；</p><p>　　— 路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限</p><p

43、><b>　　次加載的疲勞</b></p><p>　　彎拉應(yīng)力（Mpa）；</p><p>　　— 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。</p><p>　　對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p>　　對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p>　　對(duì)無(wú)

44、機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)土類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p>　　表2-5 結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力</p><p>　　2.4.3.2設(shè)計(jì)彎沉值(按半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算)</p><p>　　(1)公路為一級(jí)，則公路等級(jí)系數(shù)取1.0；面層是瀝青混凝土，則面層類型的系數(shù)取1.0；路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，則路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)取1.0。</p>&

45、lt;p>　　式中： — 設(shè)計(jì)彎沉值</p><p>　　— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量年標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)</p><p>　　— 公路等級(jí)系數(shù)，一級(jí)公路為1.0</p><p>　　— 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0</p><p>　　— 基層類型系數(shù)，半剛性基層為1.0</p><p><b>　

46、　所以 </b></p><p>　　﹙2﹚各層材料按容許層底拉應(yīng)力，按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中 ： — 路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（Mpa）；</p><p>　　— 路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限</p><p><b>　　次加載的疲勞</b></p&g

47、t;<p>　　彎拉應(yīng)力（Mpa）；</p><p>　　— 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。</p><p>　　對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p>　　對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p>　　對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)土類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p&g

48、t;　　表2-5 結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力</p><p>　　2.4.4 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算</p><p>　　新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算</p><p>　　公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路</p><p>　　新建路面的層數(shù) : 5 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p>

49、;<p>　　路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 18.8 (0.01mm)</p><p>　　路面設(shè)計(jì)層層位 : 4 </p><p>　　設(shè)計(jì)層最小厚度 : 20 (cm)</p><p>　　按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　LD= 18.8 (0.01mm)</p><p>　　H( 4

50、 )= 35 cm LS= 20.4 (0.01mm)</p><p>　　H( 4 )= 40 cm LS= 18.5 (0.01mm)</p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(第 1 層底面

51、拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(第 5

52、 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p><b>　　路面設(shè)計(jì)層厚度 :</b></p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　H( 4 )= 39.2 cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)</p><p>　　驗(yàn)算路面防凍厚度 :</p><p>　　路面最小

53、防凍厚度 50 cm</p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .</p><p>　　2.4.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的確定</p><p>　　根據(jù)計(jì)算內(nèi)容，最終確定各個(gè)結(jié)構(gòu)層的厚度. 路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（15mm），基層采用水泥穩(wěn)定碎石（39.2mm）,墊層土采用石灰土（200mm），采用三層式瀝青混凝土面層，表層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土

54、（30mm），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（50mm），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（70mm）。</p><p>　　2.5 青混凝土路面設(shè)計(jì)方案二</p><p>　　2.5 .1結(jié)構(gòu)組合與材料選取</p><p>　　根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，并考慮公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（160mm），基層采用水泥穩(wěn)定碎石

55、（厚度待定），底層采用石灰土（220mm），采用三層式瀝青混凝土面層，表層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（30mm），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（60mm下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（70mm）。</p><p>　　2.5.2 各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度</p><p>　　土基回彈模量的確定可根據(jù)查表法查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度已知參照規(guī)范給出的推薦值確定。見(jiàn)表2-

56、4。</p><p>　　表2-4 結(jié)構(gòu)組合參數(shù)</p><p>　　2.5 .3設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定</p><p><b>　　﹙1﹚設(shè)計(jì)彎沉值</b></p><p>　　公路為一級(jí)，則公路等級(jí)系數(shù)取1.0；面層是瀝青混凝土，則面層類型的系數(shù)取1.0；路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，則路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)取1.0。</p

57、><p>　　式中： — 設(shè)計(jì)彎沉值</p><p>　　— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量年標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)</p><p>　　— 公路等級(jí)系數(shù)，一級(jí)公路為1.0</p><p>　　— 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0</p><p>　　— 基層類型系數(shù)，半剛性基層為1.0</p><p><

58、;b>　　所以 </b></p><p>　　﹙2﹚各層材料按容許層底拉應(yīng)力，按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中 ： — 路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（Mpa）；</p><p>　　— 路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限</p><p><b>　　次加載的疲勞</b>&

59、lt;/p><p>　　彎拉應(yīng)力（Mpa）；</p><p>　　— 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。</p><p>　　對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p>　　對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p><p>　　對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)土類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： </p>

60、<p>　　表2-5 結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力</p><p>　　2.5.4 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算</p><p>　　按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　LD= 18.8 (0.01mm)</p><p>　　H( 4 )= 35 cm LS= 20.2 (0.01mm)</p><p&g

61、t;　　H( 4 )= 40 cm LS= 18.4 (0.01mm)</p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(第

62、2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(第 5 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p><b>　　路面設(shè)計(jì)層

63、厚度 :</b></p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(僅考慮彎沉)</p><p>　　H( 4 )= 38.9 cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)</p><p>　　驗(yàn)算路面防凍厚度 :</p><p>　　路面最小防凍厚度 50 cm</p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍

64、要求 .</p><p>　　2.5.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的確定</p><p>　　根據(jù)計(jì)算內(nèi)容，最終確定各個(gè)結(jié)構(gòu)層的厚度. 路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（15mm），基層采用水泥穩(wěn)定碎石（38.9mm）,墊層土采用石灰土（220mm），采用三層式瀝青混凝土面層，表層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（30mm），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（60mm），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（70mm

65、）。</p><p>　　3 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 交通量分析</b></p><p>　　由于路面有一個(gè)收費(fèi)站，各種油類對(duì)瀝青會(huì)有不同程度的污染且宜有車轍，其要求采用水泥混凝土路面。所以，進(jìn)行普通水泥混凝土路面設(shè)計(jì)。</p><p>　　﹙1﹚標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算</p>

66、<p>　　我國(guó)公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范以汽車軸重為100kN的單軸荷載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ—100。凡前、后軸載大于40KN（單軸）的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)，換算公式為：</p><p>　　式中： — 100KN的單軸—雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)的通行次數(shù)；</p><p>　　— 各類軸—輪型；級(jí)軸載的總重（KN）；</p><p>　　— 軸型和

67、軸載級(jí)位數(shù)；</p><p>　　—各類軸—輪型i級(jí)軸載的通行次數(shù)；</p><p><b>　　—軸—輪型系數(shù)。</b></p><p>　　表3-1 近期交通組成與交通量</p><p>　　將交通量換算成軸載換算與累計(jì)軸載</p><p>　　表2-2 軸載換算與累計(jì)軸載</p>

68、<p>　　則設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù):</p><p>　　式中： — 標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)；</p><p>　　t — 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限；</p><p>　　γ — 交通量年平均增長(zhǎng)率，由材料知，γ=0.087；</p><p>　　η — 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，如下表3-2。</

69、p><p>　　表3-2 混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)</p><p>　　前十年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p>　　Ne1={[(1+8%)10-1] ×365/8%}×2473.5×0.2=2.616 ×106</p><p>　　中間十年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p

70、>　　Ne2={[(1+7%)10-1] (1+8%)9 D_Dd__________????________</p><p>　　最后十年的累計(jì)當(dāng)量軸次：</p><p>　　Ne3={[(1+6%)5-1] (1+8%)9(1+7%)10 〖〗____________________________</p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次

71、 </p><p>　　= Ne1+ Ne2+ Ne3=(2.616+5.814+9.921)×106=1.835×107</p><p>　　根據(jù)軟件計(jì)算, 得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 1.835×107</p><p>　　參考教材P459頁(yè)，由上面的計(jì)算結(jié)果1.835×107 (〖〗^〖〗^)/(〖〗

72、^)//()_D_Dd_</p><p>　　3.2 初擬路面結(jié)構(gòu)</p><p>　　因?yàn)榻煌?00×104＜1835×104＜2000×104次，故可知交通屬于重交通。由以上可知相應(yīng)于安全等級(jí)為三級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)，根據(jù)一級(jí)公路、重交通等級(jí)和中級(jí)變異水平等級(jí)。查規(guī)范知：初擬普通混凝土面層厚為230mm；基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚為180mm；墊層為16

73、0mm的低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.75m；長(zhǎng)為4.5m。</p><p>　　3.3 確定材料參數(shù)</p><p>　　取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0Mpa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31Gpa；路基回彈模量為29Mpa；低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土墊層回彈模量去600Mpa；水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300Mpa。</p><p>　　

74、基層頂面當(dāng)量的回彈模量值計(jì)算如下：</p><p><b>　　=MPa</b></p><p><b>　　=2.77MMN</b></p><p>　　=(12 =0.322m </p><p><b>　　==4.30</b></p><p>&

75、lt;b>　　=0.79</b></p><p><b>　　=153MPa</b></p><p>　　普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑為：</p><p><b>　　=0.760m</b></p><p>　　3.4 計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力</p><p>　　

76、根據(jù)一級(jí)公路、重交通，由《路基路面工程》查得初擬普通混凝土面層厚度為0.185m。</p><p><b>　　由下列公式求得：</b></p><p>　　式中 γ— 混凝土板的相對(duì)剛度半徑（m）；</p><p>　　H— 混凝土板的厚度（m）；</p><p>　　Ec— 水泥混凝土的彎沉彈性模量（Mpa）；&

77、lt;/p><p>　　σp— 標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（Mpa）；</p><p>　　kr— 考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)桿拉的平縫，kr=0.87 ～0.92，縱縫為不設(shè)桿拉的平縫或自由邊界kr=1.0，縱縫為設(shè)桿拉的企口縫，kr=0.76 ～0.84，；</p><p>　　kc— 考慮偏載和動(dòng)載因素對(duì)路面疲勞損壞影響綜合系數(shù)，按公

78、路等級(jí)查下表3-3；</p><p>　　表3-3 綜合系數(shù)kc </p><p>　　σps— 標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在四邊自由板的臨界荷載處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（Mpa）。 </p><p><b>　　= ，=2.33</b></p><p>　　根據(jù)公路等級(jí)，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜和系數(shù),則

79、荷載疲勞應(yīng)力為：=2.33×0.87×1.25×1.045=2.65MPa </p><p>　　3.5 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力</p><p>　　由《路基路面工程》知，IV區(qū)最大溫度梯度取88﹙℃/m﹚。板長(zhǎng)4.5m，L/r=4.5/0.760=5.92；已知混凝土板厚0.185m，Bx=0.63。 &l

80、t;/p><p>　　則可知最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力： </p><p>　　式中： αc— 混凝土的溫度線膨脹系數(shù) ；</p><p>　　Tg — 最大溫度梯度，Tg=88°c/m；</p><p>　　Bx— 綜合溫度翹區(qū)應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　

81、　σtm— 最大溫度梯度時(shí)土板的溫度翹取應(yīng)力（Mpa）。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　溫度疲勞系數(shù) ，式中a，b和c為回歸系數(shù)，按所在地區(qū)公路自然區(qū)劃查下表 3-4。</p><p>　　表3-4 回歸系數(shù)a，b和c</p><p><b>　　=</b><

82、/p><p><b>　　=5</b></p><p>　　則溫度疲勞應(yīng)力：δt=0.505 </p><p>　　綜合，一級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí)，相應(yīng)于三級(jí)的安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)，目標(biāo)可靠度為85﹪。再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，確定可靠度系數(shù)。</p><p><b>　　，故滿足要求。<

83、/b></p><p>　　3.6防凍厚度檢驗(yàn)和接縫設(shè)計(jì)</p><p><b>　　﹙1﹚防凍厚度檢驗(yàn)</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》知，路面防凍厚度為0.5m，而設(shè)計(jì)路面總厚度為0.60m，由于0.5<0.60，故滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　﹙2﹚接

84、縫設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為避免由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力破壞，所以，在混凝土板中設(shè)置橫縫與縱縫，這段路為重交通，縫中設(shè)拉桿，拉桿長(zhǎng)0.5m，直徑22mm，每隔40cm設(shè)置一個(gè)。</p><p><b>　　橫向脹縫</b></p><p>　　縫隙寬20mm，縫隙上部5cm深度內(nèi)澆填縫料拉桿的半段固定在混凝土內(nèi)，另</p&g

85、t;<p>　　一半涂以瀝青，套上長(zhǎng)約10cm的塑料套筒，筒底與桿端之間留有3cm空隙，用木屑與彈性材料填充。</p><p><b>　　橫向縮縫</b></p><p>　　縮縫采用假縫，縫隙寬5mm，深度為5cm.</p><p><b>　　施工縫</b></p><p>　　

86、施工縫采用平頭縫或企口縫的構(gòu)造形式，縫上深5cm，寬為5mm的溝槽，內(nèi)澆</p><p><b>　　填縫料。</b></p><p><b>　　橫縫的布置</b></p><p>　　縮縫間距一般為5m，混凝土路面設(shè)置脹縫。</p><p><b>　　縱縫的設(shè)置</b>&

87、lt;/p><p>　　在平行于混凝土路面行車方向設(shè)置縱縫，縫間距3.75cm，設(shè)置為假縫帶拉桿形式，</p><p>　　縫的上部留有5cm的縫隙，內(nèi)澆注填縫料，縫與橫縫一般做成垂直正交，使混凝土具有90°的角隅。</p><p><b>　　3.7軟件計(jì)算結(jié)果</b></p><p><b>　　水泥

88、混凝土路面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</p><p>　　公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路</p><p>　　變異水平的等級(jí) : 中 級(jí)</p><p>　　可 靠 度 系 數(shù) : 1.2 </p><p>　　面 層 類 型 : 普通

89、混凝土面層</p><p>　　序號(hào) 分段時(shí)間(年) 交通量年增長(zhǎng)率</p><p>　　1 10 8 ％</p><p>　　2 10 7 ％</p><p>　　3

90、 10 6 ％</p><p>　　行駛方向分配系數(shù) .5 車道分配系數(shù) .5 </p><p>　　輪跡橫向分布系數(shù) .2 </p><p>　　混凝土彎拉強(qiáng)度 5 MPa 混凝土彎拉模量 31000 </p><p>

91、　　混凝土面層板長(zhǎng)度 4.5 m 地區(qū)公路自然區(qū)劃 Ⅳ</p><p>　　面層最大溫度梯度 88 ℃/m 接縫應(yīng)力折減系數(shù) .8 </p><p>　　基(墊)層類型----新建公路土基上修筑的基(墊)層</p><p>　　層位 基（墊）層材料名稱 厚度(mm) 回彈模量(MPa

92、)</p><p>　　1 水泥穩(wěn)定粒料 180 1500 </p><p>　　2 石灰土 160 500 </p><p>　　3 土基 150 </p><

93、p>　　基層頂面當(dāng)量回彈模量 ET= 369.6 MPa</p><p>　　HB= 230 r= .541 SPS= 1.01 SPR= 2.29 </p><p>　　BX= .67 STM= 2.11 KT= .5 STR= 1.05 </p>&l

94、t;p>　　SCR= 3.34 GSCR= 4.01 RE=-19.8 %</p><p>　　設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù) : 2705 </p><p>　　路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 : 30 年</p><p>　　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù) : 1849745 </p><p>　　路面承受的

95、交通等級(jí) :重交通等級(jí)</p><p>　　基層頂面當(dāng)量回彈模量 : 369.6 MPa</p><p>　　混凝土面層設(shè)計(jì)厚度 : 230 mm</p><p>　　驗(yàn)算路面防凍厚度 : </p><p>　　路面最小防凍厚度 500 mm</p><p>　　新建基(墊)層總厚度 340 mm</p&g

96、t;<p>　　驗(yàn)算結(jié)果表明, 路面總厚度滿足路面防凍要求 .</p><p><b>　　附圖</b></p><p>　　附圖一新建瀝青路面一和路面二結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)圖</p><p>　　附圖二水泥路面結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　附圖三接縫</b></p><

97、;p><b>　　附圖四傳力桿</b></p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　課題在選題及進(jìn)行過(guò)程中得到000老師的悉心指導(dǎo)。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，魏老師多次幫助我分析思路，開拓視角，在我遇到困難想放棄的時(shí)候給予我最大的支持和鼓勵(lì)。魏老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，將使我終生受益。再多華麗的言語(yǔ)也顯蒼白。在

98、此，謹(jǐn)向魏老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 </p><p>　　其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)商的難題。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。感謝我的室友們，我們一起經(jīng)歷過(guò)的聚散喜悲，一起走過(guò)的每一段路，我一生都不會(huì)忘記。友情的無(wú)私為我們的大學(xué)時(shí)光重重地寫下了無(wú)悔。</p><p>　　最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)&l

99、t;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　鄧學(xué)鈞 路基路面工程(第二版).人民交通出版社，2005</p><p>　　中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社2006</p><p>　　中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JT