沥青路面设计计算书

2.2沥青混凝土路面计算书

2.2.1 交通量分析

该路面设计年限为15年，交通量年平均增长率为5％,车道系数为0.7，初始日

交通量为25350辆/日

交通量计算表

表1 单位：辆/d 车型分类 代表车型 比重(%) 交通量 一类车 桑塔纳 24.57 6229 二类车 五十铃 42.30 10723 三类车 22.04 5588

四类车 9.01 2284 五类车 1.89 480 六类车 0.18 46 解放CA10 黄河JN150 黄河JN162 交通SH361 表2 标准轴载作用次数计算表

车型 交通量 辆/d) 后轴 轴数系数c1 1 1 前轴 前轴重(KN) 7 14 后轴换总换算算系数 系数 当量轴次(次/d) 轮组系数c2 后轴后轴换轴轮组系重算系数 数数c2 (KN) 系数c1 14 28 0.001 (0) 0.004 1 1 6.4 (18.5) 6.4 (18.5) 60.85 0.115 (0.019) 1 6.4 (18.5) 1 6.4 (18.5) 桑塔纳 五十铃 6229 10723 6.4 (18.5) 6.4 (18.5) 0 (0) 0.001 0.001 (0) 0.005 6 (0) 279 (11) 解放558CA10 8 黄河JN150 黄河JN162 交通SH361 2284 1 1 19.4 0.005 0.12 (0.019) 670 (106) 3102 (2732) 1 1 101.6 1.071 (1.135) 49.0 0.287 (0.061) 1.358 (1.196) 480 1 1 115.0 1.837 (3.059) 1 6.4 (18.5) 59.5 0.669 (0.291) 2.506 (3.350) 1200 (2732) 46 2.2 (3) 1 2×3.330 1 6.4 (18.5) 60.0 0.694 (0.311) 4.024 (6.742) 185 (310) 110.0 (6.431) ∑

5484 (4752)

则使用年限内标准轴载作用次数为：

57

[(10.05)151]365Ne54840.72.81107(次)；

0.05[(10.05)151]36547520.72.43107(次)。 N

0.05'e2.2.2确定路基干湿类型

选用沥青混凝土面层时，面层类型系数As取1.0，路线经过的地区属于VI2区，土质为砾石类土含有少量的粘土，地下水埋深3.0~4.5m，平均填土高度1.5m,路面底距地下水位的高度H为4.5~6.0m。由JTG-D50表F.0.1查得VI2区,由于H大于H1，因此路面属于干燥路基。由任务书查得土基的回弹模量

E055.5MP30MP，故土基可不进行特殊处理。

根据当地经验和实验结果，初步拟定路面结构层及力学计算参数如下表： 表3 面层各结构层数据计算表

厚度h（cm） 抗压模量（MPa） 劈裂强度（MPa） 层次 结构层名称 200C 1500 1200 800 1400 200 55.5 150C 1800 1700 1200 3000 200 55.5 1 2 3 4 5 6 细粒式沥青混凝土AC-13 中粒式沥青混凝土AC-20 粗粒式沥青混凝土AC-25 水泥稳定砂砾 天然砂砾 土路基 6 8 10 ？ 20 1.2 1.0 0.8 0.6

2.2.3 按弯沉指标计算水泥稳定砂砾层厚度h3

ld600Ne0.2AcAsAb

0.2

ld6002.811071.01.01.019.20.01mm

Ne——设计年限内一个车道上累计轴次，取Ne=2.63107（辆/车道）。

58

Ac——公路等级系数，一级公路取1.0（见课本163页系数取值）。

Ab——基层类型基础，半刚性基层、底基层总厚度大于等于20cm时取1.0。

As——面层类型系数，沥青混凝土面层取1.0。

综合修正系数

F=1.63(lsE)0.38(o)0.36 （路基路面书公式8-22）

2000P0.3819.2 F1.63200010.6555.50.70.360.548

将六层体系简化成上层为细粒式沥青混凝土，中层为中粒式沥青混凝土以及下 层为土基组成的三层体系。

K2E1ld11000.01920.5872pk1F20.710.659.30.810.548

细粒式沥青混凝土 AC-13 6cm E1中粒式沥青混凝土 AC-20 8cm E21800MPa 1200MPa 细粒式沥青混凝土 8cm E1 中粒式沥青混凝土 h E2 土路基 E01800MPa AC-20 粗粒式沥青混凝土 AC-25 10cm E3水泥稳定砂砾 ? E4800MPa 1400MPa 1200MPa AC-20 天然砂粒 20cm E5200MPa 土路基 E055.5MPa 55.5MPa 由

h60.56 ， E212000.667 ，查三层体系弯沉系数诺莫

E1800110.65图得9.3，K10.81，则 又查得HH=5.6×10.65=59.6cm,代入当量厚度换算公式（《路基路面

5.6 ，

工程》书公式8-27）： 59.68h32.41400200252.4 800800 59

h328.2cm 采用水泥稳定砂砾厚为30㎝

2.2.4验算沥青混凝土层层底拉应力

（仍以上述求h3时简化的三层体系求解） 1）验算细粒式混凝土层层底拉应力 抗拉强度结构系数

KS0.09AaNe0.22/Ac （见《路基路面工程》公式8-36）

Aa—沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混

凝土为1.1，Aa=1.0。

KS0.091.02.811060.221.04.01

1800MPa AC-20 细粒式沥青混凝土AC-13 6cm E1中粒式沥青混凝土 8cm E2 细粒式沥青混凝土 8cm E11800MPa 1200MPa AC-20 中粒式沥青混凝土 h E2 土路基 E0粗粒式沥青混凝土 10cm E3水泥稳定砂砾 30 E4天然砂粒 20cm E5土路基 E0800MPa AC-25 1400MPa 1200MPa AC-20 200MPa 55.5MPa 55.5MPa 容许允许拉应力：

RSPKS1.20.30MPa 4.01 h/＝0.56; E2/E1＝800/1100=0.8; E0/E2＝0.046;

8003000200+30×0.9+ 25×0.9=85.7（cm）; 120012001200H= 8+10×0.985.78.1; 10.65查《路基路面工程》图8-13，发现拉应力系数已不能从图中查出，表明沥青混凝土层底将受压应力（或拉应力很微小），应视为拉应力验算通过。 H 60

2） 验算中粒式混凝土层层底拉应力 允许拉应力：

RSPKS1.00.249MPa 4.01180014cm 1700h864h/＝14/10.65=1.314

细粒式沥青混凝土 AC-13 6cm E1中粒式沥青混凝土 AC-20 8cm E21800MPa  1700MPa 中粒式沥青混凝土 h E1AC-20 粗粒式沥青混凝土 H E2AC-25  1700MPa 粗粒式沥青混凝土 AC-25 10cm E3水泥稳定砂砾 30 E4天然砂粒 20cm E5土路基 E0800MPa 1400MPa 800MPa 200MPa

55.5MPa 土路基 E055.5MPa H= 10+30×0.914001400200+30×0.9+ 20×0.9=70（cm）; 800800800706.6; 10.65查《路基路面工程》诺谟图（图8-13），0.09可忽略，，应视为拉应力验算通过。

3）验算粗粒式混凝土层层底拉应力 H许拉应力：

RSPKS0.80.202MPa 4.01170018006426cm 12001200h1084h/＝2.441; E2/E1＝1400/1200=1.167; E0/E2＝0.039 H= 30+20×0.9200=33（cm）; 1400 61

H333.096; 10.65

1800MPa  1700MPa

粗粒式沥青混凝土 h E1AC-25 水泥稳定砂砾 H E2 细粒式沥青混凝土 AC-13 6cm E1中粒式沥青混凝土AC-20 8cm E2粗粒式沥青混凝土 AC-25 10cm E3水泥稳定砂砾 30 E4天然砂粒 20cm E5土路基 E01200MPa 1200MPa

1400MPa 1400MPa 200MPa 55.5MPa

土路基 E055.5MPa 查《路基路面工程》图8-13，发现拉应力系数已不能从图中查出，表明沥青混凝土层底将受压应力（或拉应力很微小），应视为拉应力验算通过。

2.2.5 验算水泥稳定砂砾层层底拉应力

抗拉强度结构系数

KS0.35Ne0.11/Ac0.352.26931060.11/1.21.459

容许拉应力：Rspks0.60.411MPa； 1.459由于水稳层下有天然砂砾，故将天然砂砾层作为中层，以上为上层。 H= 6×41500800+8×4+18=28.80（cm）； 30003000H/＝28.80/10.65=2.704； E2/E1＝200/3000=0.143 ；E0/E2＝35/200=0.175

h4/30/10.652.817；

查图《路基路面工程》图8—13，

=0.42；m1=1.04；m2=0.92；

62

AC-13 中粒式沥青混凝土 8cm E21200MPa AC-20 粗粒式沥青混凝土10cmE3800MPa AC-25 水泥稳定砂砾 30 E41400MPa E天然砂粒 20cm 5200MPa 土路基 E055.5MPa 细粒式沥青混凝图 6cm E11800MPa 水泥稳定砂砾 h E11400MPa 天然砂粒 H E2200MPa 土路基 E055.5MPa ； rpm1m2=0.70.421.040.92=0.281MPa <R=（0.411MPa）所以水泥稳定砂砾层底拉应力验算通过。

2.2.6 弯沉验算

采用三层体系，沥青混凝土作为上层，沥青碎石为中层，土基为下层

h610.650.56;0.8;0.046E2E0E1E2800150055.51200

查图《路基路面工程》图8—11得

2.5 ，k11.2；

查得k20.47，l;'k1k22.51.20.471.41 路表轮中心处的实际弯沉ls为

'1.030.58lls4398pE0E11.611.41439810.650.71.0355.50.5815001.61

=13.46（0.01mm) 63

2.2.7验算抗冻厚度：

因路基处于干燥状态，故最小防冻厚度不予进行验算，视为满足抗冻要求。

64