2017沥青路面结构设计规范计算书

一、交通量计算

 

  公路等级  二级公路

  目标可靠指标   1.04

  初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）  3755

  路面设计使用年限（年） 15

  通车至首次针对车辙维修的期限（年） 15

  交通量年平均增长率   4.5 ％

  方向系数   .55

  车道系数   .6

  整体式货车比例   45 ％

  半挂式货车比例   10 ％

 

  车 辆类 型  2类  3类  4类  5类  6类  7类  8类  9类  10类  11类

  满载车比例  .15  .1   .35  .25  .45  .3   .55  .4   .45   .35

 

  初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日） 1239

  设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆） 9399276

  路面设计交通荷载等级为重交通荷载等级

 

  当验算沥青混合料层疲劳开裂时:

  设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为  1.527622E+07

 

  当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:

  设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为  1.059296E+09

 

  当验算沥青混合料层永久变形量时:

  通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为  1.527622E+07

 

  当验算路基顶面竖向压应变时:

  设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为  2.401346E+07

 

  二、路面结构设计与验算

 

            路面结构的层数 :  6

            设  计  轴  载 :  100 kN

            路面设计层层位 :  3

            设计层起始厚度 :  10 (mm)

 

  层位  结 构 层 材 料 名 称    厚度    模 量   泊松比  无机结合料稳定类材  沥青混合料车辙试验

                                (mm)    (MPa)             料弯拉强度( MPa)   永久变形量( mm )

   1      细粒式沥青混凝土       40     11500     .25                              7

   2      中粒式沥青混凝土       60     11000     .25                              7

   3      粗粒式沥青混凝土       ?      11000     .25                              6

   4      水泥稳定碎石           160    12000     .25          1.6

   5      水泥稳定碎石           160    11000     .35          1.6

   6      级配碎石               200    500       .4

   7      新建路基                      45        .4

 

            ——第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算——

 

    设计层厚度 H( 3 )=  10 mm

    季节性冻土地区调整系数 KA=  .8

    温度调整系数 KT2=  1.016

    现场综合修正系数 KC=  .329

    第 4 层层底拉应力 σ=  .098 MPa

    第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=  1.274007E+12 轴次

    设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2=  1.059296E+09 轴次

 

    第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.

 

            ——第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算——

 

    设计层厚度 H( 3 )=  70 mm

    季节性冻土地区调整系数 KA=  .8

    温度调整系数 KT2=  1.118

    现场综合修正系数 KC= -1.132

    第 5 层层底拉应力 σ=  .299 MPa

    第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=  1.071656E+09 轴次

    设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2=  1.059296E+09 轴次

 

    第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.

 

                 ——沥青面层低温开裂指数验算——

 

    路面所在地区低温设计温度 TSJ=-29 ℃

    表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度 ST= 120 MPa

    沥青结合料类材料层厚度 HA=  170 mm

    路基类型参数 BLJ= 2

    沥青面层低温开裂指数 CI=  2.8 条

    沥青面层容许低温开裂指数 CIR=  5 条

 

    沥青面层低温开裂指数值满足规范要求.

 

                 ——沥青混合料层永久变形量验算——

 

    沥青混合料层永久变形等效温度 TPEF= 20.7 ℃

    通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB3=  1.527622E+07 轴次

    沥青混合料层永久变形验算分层数 N= 6

    第 1 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 1 )= 2.52 mm

    第 2 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 2 )= 4.66 mm

    第 3 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 3 )= 4.67 mm

    第 4 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 4 )= 3.4 mm

    第 5 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 5 )= 2.09 mm

    第 6 分层沥青混合料永久变形量 RAI( 6 )= 2.18 mm

 

    沥青混合料层永久变形量RA=  19.52 mm

    沥青混合料层容许永久变形量RAR=  20 mm

 

    沥青混合料层永久变形量满足规范要求.

 

    第 1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为  525 次/mm

    第 2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为  525 次/mm

    第 3 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为  660 次/mm

    验算路面结构防冻厚度 :

 

        路面结构最小防冻厚度  380 mm

 

        验算结果表明 ,路面结构总厚度满足防冻要求 .

 

       通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,

   最后得到路面结构设计结果如下:

 

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                细粒式沥青混凝土         40 mm

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                中粒式沥青混凝土         60 mm

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                粗粒式沥青混凝土         80 mm

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                水泥稳定碎石             160 mm

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                水泥稳定碎石             160 mm

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                级配碎石                 200 mm

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                新建路基

 

   计算设计路面结构的验收弯沉值 :

 

       干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数 KAT= .8

 

       路基顶面验收弯沉值 LG= 332 (0.01mm)

 

       路表验收弯沉值 LA= 28.9 (0.01mm)

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