沥青路面结构设计示例.doc

7、2 路面结构设计
路面结构设计步骤
新建沥青路面按以下步骤进行路面结构设计:
(1) 根据设计任务书与路面等级及面层类型,计算设计年限内一个车道的累计当量轴次与设计弯沉值。
(2) 按路基土类型与干湿状态,将路基划分为几个路段,确定路段回弹模量值。
(3) 根据已有经验与规范推荐的路面结构,拟定几中可能的路面结构组合及厚度方案,根据选用的材料进行配合比实验及测定结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度,确定各结构层材料设计参数。
(4) 根据设计弯沉值计算路面厚度。对二级公路沥青混凝土面层与半刚性基层材料的基层、底基层,应验算拉应力就是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求,或调整路面结构层厚度,或变更路面结构层组合,或调整材料配合比,提高材料极限抗拉强度,再重新计算。
路面结构层计算
该路位于中原黄河冲积平原区,地质条件一般为a)第一层:冲积土;b)第二层:粘质土;c)第三层:岩石。平原区二级汽车专用沥青混凝土公路,路面使用年限为12年,年预测平均增长率为6%。
(1)轴载分析
本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载,以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表7-1确定。
表7-1 标准轴载计算参数
标 准 轴 载
BZZ-100
标 准 轴 载
BZZ-100
标准轴载P(kN)
100
单轮传压面当量圆直径d(cm)
21、30
轮胎接地压力p(MPa)
0、70
两轮中心距(cm)
1、5d
表7-2 起始年交通量表
车型
小汽车
解放CA15
东风EQ140
黄河JN162
数量
(辆/d)
00
1)以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力
① 轴载换算
各级轴载换算采用如下计算公式:
(7-1)
式中:N1—标准轴载的当量轴次,次/日;
ni—被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;
P—标准轴载,kN;
Pi—被换算车辆的各级轴载,kN;
k—被换算车辆类型;
C1—轴数系数,C1=1+1、2(m-1),m就是轴数。当轴间距大于3m时,按单独的一个轴载计算,当轴间距小于3m时,应考虑轴系数;
C2—轮组系数,单轮组为6、4,双轮组为1、0,四轮组为0、38。
计算结果如下表7-3所示。
表7-3 轴载换算结果表(弯沉)
车 型
Pi
(KN)
Ci
C2
ni

解放CA15
前轴
20、97
1
1
800
—
后轴
70、38
1
1
800
173、58
东风EQ140
前轴
23、70
1
1
600
—
后轴
69、20
1
1
600
120、95
黄河JN162
后轴
59、50
1
1
200
20、90
后轴
115、00
1
1
200
367、34

682、77
注:轴载小于25kN的轴载作用不计。
② 累计当量轴次为:
(7-2)
式中:Ne—累计当量轴次;
η—车道系数,规范规定二级公路η值为0、60~0、70,取0、60;
t—路面使用年限,二级公路取12年;
—年预测平均增长率,二级路取6%;
N1—标准轴载的当量轴次,次/日。
2)验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次
① 轴载换算
验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:
N1'=∑C1'*C2'*ni(pi/p)8 (7-3)
计算结果如表7-4所示。
表7-4 轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力)
车　 型
Pi(kN)
C1'
C2'
ni(次/日)
C1'*C2'*ni(pi/p)8
(次/日)
解放CA15
后轴
70、38
1
1
800
48、16
东风EQ140
后轴
69、20
1
1
600
31、55
黄河JN162
前轴
59、50
1
18、5
200
3、14
后轴
115、50
1
1
200
611、80
N1'=∑C1'*C2'*ni(pi/p)8
694、65
注:轴载小于50kN的轴载作用不计。
② 累计当量轴次
参数值同上,累计当量轴次Ne'为:
(7-4)

(2)路面结构组合材料选取
经计算路面设计使用年限内一个