1、路基路面工程課程設計計算書（第一組） 班級： 姓名： 學號： 一、瀝青路面設計1. 軸載換算（1） 以彎沉值及瀝青層的層底彎拉應力為設計指標時 表一車型(次)東風EQ140后軸69.201130060.48黃河JN150前軸49.0016.420057.49后軸101.6011200214.30黃河JN162前軸59.5016.45033.44后軸115.00115091.83交通141前軸25.5516.42504.23后軸55.101125018.70長征CZ361前軸47.6016.47017.74后軸90.702.2170100.72延安SX161前軸54.6416.46027.70后

2、軸91.202.216088.42北京BJ130后軸27.2011500.17躍進NJ130后軸38.3011600.92注：軸載小于25KN的軸載作用不計（2） 以半剛性材料結構層的層底拉應力為設計指標時 表二車型（次）東風EQ140后軸69.201130015.78黃河JN150后軸101.6011200227.08黃河JN162前軸59.5118.55014.53后軸115.00115091.83交通141后軸55.10112502.12長征CZ361后軸90.70317096.18延安SX161前軸54.64118.5608.82后軸91.20316086.15注：軸載小于50KN的軸

3、載作用不計已知設計年限內交通量平均增長率該道路為高速公路，其設計年限。設該高速公路為雙向四車道，取車道系數，則（1）以彎沉值及瀝青層的層底彎拉應力為設計指標時次（2）以半剛性材料結構層的層底拉應力為設計指標時次2.初擬結構組合和材料選取（1）由以上計算結果得，設計年限線內一個車道上的累計標準軸次為319萬次，屬中等交通，給出以下兩種組合方案方案一：路面結構采用瀝青混凝土（厚18cm），基層采用水泥碎石（厚38cm），底基層采用水泥石灰沙礫土（厚度待定），以水泥石灰沙礫土為設計層。采用三層式瀝青面層，表面采用細粒式瀝青混凝土（厚4cm），中面層采用中粒式瀝青混凝土（厚6cm），下面層采用粗粒式瀝

4、青混凝土（厚8cm）方案二：路面結構采用瀝青混凝土（厚27cm），基層采用水泥砂礫（厚度待定），底基層采用級配沙礫（厚18cm），以水泥穩定砂礫為設計層。采用三層式瀝青面層，表面采用細粒式瀝青混凝土（厚4cm），中面層采用中粒式瀝青混凝土（厚8cm），下面層采用密集配瀝青碎石（厚15cm）（2） 確定各層材料回彈模量與劈裂強度表三材料名稱時抗壓回彈模量（MPa）時劈裂強度(MPa)細粒式瀝青混凝土1.41.4中粒式瀝青混凝土1.21.0粗粒式瀝青混凝土1.00.8密集配瀝青碎石1.20.8水泥石灰沙礫土1.00.35水泥碎石1.50.5水泥沙礫1.30.5集配沙礫1.40.53. 確定土基回彈

5、模量該路段處于區，粉質土，路基處于干濕狀態，稠度取1.0，查表“二級自然區劃各土組土基回彈模量參考值”，得土基回彈模量為29MPa（1） 設計彎沉值本公路為高速公路，公路等級系數，面層為瀝青混凝土，面層系數，半剛性基層，基層系數=1.0（單位0.01mm）（2） 各層允許拉應力方案一：表四材料名稱（MPa）(MPa)細粒式瀝青混凝土1.40.577中粒式瀝青混凝土1.00.412粗粒式瀝青混凝土0.80.330水泥碎石0.50.275水泥石灰沙礫土0.350.193方案二：表五材料名稱（MPa）(MPa)細粒式瀝青混凝土1.40.577中粒式瀝青混凝土1.00.412密集配瀝青碎石0.80.3

6、30水泥沙礫0.50.275級配沙礫0.50.2754. 資料匯總方案一：表六材料名稱h（cm）回彈模量（MPa）容許拉應力（MPa）細粒式瀝青混凝土414000.577中粒式瀝青混凝土612000.412粗粒式瀝青混凝土810000.330水泥碎石3815000.275水泥石灰土？10000.193土基40方案二：表七材料名稱h（cm）回彈模量（MPa）容許拉應力（MPa）細粒式瀝青混凝土414000.577中粒式瀝青混凝土812000.412密集配瀝青碎石1512000.330水泥沙礫？13000.275集配沙礫1814000.275土基405. 方案確定根據東南大學道路計算軟件計算得，方

7、案一計算層厚度為15cm，道路總厚度為71cm。方案二計算層厚度為34cm，道路總厚度為79cm兩種方案的其他條件均滿足要求，故取總厚度最小的方案為最終方案，即取第一種方案為最終方案。二、混凝土路面設計1. 交通量分析根據水泥混凝土路面設計軸載換算方法，忽略小客車和車輛前軸對路面結構計算的影響，計算各車型的軸載換算系數，得到標準軸載作用次數，見下表表八車型通過次數（次/日）后軸重（KN）標準軸次（次/日）標準軸次合計（次/日）東風EQ14030069.200.0030.9726.62解放JN150200101.601.289257.8黃河JN16250115.009.358467.9交通141

8、25055.100.000070.0175長征CZ3617090.70延安SX616091.20北京BJ1305027.20躍進NJ1306038.30查表得，高速公路設計基準期為30年。安全等級為一級，臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數取0.22，交通方向系數取為0.5，交通車道系數取為0.9，則設計年限累計當量軸次為：屬于中等交通。2. 初擬路面結構查表，得安全水平為一級的道路對應的變異水平為低級。初擬普通混凝土面層厚為24cm，基層選用水泥穩定粒料厚20cm，底基層為15cm低劑量無機結合料穩定類混合材料。普通混凝土板的平面尺寸為寬4.5m，長5m，兩側硬路肩與行車道之間砌筑水泥混凝土路緣石。

9、硬路肩與行車道采用相同面層厚度。在設計中設想施工縫為設傳力桿平縫，橫向縮縫為設傳力桿的假縫形式，在臨近橋梁或固定建筑物外，或與其他類型路面相連處、小半徑曲線和縱坡變換處，應設置橫向脹縫。縱縫施工縫和縮縫均為設拉桿的平頭縫。縱縫與橫縫盡可能垂直正交，避免板塊形成錯縫和銳角形式。3. 路面材料參數確定查表，普通混凝土面層的彎拉強度標準值為4.5MPa，相應彎拉彈性模量標準值為29GPa。路基回彈模量取50MPa。低劑量無機結合料穩定土墊層回彈模量取800MPa，水泥穩定粒料基層回彈模量取1500MPa。計算基層頂面當量回彈模量（土基頂面回彈模量=40MPa）：普通混凝土面層難過的相對剛度半徑為：4

10、. 荷載疲勞應力標準軸載在臨界荷位處產生的荷載應力計算為：因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數。考慮設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數，根據公路等級，查表，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數,則荷載疲勞應力計算為：5. 溫度疲勞應力II區最大溫度梯度取88（/m）。板長5m,由圖可查普通混凝土板厚為h=0.24m，。最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為：查表，自然區劃為II區，,則溫度疲勞應力系數溫度疲勞應力為:查表，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為95%。再據查得的目標可靠度和變異水平等級，查表，確定可靠

11、度系數。則，因此，所選普通混凝土面層厚度0.25m可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。6. 路面補強設計根據規范要求和設計幾本資料，水泥混凝土路面為重交通等級，平曲線多，所以在混凝土板的自由邊緣和角隅處設置兩種補強鋼筋。（1） 邊緣鋼筋，采用直徑14mm的螺紋鋼筋，設在板（h為混凝土板厚），且距離邊緣和地板厚度均不小于5cm，兩根鋼筋的間距不應小于10cm，縱向邊緣鋼筋只設在一塊板內，不穿過縮縫，以免妨礙般的翹曲，為加強錨固能力，鋼筋兩端應向上彎起。（2） 角隅鋼筋，設在脹縫兩側板的角隅處，用兩根直徑14mm長2.4m的螺紋鋼筋完成需要的形狀，角隅鋼筋設在板的上部，距板頂面不小于5cm，距脹縫和板邊緣各為10cm。7. 筑路材料（1） 粗集料和細集料使用要求均應符合公路工程集料試驗規程的各項要求。面層水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，要求養護3天齡期的抗壓強度和抗折強度分別不小于22.0MPa和7.0MPa，混凝土配合比設計應滿足強度、工作性、耐久性技術要求，并且應該滿足公路工程水泥混凝土路面施工規范的明確規定。（2） 填縫材料脹縫接縫板采用泡沫橡膠板，填縫材料采用常溫施工方式，填縫材料為瀝青橡膠類。接縫板和填縫材料的技術要求，參見公