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公路毕业设计

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  • 2025/7/6 20:16:26

湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计(论文)

基层 底基层

水泥稳定碎石 二灰沙砾

待定 20

7.2.4确定各结构层材料设计参数 (1)各层材料的抗压模量与劈裂强度

根据相关表格及设计规范,可以得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。规范规定抗压模量取20?C的模量,且在设计中各值均取规范给定范围的中值,因此得到

20?C的抗压模量如下表:

表7.5 沥青路面材料抗压回弹模量表

抗压回弹模量(MPa)

材料名称

EP

水泥稳定砂砾 水泥稳定碎石 水泥石灰砂砾土 二灰稳定砂砾 二灰稳定碎石

1300 1600 1200 1300 1400

σ 220 760 240 700 600

0.5 0.6 0.4 0.7 0.6 劈裂强度(MPa)

表 7.6 基层材料抗压回弹模量表 20℃抗压回弹模量(MPa)

EP 1200 1300 1000

σ 180 90 60

15℃抗压回弹模量(MPa)

EP 1800 1800 1200

σ 320 170 70

15℃劈裂强度(MPa) 1.2 1.0 0.8

材料名称 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土

(2)土基回弹模量的确定

本路段为粘质土,稠度为1.10,土基回弹模量为32MPa。 7.2.5设计指标的确定 (1)设计弯沉值 路面设计弯沉值公式为

Ld?600Ne?0.2AcAsAb (7.3)

由于该公路为一级公路,故公路等级系数Ac取1.0;面层是沥青混凝土,面层系数As取1.0;半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,所以基层系数Ab取1.0。

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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计(论文)

则,设计弯沉值为

??1.0?1.0?1.0 Ld?600Ne?0.2AcAsAb?600??12950451?0.2 ?22.8(0.01mm) (2)各层材料的容许底层拉应力 计算各层材料的容许底层拉应力的公式为

?R??sp/Ks (7.4) 本式中:?R—路面结构层材料的容许拉应力; ?sp—结构层材料的极限抗拉强度; Ks—抗拉强度结构系数, 对于沥青混凝土面层:

Ks?0.09ASNe0.22/Ac (7.5)

对于水泥碎石:

Ks?0.35Ne0.11/Ac (7.6)

对于二灰砂砾:

(7.7) Ks?0.45Ne0.11/Ac

各结构层材料参数统计于下表:

表 7.7 各结构层材料参数统计表

层位 1 2 3 4 5

结构层材料名称 细粒式密级配沥青混凝土 中粒式密级配沥青混凝土 粗粒式密级配沥青混凝土

水泥稳定碎石 二灰沙砾

劈裂强度(MPa)

1.2 1.0 0.8 0.6 0.7

容许拉应力(MPa)

0.51 0.43 0.31 0.36 0.42

7.2.6 确定底基层的厚度

公路等级为一级公路,新建路面的层数为5 ,标准轴载为BZZ-100,路面设计弯沉值为22.8 (0.01mm),路面设计层层位为4 ,设计层最小厚度为15 (cm)。

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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计(论文)

表 7.8 拟定的各层厚度表

层位

1 2 3 4 5 6

材料名称

细粒式密级配沥青混凝土 中粒式密级配沥青混凝土 粗粒式密级配沥青混凝土

水泥稳定碎石 二灰沙砾 土基

h(cm)

3 4 6 待定 20 --

20?C模

(MPa) 1400 1200 900 1500 500 --

15?C模(MPa)

2000 1600 1200 1500 550 --

容许拉应力(MPa)

0.51 0.43 0.31 0.36 0.42 --

按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 22.8 (0.01mm)

H( 4 )= 300 mm LS= 25.2 (0.01mm) H( 4 )= 350 mm LS= 22.4 (0.01mm) H( 4 )= 340 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 :

H( 4 )= 340 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 340 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 340 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 340 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 340 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 :

H( 4 )= 340 mm(仅考虑弯沉)

H( 4 )= 340 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 7.2.7 弯沉值和应力验算

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图7.1。

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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计(论文)

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细粒式沥青混凝土 30 mm ----------------------------------------

中粒式沥青混凝土 40mm ----------------------------------------

粗级式沥青混凝土 60 mm ----------------------------------------

水泥稳定碎石 340mm ----------------------------------------

二灰沙砾 200mm

----------------------------------------

土基

图7.1 路面结构设计图

7.2.8 验算防冻厚度

该方案沥青层厚度为13cm,总厚度为67cm,满足最小防冻厚度45cm的要求。

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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计(论文) 基层 底基层 水泥稳定碎石 二灰沙砾 待定 20 7.2.4确定各结构层材料设计参数 (1)各层材料的抗压模量与劈裂强度 根据相关表格及设计规范,可以得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。规范规定抗压模量取20?C的模量,且在设计中各值均取规范给定范围的中值,因此得到20?C的抗压模量如下表: 表7.5 沥青路面材料抗压回弹模量表 抗压回弹模量(MPa) 材料名称 EP 水泥稳定砂砾 水泥稳定碎石 水泥石灰砂砾土 二灰稳定砂砾 二灰稳定碎石 1300 1600 1200 1300 1400 σ 220 760 240 700 600 0.5 0

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