公路毕业设计

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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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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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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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

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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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