路桥方向本科毕业设计二级公路设计全套

第七章 路面设计 第七章 路面设计

7.1 设计原则

（1)路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计。

（2)在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理取材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。 （3)结合当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之有效的新材料、新工艺、新技术应在路面设计方案中积极、慎重的加以运用。 （4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。 （5)为提高路面工程质量，应进行机械化施工。

7.2 路面设计步骤

本设计路面采用沥青混凝土，沥青路面结构设计有以下四步:

（1）根据设计任务书的要求:进行交通量分析，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。

（2）按路基土类与干湿类型:将路基划分为若干路段(在一般情况下路段长不宜小于500m，若为大规模机械化施工，不宜小于lkm)，确定各路段土基回弹模量。

（3）可参考规范推荐结构:拟定几种可能的路面结组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各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:对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应验算拉应力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，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。

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第七章 路面设计 （5）设计时，应先拟定某一层作为设计层，拟定面层和其他各层的厚度。当采用半刚性基层、底基层结构时，可任选一层为设计层，当采用半刚性基层、粒料类材料为底基层时，应拟定面层、底基层厚度，以半刚性基层为设计层才能得到合理的结构；当采用柔性基层、底基层的沥青路面时，宜拟定面层、底基层的厚度，求算基层厚度。当求得基层厚度太厚时，可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做上基层，以减薄路面总厚度，增加结构强度和稳定性。

7.3 基本资料

7.3.1土基回弹模量的确定

设计路段的路基处于中湿状态，路基土为中液限砂性土，查表可知土基的回弹模量为60MPa。

7.3.2 交通资料

交通组成及交通量如下表7.1所示，交通量年增长率为7%。

表7.1 交通组成与交通量

车型 载重（kN） 换算后载质量（t）

交通量

解放 CA340 36.6 3.66 350

黄河 JN150 82.6 8.26 100

解放 CA390 60.15 6.015 150

解放 CA50 50 5 160

尼桑 CK10G 66.65 6.665 180

东风 EQ140 50 5 200

黄河 QD351 70 7 150

7.3.3 设计轴载

（1）当以设计弯沉为指标以及验算沥青层层底拉应力时

凡轴载大于25kN地各级轴载Pi的作用次数ni，换算成标准轴载P的当量作用次数N：

?P?N??C1iC2ini?i??P?i?1K4.35 (7-1)

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第七章 路面设计 式中 N---标准轴载的当量轴次（次／d）；

ni---被换算车型的各级轴载作用次数（次／d）；

； P---标准轴载（kN）

； Pi---被换算车型的各级（单根）轴载（kN）

C1---被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴载间距大于3m时，按 单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数；当轴间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1＝1+1.2（m－1）； C2---被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组

为0.38。

（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时

凡轴载大于50kN地各级轴载Pi的作用次数ni，换算成标准轴载P的当量作用次数N?：

?P?N???C1i?C2i?ni?i??P?i?1K8 (7-2)

式中 C1?---被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴载间距大于3m时，按 单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1?＝1+2（m-1）； C2?---被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四 轮组为0.09。 （3）设计年限累计当量标准轴载数

道上的累计当量轴次Ne参照式(7-3)进行计算：

??1???t?1??365?N1? (7-3) Ne???式中：Ne---设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次；

t---设计年限，取12年；

N1---路面竣工后第一年的平均日当量轴次，次/d； Nt---设计年限最后一年的平均日当量轴次，次/d；

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第七章 路面设计 ?---设计年限内交通量的平均年增长率，为7%；

?---车道系数，取0.45。

利用公式（7-1）、（7-2）、（7-3）计算得：

（1）当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 536 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2236697 （2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 300 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1251883

7.4 拟定路面结构组合方案

根据本地区的路用材料，考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，本地的气象土质情况，参考相关资料、规范，结合已经修建的道路结构，拟定了结构组合方案。按计算法确定方案的路面结构层及厚度。

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度

1 细粒式沥青混凝土 3 cm 2 中粒式沥青混凝土 4 cm 3 碎石灰土 15cm 4 石灰粉煤灰砂砾 ？

7.5 设计弯沉值和容许拉应力计算

7.5.1 弯沉计算

公路等级系数Ac为1.1 面层类型系数As为1.0 基层类型系数Ab为1.0 路面设计弯沉值计算

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