【正文】 總重 (KN) 載重 (KN) 前軸重 (KN) 后軸重 (KN) 后軸數(shù) 后輪 輪組數(shù) 前輪 輪組數(shù) 軸 距 (cm) JN150 49 l 雙 單 CA10B 40 1 雙 單 EQ140 1 雙 單 太脫拉 138 2 80 2 雙 單 132 ③ 路基土質(zhì)為粘性土，干濕狀態(tài)為潮濕，道路凍深為 160cm。 課程設(shè)計(jì)組織形式： 首先把布置設(shè)計(jì)任務(wù)，每天安排指導(dǎo)老師到教室進(jìn)行整體答疑 2～ 3 課時(shí)，學(xué)生將在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題集中，向老師提問(wèn)，如果問(wèn)題具有普遍性，老師將向全體學(xué)生解答，答疑結(jié)束后學(xué)生繼續(xù)完成各自的設(shè)計(jì)計(jì)算，每隔兩天指導(dǎo)老師檢查學(xué)生完成設(shè)計(jì)的情況，再根據(jù)完成的情況指導(dǎo)老師統(tǒng)一意見(jiàn)后繼續(xù)指導(dǎo)學(xué)生做后續(xù)的設(shè)計(jì)。 (5) 路面 設(shè)計(jì)資料分析、 確定路面等級(jí)和面層類(lèi)型 。課程設(shè)計(jì)的成績(jī)按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五級(jí)評(píng)定。土路肩為 2 ，硬路肩為 2 ，行車(chē)道為 6 ，中央兩左側(cè)路緣帶 2 。交通量年平均增長(zhǎng)率為 %，設(shè)計(jì)年限為 15 年，該路段處于 Ⅳ 2區(qū)。 設(shè)計(jì)彎沉值為： 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù) 對(duì)瀝青混凝土面層 對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi) 對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi) 四 、 設(shè)計(jì) 計(jì)算 （一） 干燥狀態(tài) 土基回彈模量的確定 根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》中表 “土基干濕狀態(tài)的稠度建議值” 土 質(zhì) 類(lèi)型 ： 粉 質(zhì)土 路基干濕狀態(tài)： 干燥狀態(tài) 土基土質(zhì)稠度： Wc = 根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》中附表 “二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值 (MPa)” 公路自然區(qū)劃： Ⅳ 2 區(qū) 土基回彈模量： E0 = MPa 路面參數(shù)設(shè)計(jì) （ 1） 確定路面等級(jí)和面層類(lèi)型 交通量設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次 Ne= 107次 ，由公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范， 該路交通等級(jí)為重交通，高速 公路路面等級(jí)為高級(jí)路面，面層類(lèi)型為瀝青混凝土。 （ 三 ） 潮濕 狀態(tài) 土基回彈模量的確定 根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》中表 “土基干濕狀態(tài)的稠度建議值” 土 質(zhì) 類(lèi)型 ： 粉 質(zhì)土 路基干濕狀態(tài)： 中濕 狀態(tài) 土基土質(zhì)稠度： Wc = 根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》中附表 “二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值 (MPa)” 公路自然區(qū)劃： Ⅳ 2 區(qū) 土基回彈模量： E0 = MPa 路面參數(shù)設(shè)計(jì) （ 1） 確定路面等級(jí)和面層類(lèi)型 交通量設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次 Ne= 107次 ，由公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范， 該路交通等級(jí)為重交通，高速 公路路面等級(jí)為高級(jí)路面，面層類(lèi)型為瀝青混凝土。 計(jì)算結(jié)果 路面設(shè)計(jì)彎沉值 () 路面結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)彎沉值 () 設(shè)計(jì)控制層厚度 (cm) 第 1 結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉 () 實(shí)際路面結(jié)構(gòu)第 1層底最大拉應(yīng)力 (MPa) 0 第 2 結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉 () 實(shí)際路面結(jié)構(gòu)第 2層底最大拉應(yīng)力 (MPa) 0 第 3 結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉 () 實(shí)際路面結(jié)構(gòu)第 3層底最大拉應(yīng)力 (MPa) 0 第 4 結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉 () 實(shí)際路面結(jié)構(gòu)第 4層底最大拉應(yīng)力 (MPa) 第 5 結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉 () 實(shí)際路面結(jié)構(gòu)第 5層底最大拉應(yīng)力 (MPa) .1146381 第 6 結(jié)構(gòu)層頂面施工控制彎沉 () 土基層頂面施工控制彎沉 () 滿足要求。設(shè)計(jì)交通標(biāo)準(zhǔn)軸載為 BZZ100。小于和等于40KN(單軸 )和 80KN（雙軸）的軸載可略去。普通水泥混凝土板的平面尺寸寬為 ,長(zhǎng)為 。 （二） 中濕狀態(tài) 初擬路面結(jié)構(gòu) 查《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》表 ，初 擬普通水泥混泥土路面層厚度為 h=, 基層選用水泥穩(wěn)定碎石（水泥用量為 5％），厚為 h1=。根據(jù)公路等級(jí)，由《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》附錄 B，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) ?ck 按式（ ），荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為 M P akkk pscfrpr ?????? ?? 溫度疲勞應(yīng)力 由《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》表 ， Ⅳ 區(qū)最大溫度梯度區(qū) 88℃/m 。 按式（ ） 計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： MP ahh EhEhE x 22 222221222121 ?? ??????? ? ? 12211221322311 )11(41212 ?????? hEhEhhhEhED x ? ? 14 1233 ??????? ?????????? ? mEDhxxx 33 ???? 0????????? ?????????????????? ?????????? ??EEa x 0???????????????????? ??EEb x M P aEEEahE xbxt 00???????????????????? 普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按（ ）計(jì)算為 mEEhrtc 33 ????? 荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算 按式（ ），標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為 M P ahrps ????? ??? 因縱縫為設(shè)拉平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù) ?rk 。 鋼筋間距為 )( 22 mmhd s ??? ?? ??? 或每延米縱向鋼筋根數(shù)為 1000／ 120=≈ 9 根。采用粒料基層時(shí)，槽口深度應(yīng)為板厚的 1/3；采用半剛性基層時(shí)，槽口深度應(yīng)為板厚的 2/5。 六、 接縫設(shè)計(jì) 縱縫設(shè)計(jì) 一次鋪筑寬度為 ，設(shè)置縱向施工縫，縱向施工縫采用平縫形式，上部應(yīng)鋸切槽口，深度為 35mm，寬度為 6mm，槽內(nèi)灌塞填縫料。 橫向裂縫間距計(jì)算 按式 ()，混凝土溫縮應(yīng)力系數(shù)為 02 )3510(1 30 000 )ε+ΔT( α E=λc 5shCC??????tf 初擬配筋率 ρ=O .7％，按式 ()，計(jì)算鋼筋貢獻(xiàn)率為 04 000 = 3C???SE?? 由 =λc 和 =? ，查圖 ，得 =b ，代 入 式 ()中 7 9 9 ( m m ))(1020206 344)1(4k2b=L3Sd ????? ???? ?SS Ed ? 滿足橫向裂縫間距 ～ 。 材料參數(shù)的確定 （ 1） 混泥土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彈性模量 按《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》表 ，取普通混泥土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPafr 5? ,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為 GPaEc 31? （ 2） 土基的回彈模量 參照《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》附錄 F，路基回彈模量取MPaE 260 ? 。 按式（ ） 計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： MP ahh EhEhE x 22 222221222121 ?? ??????? ? ? 12211221322311 )11(41212 ?????? hEhEhhhEhED x ? ? 14 1233 ??????? ?????????? ? mEDhxxx 33 ???? 0????????? ?????????????????? ?????????? ??EEa x 0???????????????????? ??EEb x M P aEEEahE xbxt 00???????????????????? 普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按（ ）計(jì)算為 mEEhrtc 33 ????? 荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算 按式（ ），標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn) 生的荷載應(yīng)力計(jì)算為 M P ahrps ????? ??? 因縱縫為設(shè)拉平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù) ?rk 。根據(jù)公路等級(jí)，由《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》附錄 B，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影 響的綜合系數(shù) ?ck 按式（ ），荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為 M P akkk pscfrpr ?????? ?? 溫度疲勞應(yīng)力 由《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》表 ， Ⅳ 區(qū)最大溫度梯度區(qū) 88℃/m 。 （一 ） 干燥狀態(tài) 初擬路面結(jié)構(gòu) 查《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》表 ，初擬普通水泥混泥土路面層厚度為 h=, 基層選用水泥穩(wěn)定碎石（水泥用量為 5％），厚為 h1=。 161 100n is i iiPNN?? ??? ????? （ 1） ； 3 0. 2 10iiP? ??? （ 2） 5 0. 7 10iiP? ???? （ 3） ； 8 10iiP? ???? （ 4） Ns—— 100KN 的單軸 雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)； Pi—— 單軸 單輪、單軸 雙輪組或三軸 雙輪組軸型 i 級(jí)軸載的總重（ KN）； n —— 軸型和軸載級(jí)位數(shù)； iN —— 各類(lèi)軸型 i 級(jí)軸載的作用次數(shù)； i? —— 軸 輪型系數(shù)，單軸 雙輪組時(shí)， i? =1；單軸 單輪時(shí)，按式 （ 2）計(jì)算 ； 雙軸雙輪組時(shí)，按式 （ 3）計(jì)算 ； 三軸 雙輪組時(shí) ,按式 （ 4)計(jì)算。設(shè)計(jì)車(chē)速： 80~100km/h。 （ 2） 結(jié)構(gòu)組合與材料選取及材料設(shè)計(jì)參數(shù)確定 根據(jù) 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》表 及 附錄 E 確定 各層材料 設(shè)計(jì)參數(shù) 。 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng) 厚度 (cm) 抗壓模量 (MPa) 劈裂強(qiáng)度 (MPa) 容許底層拉應(yīng)力 （ MPa） (20℃ ) (15℃ ) 1 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 1400 2020 2 中粒式瀝青混凝土 6 1200 1600 3 粗粒式瀝青混凝土 8 900 1200 4 水泥穩(wěn)定碎石 設(shè)計(jì)層厚度待定 1600 1600 5 石灰粉煤灰碎石 20 1500 1500 6 級(jí)配碎石 20 230 230 確定 設(shè)計(jì) 層厚度 利用設(shè)計(jì)程序計(jì)算出滿足設(shè)計(jì)彎沉指標(biāo)要求的 水泥穩(wěn)定碎石 基層厚度為 19cm（取整）。交通量平均增長(zhǎng)率為 %。 (4) 繪制路面結(jié)構(gòu)圖及水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構(gòu)造圖； (5) 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 高速公路瀝青路面設(shè)計(jì) 東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院 2020 年 05 月 20 日 一、高速公路 路面設(shè)計(jì) 資料 主要技術(shù)指標(biāo)，全線按平原丘陵山區(qū)高速公路修建。設(shè)計(jì)成果的檢查，著重檢查設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算書(shū)的完整性和正確性。 天 (3) 路基 結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)、繪制，路基 邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 ； 路基擋 土墻的 設(shè)計(jì)、