【正文】 路面設計 交通條件汽車荷載既是路基路面的服務對象，又是造成路基路面結(jié)構(gòu)損傷的主要原因。它是不斷移動著的、具有振動和沖擊影響的動荷載，汽車荷載的特性包括汽車輪重與軸重的大小與特性、不同車型車軸的布置、汽車軸載的時間分布特性、以及汽車靜態(tài)與動態(tài)荷載的特性比較等不同方面。荷載狀況是路面設計的的首要考慮因素。表61 交通量調(diào)查表型號前軸載(KN)后軸載(KN)后軸數(shù)輪組數(shù)軸距(cm)交通量(輛/日)黃河JN1501雙450湘江HQP402雙3m550東風EQ1552雙3m500長征XD9802雙3m500東風EQ1401雙600三菱T653B1雙650江淮HF1501雙400解放CA501雙450表62 交通量年增長率序號分段時間(年)交通量年增長率159％257％356％集料是瀝青路面材料中礦物質(zhì)料粒的通稱，在路面材料中起骨架作用和填充作用。有時需數(shù)種粗、細粒料混合組成所需要的粒度級配。集料中把粒徑在 ，。根據(jù)來源不同，集料可分為天然集料和人造集料兩大類。天然集料有碎石、礫石、砂、石屑等；人造集料有燒礬土、穩(wěn)定的堅實冶金礦渣等。瀝青路面用的集料應潔凈無泥，粗集料的顆粒宜接近立方體，多棱角，少扁片長條，其抗壓強度不宜小于60MPa，作重車道面層者，不宜小于80 MPa，而且能耐磨耗。集料和瀝青材料應有良好的粘著力，不易經(jīng)水的侵蝕而剝落，如集料和瀝青粘著不良，應摻入有效的抗剝落劑改善。選配集料時，分層鋪澆的應為粒徑相近的各檔的同粒徑集料；拌制混合料的則常需有大小粒徑按規(guī)格配合的級配集料，這類集料也可采用分檔不同的同粒徑集料按比例摻合而成。 以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為設計指標時（1）軸載換算根據(jù)我國公路瀝青路面設計規(guī)范中提出的軸載換算公式，當以設計彎沉值為指標及瀝青層底拉應力驗算時，規(guī)定要求凡軸載大于25KN、小于130kN的各級軸載（包括車輛的前、后軸）的作用次數(shù)，均按以下公式換算成標準軸載軸載換算采用如下的計算公式： （61）式中：N—以設計彎沉值和瀝青層底拉應力為指標時的標準軸載的當量次數(shù)（次/d） ni—被換算車型的各級軸載作用次數(shù)（次/d） P—標準軸載（KN） Pi—被換算車型的各級軸載（KN） C1—被換算車型的軸數(shù)系數(shù)，當軸間距大于3m時,按單獨的一個軸載計算，當軸間距小于3m時，軸數(shù)系數(shù)C1=1+(m1)，m是軸數(shù)。 C2—被換算車型的輪組系數(shù)，， K—被換算車型的軸載級別(2)累計當量軸次計算在設計年限內(nèi)，一個車道的累計當量軸次按下式計算 （62）式中：—設計年限內(nèi)一個車道上的累計當量軸次（次）；T—設計使用年限，由設計資料可知t=12年； —路面竣工后第一年雙向日平均當量軸次（次/d）；表63車道系數(shù)車道特征車道系數(shù)車道特征車道系數(shù)單車道四車道～雙車道有分隔六車道～無分隔～—設計年限內(nèi)交通量的平均增長率（%），通過調(diào)查預測確定交通量年增長率為見下表61；—車道系數(shù)見表63；根據(jù)設計規(guī)范，許禹一級公路瀝青路面的設計年限取15年，～。按上述公式計算累計當量軸次。 以半剛性基層層底拉應力作為設計指標把各級軸載的作用次數(shù)按照公式換算成標準軸載的當量作用次數(shù) (63)—以半剛性材料層的拉應力為設計指標時的標準軸載的當量軸次（次/d） —被換算車型的軸數(shù)系數(shù)，當軸間距離大于3m時,按單獨的一個軸載計算，C1=1+2(m1)，m是軸數(shù)，當軸間距離小于3m時，應該考慮軸數(shù)系數(shù)。 —輪組系數(shù)，，按照公式83，將設計資料中所給的交通量都換算成標準軸載的作用次數(shù)。 初步擬定路面組合方案設計年限 15 車道系數(shù) 4 序號 分段時間(年) 交通量年增長率 1 5 9 ％ 2 5 7 ％ 3 5 6 ％ 路面結(jié)構(gòu)組合. 路面結(jié)構(gòu)組合設計當以設計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應力驗算時 : 路面竣工后第一年日平均當量軸次 : 2100 設計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次 : 8125089 當進行半剛性基層層底拉應力驗算時 : 路面竣工后第一年日平均當量軸次 : 1284 設計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次 : 4967912 公路等級 一級公路 公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 基層類型系數(shù) 1 路面設計彎沉值 : ()1 細粒式瀝青混凝土 3 cm 2 中粒式瀝青混凝土 4 cm 3 粗粒式瀝青混凝土 6 cm 4 石灰粉煤灰土 20cm 5 石灰粉煤灰砂礫 25 cm 層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應力(MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 4 2 中粒式瀝青混凝土 1 34 3 粗粒式瀝青混凝土 8 24 4 石灰粉煤灰土 2 08 5 石灰粉煤灰砂礫 4 21 根據(jù)上面的計算可知設計年限內(nèi)一個車道的累計標準軸次約大于500萬次，根據(jù)規(guī)范《公路瀝青路面設計規(guī)范JTGD502004》和設計任務書的要求可確定路面等級為一級路面，面層類型采用瀝青混凝土，設計年限為15年。 確定土基的回彈模量（1） 此路為新建路面，根據(jù)設計資料可知路基干濕狀態(tài)為干燥狀態(tài)。（2） 根據(jù)設計資料，由設計規(guī)范《公路瀝青路面設計規(guī)范JTJ01497》,該路段處于Ⅱ5區(qū)，為黏性土。（3） 查設計規(guī)范《公路瀝青路面設計規(guī)范JTJ01497》中“二級自然區(qū)劃個土組土基回彈模量參考值”表的土基回彈模量為45MPa。 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 公 路 等 級 ： 一級公路 新建路面的層數(shù) ： 5 標 準 軸 載 ： BZZ100 路面設計彎沉值 ： () 路面設計層層位 ： 4 設計層最小厚度 : 15 (cm) 層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應力(MPa) (20℃) (15℃) 1 細粒式瀝青混凝土 3 1400 2000 4 2 中粒式瀝青混凝土 4 1200 1600 34 3 粗粒式瀝青混凝 6 900 1200 24 4 石灰粉煤灰土 ? 1500 1500 08 5 石灰粉煤灰砂礫 25 1000 1000 21 6 土基 45 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= () H( 4 )= 15 cm LS= () H( 4 )= 20 cm LS= () H( 4 )= cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力驗算設計層厚度 : H( 4 )= cm(第 1 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 4 )= cm(第 2 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 4 )= cm(第 3 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 4 )= cm(第 4 層底面拉應力驗算滿足要求) H( 4 )= cm(第 5 層底面拉應力驗算滿足要求) 路面設計層厚度 : H( 4 )= cm(僅考慮彎沉) H( 4 )= cm(同時考慮彎沉和拉應力) 驗算路面防凍厚度 ： 路面最小防凍厚度 40 cm 驗算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求 。 通過對設計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設計結(jié)果如下: 細粒式瀝青混凝土 3 cm 中粒式瀝青混凝土 4 cm 粗粒式瀝青混凝土 6 cm 石灰粉煤灰土 18cm 石灰粉煤灰砂礫 25 cm 土基 竣工驗收彎沉值和層底拉應力計算由于方案A為最優(yōu)方案，此處只對其進行驗算?？⒐を炇諒澇林岛蛯拥桌瓚τ嬎憧⒐を炇諒澇林岛蛯拥桌瓚τ嬎? 公 路 等 級 : 一級公路 新建路面的層數(shù) : 5 標 準 軸 載 : BZZ100竣工驗收彎沉值和層底拉應力計算 公 路 等 級 : 一級公路 新建路面的層數(shù) : 5 標 準 軸 載 : BZZ100層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 計算信息 (20℃) (15℃) 1 細粒式瀝青混凝土 3 1400 2000 計算應力 2 中粒式瀝青混凝土 4 1200 1600 計算應力3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 計算應力4 石灰粉煤灰土 18 1400 1400 計算應力 5 石灰粉煤灰砂礫 25 1000 1000 計算應力 6 土基 45 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗收彎沉值 : 第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= () 第 2 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= () 第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= () 第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= () 第 5 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= () 土基頂面竣工驗收彎沉值 LS= ()(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁公式) LS= 207 ()(根據(jù)“測試規(guī)程”第56頁公式) 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應力 : 第 1 層底面最大拉應力 σ( 1 )= (MPa) 第 2 層底面最大拉應力 σ( 2 )= (MPa) 第 3 層底面最大拉應力 σ( 3 )= (MPa) 第 4 層底面最大拉應力 σ( 4 )= (MPa) 第 5 層底面最大拉應力 σ(