【導讀】一.設計題目：張家口市懷安至化稍營207國道第八標段。級公路，設計年限為20年，設計車速為100km/h。系地層的黃土具有濕陷性。地勢由西北向東南傾斜，山谷狹窄，為山嶺重丘區(qū)地形。地下水可分兩類，一為沖積層潛水，另一為基巖裂隙水。水型屬重碳酸鈣型，飲用、灌溉均為優(yōu)質(zhì)水，對工程構造物無侵害作用。年平均氣溫7℃，極端最高氣溫℃，極端最低氣溫℃，極端凍土深度，最大風速。年交通量增長率6%。金籌措情況作出分期修建設計。，氣候，地質(zhì)水文等情況。,景觀相協(xié)調(diào),同時道路與道路或道路與鐵路盡量減少交叉次數(shù),以達到行車安全暢通的目的。此，直線，圓曲線，緩和曲線是平面線形的主要組成要素。20V，同向曲線間的直線段長度不得小于6V，反向曲線間的直線長度不得大于2V。小半徑不宜超過10000m。不設緩和曲線外，其余各級公路都應設置緩和曲線。（一）本路段在JD1處的樁號為K0+926轉(zhuǎn)角為23º30`00"，為保證行車順暢，在此處設平曲線，取R=700m,滿足規(guī)范要求。時，最小緩和曲線為85m。

　　

【正文】 0 日野KB222 800 80 50.2 10 1 雙 2 1600 太脫拉138 100 120 51.4 2*80 2 雙 2 200 大客車CA50 1000 28.7 68.2 1 1.5 1500 交通SH141 500 43.25 25.55 55.1 1 雙 1.5 750 小轎車 2000 30 35 1 單 1 2000 第 1年年平均日交通量 10680 第 1年累計車輛數(shù) 3898200 第 20年年平均日交通量 32313 第 20年累計車輛數(shù) 11794392 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 35 一級公路，設計時速 100km/h，車道寬度取 。 一 級公路，設計時速 100km/h，中央分隔帶寬度取 ，左側(cè)路緣帶寬度取，中間帶寬度取 。 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 36 一級公路應在右側(cè)硬路肩寬度內(nèi)設右側(cè)路緣帶 ,其寬度為 。 一級公路，設計時速 100km/h，右側(cè)硬路肩寬度取 ，土路肩寬度取。 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 37 一級公路，設計時速 100km/h，六車道，路基寬度取 。 （一）軸載分析： 路面設計以雙輪組單軸載 100KN 為標準軸線。 （ 1）以設計彎矩值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次 1．軸載換算 軸載換算采用 以下公式： N=∑ C1iC2ini(Pi/P) 計算結果如下 表 61： 車輛 Pi（ KN） C1 C2 ni（次 /日） N（次 /日） 小轎車 前軸 30 1 6.4 2021 0 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 38 后軸 35 1 6.4 2021 0 吉爾 130 前軸 5 1 6.4 960 0 后軸 1 1 960 100 解放 CA15 前軸 7 1 6.4 300 0 后軸 8 1 1 300 65 東風 EQ140 前軸 1 6.4 760 0 后軸 1 1 760 153 依士茲 TD50 前軸 1 6.4 350 53 后軸 90 1 1 350 221 黃河 JN150 前軸 49 1 6.4 450 129 后軸 101.6 1 1 450 482 日野 KB222 前軸 1 6.4 800 255 后軸 104.3 1 1 800 961 太脫拉 138 前軸 1 6.4 100 35 后 80 2 1 100 83 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 39 軸 .2 大客車 CA50 前軸 1.0 1 1000 0 后軸 1.0 1 1000 189 交通 SH141 前軸 5 1 6.4 500 0 后軸 1 6.4 500 239 第 1年每日累計標準當量軸次 2968 第 20 年每日累計標準當量軸次 13945833 注：軸載小于 40KN的軸載不計。 根據(jù)《公路瀝青路面設計規(guī)范》得，一級公路瀝青混凝土路面設計年限取 20年，表 ，六車道的車道系數(shù)η = 所以累計當量軸次 ? ?11 1 3 6 5teNN? ????? ? ???? =17184630 驗算半剛性基層層底拉應力的累計當量軸次 1．軸載換算： 驗算半剛性基層層底拉應力的軸載換算公式為： N′ = N=∑ C1iC2ini(Pi/P) 8 計算結果如下 表 62： 車輛 Pi C C ni N（次 /國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 40 （ KN） 1 2 （次 /日） 日） 小轎車 前軸 30 1 1 2021 0 后軸 35 1 1 2021 0 吉爾 130 前軸 5 1 1 960 0 后軸 1 1 960 15 解放 CA15 前軸 7 1 1 300 0 后軸 8 1 1 300 18 東風 EQ140 前軸 1 1 760 0 后軸 1 1 760 40 依士茲 TD50 前軸 1 1 350 7 后軸 90 1 1 350 151 黃河 JN150 前軸 49 1 1 450 28 后軸 101.6 1 1 450 511 日野 KB222 前軸 1 1 800 60 后軸 104.3 1 1 800 1120 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 41 太脫拉 138 前軸 1 1 100 9 后軸 80 3 1 100 50 大客車 CA50 前軸 1.0 1 1000 0 后軸 1.0 1 1000 47 交通 SH141 前軸 5 1 1 500 0 后軸 1 1 500 4 第 1年每日累計標準當量軸次 2059 第 20 年每日累計標準當量軸次 9677574 注：軸載小于 40KN 的軸載作用不計 2 累計當量軸次 參數(shù)取值同上，設計年限 20年，車道系數(shù) = 29624641 三 確定路基的回彈模量： 對于新建公路，路基尚未建成無實測條件，由查表法預估路基回彈模量：該設計路段為中濕， Ⅲ 1 區(qū)，粉質(zhì)土， Wc=，查人民交通出版社《路基路面工程》中表 1411得土基回彈模量 48Mpa。 四．路面結構組合設計 初擬路面結構組合 （ A）半剛性基層瀝青路面 ? ?11 1 365teNN? ????? ? ????國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 42 （ B）組合式基層瀝青路面 ，結構層 的最小施工厚度等因素綜合考慮，初擬個結構層厚度如下： A 半剛性基層瀝青路面 ●細粒式瀝青混凝土 4cm ●中粒式瀝青混凝土 5cm ●粗粒徑瀝青混凝土 6cm ●碎石灰土 25cm ●石灰土 25cm 以石灰土為設計層 B 組合式基層瀝青路面 ●細粒式瀝青混凝土 3cm ●中粒式瀝青混凝土 5cm ●粗粒式瀝青混凝土 7cm ●水泥穩(wěn)定碎石 25cm ●碎石灰土 25cm 以石灰土為設計層 Ld和結構強度系數(shù) Ks Ld =600Ne K1=（瀝青混凝土面層 ） K2= Ne （無機結合料穩(wěn)定集料） K3= Ne （無機結合料穩(wěn)定細粒土） Ac公路等級系數(shù)，高速公路，一級公路為 As面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為 Ab路面結構類型系數(shù)，瀝青路面為 計算結果如下： Ld=600****= （ ） (方案 A) Ld=600*96775741 ***= （ ） (方案 B) 4．計算確定容許彎拉應力 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 43 σ R=σ sp/Ks 方案 A 材料名稱 結構強度系數(shù) Ks 劈裂強度 σ SP（ MPa） 容許彎拉應力 σ R (MPa) 細粒式密集配瀝青混凝土 中粒式密集配瀝青混凝土 1 粗粒式密集配瀝青混凝土 水泥穩(wěn)定碎石 碎石灰土 容許彎沉值 新建路面結構厚度計算 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 : 5 設計層最小厚度 : 20 (cm) 層位 結構層材料名稱 厚度（ cm） 抗壓模量（ MPa）(20℃ ) 抗壓模量（ MPa）（ 15℃） 容許應力（ MPa） 1 細粒式瀝青混 4 1350 2021 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 44 凝土 2 中粒式瀝青混凝土 5 1150 1700 。 3 粗粒式瀝青混凝土 6 1350 1400 4 碎石灰土 25 750 750 5 石灰土 ？ 650 650 6 土基 48 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= () H( 5 )= 30 cm LS= () H( 5 )= 35 cm LS= () H( 5 )= cm(僅考慮彎沉 ) 按容許拉應力驗算設計層厚度 : H( 5 )= cm(第 1 層底面拉應力驗算滿足要求 ) H( 5 )= cm(第 2 層底面拉應力驗算滿足要求 H( 5 )= cm(第 3 層底面拉應力驗算滿足要求 ) H( 5 )= cm(第 4 層底面拉應力驗算滿足要求 ) H( 5 )= cm(第 5 層底面拉應力驗算滿足要求 ) 路面設計層厚度 : H( 5 )= cm(僅 考慮彎沉 ) H( 5 )= 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 50 cm 驗算結果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過對設計層厚度取整 , 最后得到路面結構設計結果如下 : 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 45 細粒式瀝青混凝土 4 cm 中粒式瀝青混凝土 5 cm 粗粒式瀝青混凝土 6 cm 碎石灰土 25 cm 石灰土 31 cm 土基 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 結構層材料名稱 厚度（ cm） 抗壓模量（ MPa）(20℃ ) 抗壓模量（ MPa）（ 15℃） 計算信息 1 細粒式瀝青混凝土 4 1350 2021 計算應力 2 中粒式瀝青混凝土 5 1150 1700 計算應力 3 粗粒式瀝青混凝土 6 1350 1400 計算應力 4 碎石灰土 25 750 750 計算應力 國道 207 線懷安至化稍營段一級公路設計（第八標段） 46 5 石灰土 ？ 650 650 計算應力 6 土基 48