【正文】 計(jì)算路面的設(shè)計(jì)彎沉及瀝青層底拉應(yīng)力。 《道路工程》，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，于書翰主編。 2．圖紙部分： 繪制路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)施工圖一張。 、舊路改建路面結(jié)構(gòu)方案的確定及加鋪層厚度的計(jì)算。 ⑤ 根據(jù)公路等級(jí)情況，需要時(shí)還應(yīng)確定路肩的路面結(jié)構(gòu)。上述計(jì)算應(yīng)采用彈性多層體系理論 編制的程序進(jìn)行。需要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。根據(jù)公路所處地區(qū)及路基填土土質(zhì)、路基填土高度情況，確定路基干濕類型及回彈模量。 ⑶ 由路基土的平均稠度，查設(shè)計(jì)規(guī)范得土基回彈模量 E0。 ⑵ 由土基的干濕類型，查設(shè)計(jì)規(guī)范得路基土的平均稠度 249。實(shí)際中是適用查表法。土基回彈模量為 40MPa。交通量年增長(zhǎng)率為 10%，試設(shè)計(jì)該路面。路床頂面距地表長(zhǎng)期積水位 。 （ 3），交通資料 交通調(diào)查資料為 2020年（見(jiàn)下表），設(shè)計(jì)年限的起算年為 2020年，交通量年平均增長(zhǎng)率為 7%， 2020年后的交通量增長(zhǎng)率為 13%。 （ 2），氣象，地質(zhì)資料 公路地屬高原，西南潮暖區(qū) Ⅴ 4 區(qū)，路段地質(zhì)組為泥質(zhì)砂巖，夾石英砂巖，上覆亞粘土。 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 題 目 新建瀝青路面（水泥混凝土路面）設(shè)計(jì) 舊路改建路面設(shè)計(jì) ? 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求： 路基干濕類型及路基回彈模量的確定； 瀝青路面結(jié)構(gòu)方案的選定與結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算； 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)方案的選定與結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算； 舊路改建路面結(jié)構(gòu)方案的確定及加鋪層厚度的計(jì)算。 ? 設(shè)計(jì)原始資料： ? 新建瀝青路面 （ 1），基本設(shè)計(jì)資料 某公路設(shè)計(jì)為高速公路，設(shè)計(jì)年限為 15 年，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)車速為120KM/H，車輛荷載按公路 I 級(jí)荷載。路床頂面距地下水位 。 車型與交通量表 序號(hào) 汽車車型 前軸重KN 后軸重 KN 后軸數(shù) 后軸組數(shù) 后軸 距 m 作用次數(shù) 次／日 1 江淮AL6600 17 1 雙 1050 2 會(huì)客JT6912 1 雙 180 3 躍進(jìn)牌NJ131 1 雙 700 4 東風(fēng)牌EQ140 1 雙 500 5 黃河牌 JN150 49 1 雙 500 6 日野 KB222 104 1 雙 120 7 太脫拉 138 51 80 2 雙 ≤ 3 280 新建水泥混凝土路面設(shè)計(jì)資料 公路自然區(qū)劃 II4 區(qū)擬新建一條二級(jí)公路，路基為粘質(zhì)土，采用普通混凝土路面，路面寬 9m。經(jīng)交通調(diào)查得知，設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)為 1800。 舊路改建資料 廣東省某二級(jí)公路，交通調(diào)查資料調(diào)查年為 2020年，數(shù)值見(jiàn)表 1所示，設(shè)計(jì)年限的起算年為 2020年，交通量年增長(zhǎng)率為 10%，該路段路基屬于干燥類型，在不利季節(jié)（干季）用標(biāo)準(zhǔn)軸測(cè)得的路段 40個(gè)測(cè)點(diǎn)的彎沉值如表 2，測(cè)定時(shí)路表溫度與前 5H 平均氣溫之和為85`C，原路面結(jié)構(gòu)如圖 1所示 , 原有路面厚度為 36 cm 石灰土底層， 15cm水泥穩(wěn)定砂礫基層， 6cm 瀝青混凝土。表 1 車型 黃河 JN150 交通 SH141 太脫拉 138 東風(fēng) SP9135 輛 /d 520 1200 360 220 實(shí)測(cè)彎沉值（單位： mm） 表 2 58 110 60 54 38 97 81 37 75 56 45 83 50 39 36 59 41 82 45 47 44 46 49 69 89 78 53 73 60 79 46 57 89 45 67 46 56 78 89 90 三、設(shè)計(jì)完成后提交的文件和圖表 1．計(jì)算說(shuō)明書部分： 路基干濕類型及路基回彈模量的確定； 當(dāng)進(jìn)行新路設(shè)計(jì)時(shí)，土基的回彈模量：此時(shí)路基尚未建成，土基的回彈模量，要通過(guò)預(yù)估某路段路基修筑后，可能出現(xiàn)的路基土的平均稠度，辯證地確定土基的回彈模量值。 ⑴ 由路床表面至地下水位的高度 H、地區(qū)所在的自然區(qū)劃及土質(zhì)查瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，確定土基的干濕類型。C。 ⑷ 如果是高等公路，由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范說(shuō)明，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，土基回彈模量E0提高 15%30%。 、瀝青路面結(jié)構(gòu)方案的選定與結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算； ① 根據(jù)所給交通量和交通組成，計(jì)算累計(jì)軸載作用次數(shù)，結(jié)合公路等級(jí)，確定路面等級(jí)，計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值； ② 根據(jù)當(dāng)?shù)刂凡牧锨闆r及自然氣候特點(diǎn)，擬定路面結(jié)構(gòu)方案，確定路面材料的設(shè)計(jì)參數(shù)； ③ 根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度。如不滿足要求，采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整后再重新計(jì)算。 ④ 對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級(jí)和次高級(jí)路面，應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否滿足要求。 、水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)方案的選定與結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算； 根據(jù)所給交通量和交通組成，計(jì)算累計(jì)軸載作用次數(shù)； ? 初步擬定路面結(jié)構(gòu)：初選路面結(jié)構(gòu)層次、類型和材料組成，擬定各層的厚度、面板和接縫構(gòu)造； ② 確定材料參數(shù)，包括混凝土的設(shè) 計(jì)彎拉強(qiáng)度和回彈模量，基層、墊層和路基的回彈模量，基層頂面的當(dāng)量回彈模量； ③ 計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力； ④ 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力； ⑤ 檢驗(yàn)初擬路面結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如不滿足要求，則采取相應(yīng)的調(diào)整措施，重新擬定路面結(jié)構(gòu)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。 舊路改建以瀝青路面的改建為主，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： ① 舊路的代表彎沉值的計(jì)算，根據(jù)所給的舊路彎沉調(diào)查資料，計(jì)算確定舊路面的代表彎沉值； ② 舊路面當(dāng)量回彈模量的計(jì)算； ③ 擬定改建路面的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)層厚度的計(jì)算 、要求應(yīng)附厚度計(jì)算，拉應(yīng)力驗(yàn)算的微機(jī)計(jì)算結(jié)果。 四、進(jìn)程安排 序號(hào) 項(xiàng) 目 時(shí)間 (天 ) （一） 新建瀝青路面設(shè)計(jì) 1 （二） 新建水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 2 （三） 舊路改建路面設(shè)計(jì) 1 （四） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 （五） 施工圖繪制及裝訂成冊(cè) 五、主要參考資料： 參考教材： 《道路建筑材料》第三版 嚴(yán)家伋編著 《公路工程》，人民交通出版社，張正林主編。 參考資料： 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTG B01— 2020） 《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTG D402020） 《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTGD502020） 《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ0342020） 《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（ JTG F402020） 《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》 （ JTG F302020） 第 1 章 新建瀝青路面設(shè)計(jì) 確定路面等級(jí)和面層類型 以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 軸載換算 軸載換算采用如下公式： 4 .3 5121 ()k iii pN C C n P?? ? 汽車型號(hào) Pi C1 C2 ni ?? ??????kiii PPncc1 21 江淮AL6600 前軸 17 1 1050 _ 后軸 1 1 1050 會(huì)客JT6912 前軸 1 180 后軸 1 1 180 28..8 躍進(jìn)牌NJ131 前軸 1 700 _ 后軸 1 1 700 東風(fēng)牌EQ140 前軸 1 500 _ 后軸 1 1 500 黃河牌JN150 前軸 49 1 500 后軸 1 1 500 日野KB222 前軸 1 120 后軸 104 1 1 120 太脫拉138 前軸 51 1 280 后軸 80 1 280 當(dāng)量軸載累計(jì) 1340 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路的瀝青路面設(shè)計(jì)年限為 15 年，車道系數(shù)取 。 半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 1. 軸載換算 軸載換算采用如下公式： 汽車型號(hào) Pi 1?c 2?c ni ???????? PPncc ii 821 江淮AL6600 前軸 17 1 1050 _ 后軸 1 1 1050 _ 會(huì)客JT6912 前軸 1 180 _ 后軸 1 1 180 躍進(jìn)牌NJ131 前軸 1 700 _ 后軸 1 1 700 _ 東風(fēng)牌EQ140 前軸 1 500 _ 后軸 1 1 500 黃河牌JN— 150 前軸 49 1 500 _ 后軸 1 1 500 日野KB222 前軸 1 120 后軸 104 1 1 120 太脫拉138 前軸 51 1 280 后軸 80 3 1 280 當(dāng)量軸載累計(jì) 累積當(dāng)量軸次。 路面的設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算 通過(guò)上述已知條件從而得到 Ac=,As=,Ab=。 路基干濕類型的確定 公路地屬高原，西南潮暖區(qū) Ⅴ 4 區(qū)，路段地質(zhì)組為泥質(zhì)砂巖，夾石英砂巖，上覆亞粘土。 路床表面以下 80cm 深度內(nèi)平均稠度 查《道路工程》表 221 土基干濕狀態(tài)的稠度建議值表得： 該路段的分界稠度為： 土基回彈模量的確定 《道路工程》表 225 得土基的回彈模量為 由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范說(shuō)明，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，土基回彈模量 提高 15%30%。 式中： —— 容許拉應(yīng)力（ Mpa）； —— 瀝青混凝土或半剛性材料在規(guī)定溫度或齡期的劈裂強(qiáng)度（ MPa）； —— 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù) 對(duì)于瀝青混凝土面層： 對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類 ： 對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類： 已知 A= Ne= ????sK 細(xì)粒式瀝青混凝土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算： SSPR K??? = ? 中粒式瀝青混凝土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算： SSPR K??? = ? 粗粒式瀝青混凝土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算： SSPR K??? = M ? 石灰粉煤灰碎石層底容許拉應(yīng)力計(jì)算： 已知 A= Ne= es NK ? / 0 8 9 7 8 7 / ???cA SSPR K??? = MP ? 石灰土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算： ces AK N ? = ?? SSPR K??? = MP ? 新建瀝青路面方案的電算過(guò)程附圖 交通量年增長(zhǎng)率分段數(shù)據(jù) 1． 3． 瀝青路面車輛與交通量參數(shù) 1． 3． 瀝青路面材料參數(shù) 1． 3． 瀝青路面設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算程序 軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算 序號(hào) 車 型 名 稱 前軸重 (kN) 后軸重 (kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距 (m) 交通量 1 江淮 AL6600 17 1 雙輪組 2 會(huì)客 JT6912 1 雙輪組 3 躍進(jìn) NJ131 1 雙輪組 4 東風(fēng) EQ140 1 雙輪組 5 黃河 JN150 49 1 雙輪組 6 日野 KB222 1 雙輪組 147 7 太脫拉 138 80 2 雙輪組 3 343 設(shè)計(jì)年限 15 車道系數(shù) .45 交通量平均年增長(zhǎng)率 13 ％ 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) : 路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 1664 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車