【正文】 20cm 石灰土 25cm 天然砂礫 4 及回彈模量。需要時應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是 否滿足容許拉應(yīng)力的要求。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。 ⑤根據(jù)公路等級情況，需要時還應(yīng)確定路肩的路面結(jié)構(gòu)。 、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。 2．圖 紙部分： 繪制路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)施工圖一張。 《道路工程》，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，于書翰主編。 1. 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時 , 各種車輛的前、后軸均應(yīng)按以下公式車 型 前軸 重（ KN ） 后軸重（ KN ） 后軸數(shù) 輛 / 日 解放 CA10 B 1 1224 黃河 JN150 49 1 450 日野 KB222 1 306 太脫拉 138 80 2 （軸距≤ 3） 170 東風(fēng) KM340 1 1254 黃河 JN362 63 127 1 500 日野 FC 164 71 1 765 8 換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載 P 的當(dāng)量作用次數(shù) N。 C2=1＋ （ m－ 1） 式中： m ── 軸數(shù)。N 。21 39。2──軸數(shù)系數(shù)。 C180。 C180。2139。 當(dāng)以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時，標(biāo)準(zhǔn)軸載 P 的當(dāng)量作用次數(shù) 39。 計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次 設(shè)計(jì)交通量是根據(jù)不同公路等級的設(shè)計(jì)年限、第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 (N1)、年平均交通量增長率、車道系數(shù)及該公路交通特點(diǎn)，計(jì)算的設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個方向一個車道的累計(jì)當(dāng)量軸次， 按公式計(jì)算： Ne Nt? ? ? ? ? ?[( ) ]1 1 365 1? ? ? 式中： eN ── 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個方向上一個車道的累計(jì)當(dāng)量軸次（次）； t ── 設(shè)計(jì)年限（年）； N1 ── 路面營運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次 /日）； r ── 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長率 (%)。交通調(diào)查資料為 2021 年，設(shè)計(jì)年 限的起算年為 2021年。 驗(yàn)算彎沉和瀝青層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次 從調(diào)查年 2021 年到設(shè)計(jì)年限的起算年 2021 年，有三年。 ? ?? ?? ?? ? 66 1. 33 653 6511711???????????? ?NrrNte = 次 ? ?? ?? ?? ? 98 8. 73 653 6511822???????????? ?NrrNte = 次 所以設(shè)計(jì)年限 15 年間的累計(jì)當(dāng)量軸次： eN = 21 ee NN ? =+=18921855 次 驗(yàn)算半 剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次 從調(diào)查年 2021 年到設(shè)計(jì)年限的起算年 2021 年，有三年。 ? ?? ?? ?? ? 8863 653 6511711???????????? ?NrrNte = 次 0 8 8)(.14 8 3 3)1( 331 ????? ?NN次1 0 43 4 . 3)(.14 8 33)1( 10102 ????? ?NN 12 ? ?? ?? ?? ? 04 34 . 33 653 6511821???????????? ?NrrNte = 次 所以設(shè)計(jì)年限 15年間的累計(jì)當(dāng)量軸次： eN = 21 ee NN ? =+= 次 交通等級 交通等級 BZZ100KN 累計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 軸次 Ne(萬次 /車道 ) 中型以上貨車及大客車（日 /輛） A 特輕 交通 100 300 B 輕交通 100～ 400 300～ 1000 C 中交 通 400～ 1200 1000～ 4000 D 重交通 E 特重交通 2500 10000 由上表格可見，屬于 D 級重交通等級 。 1 輪隙中心處（ A點(diǎn)）路表計(jì)算彎沉值 Sl 小于或 等于設(shè)計(jì)彎沉值 dl ，即： dS ll ? 2 輪隙中心（ C點(diǎn)）或單圓荷載中心處（ B點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力 m? 應(yīng) 小于或 等于容許拉應(yīng)力 R? ， 即： Rm ?? ? 13 B(c)ccpE n =E 0rAAE 1E 2E n 1h n 1h 2h 1B路面荷載及計(jì)算點(diǎn)圖示 設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等級、設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次、面層和基層類型按下公式計(jì)確定。 bA —— 基層類型系數(shù)，對半剛性基層 bA =；柔性基層 bA =； 對于混合式基層采用線性內(nèi)插確定基層類型系數(shù) ： 20/2）（ ?? Fb HA 式中： FH —— 為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（ cm） ； 因?yàn)槌鯏M定面層為 瀝青混凝土面層，基層為半剛性基層，所以： 取 ?sA ， ?bA ， ?cA ）（ 0 . 0 1 m 8 92 1 8 5 5600600 0 . ??????? ? bsced AAANl 根據(jù)路基土類與干濕類型，確定土 基彈性模量 14 確定土基干濕類型 該路段地處Ⅱ 2區(qū)， 沿線土質(zhì)為粉質(zhì)輕亞粘土， WL=40%， wp=18%，當(dāng)?shù)囟嗄昶骄畲髢錾顬? 米 。 cw = 確定土基回彈模量 根據(jù)土類和氣候區(qū)以及擬定的路基土的平均稠度，可參考附錄 F 估計(jì)路基回彈模量設(shè)計(jì)值。 oE = . ??? ）（ MPa . 初擬路面結(jié)構(gòu)，確定材料的參數(shù) 由 計(jì)算得設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為 1891 萬次左右。 方案一： 路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土 (15cm)，基層采用水泥穩(wěn)定碎石 (取25cm)，底基層采用水泥石灰砂礫土 (厚度待定 )。 材料名稱 厚度 細(xì)粒式瀝青混過凝土 3cm 中粒式瀝青 混凝土 5cm 粗粒是瀝青混凝土 7cm 水泥穩(wěn)定碎石 25cm 15 方案二： 路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（ 27cm),基層采用水泥穩(wěn)定沙礫（待定） 底基層采用級配沙礫（ 18cm),見下表 查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度，抗壓模量取 20℃的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值， 因此得到 20℃的抗壓模量和各層材料的劈裂強(qiáng)度（單位均為 MPa）： 材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度 各層材料的容許層底拉應(yīng)力 瀝青混凝土面層、半剛性材料基層、底基層以彎 拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時，材料的容許拉應(yīng)力 R? 應(yīng)按下列公式計(jì)算：、 SSR K?? ? 水泥石灰砂礫土 待定 材料名稱 厚度 細(xì)粒式瀝青混過凝土 4cm 中粒式瀝青混凝土 8cm 密級配瀝青碎石 15cm 水泥穩(wěn)定沙礫 待定 級配沙礫 18cm 材料 細(xì)粒式瀝青 混凝土 中粒式瀝青 混凝土 粗粒式瀝青 混凝土 水泥穩(wěn)定 碎石 水泥石灰砂礫土 抗壓模量 1400 1200 1000 1500 1000 劈裂強(qiáng)度 材料 密級配瀝青 碎石 水泥穩(wěn)定沙 礫 級配沙礫 抗壓模量 1250 1300 175 劈裂強(qiáng)度 16 式中： R? —— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力 (MPa)。 1 對瀝青混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，系指 15℃時的極限抗拉強(qiáng)度；對水泥穩(wěn)定類材料齡期為 90d 的極限抗拉強(qiáng)度 (MPa)； 對二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類的材料齡期為 180d 的極限抗拉強(qiáng)度 (MPa)。N σ s=σ s/Ks= 中粒式瀝青混凝土 : Ks=N σ R=σ s/Ks=水泥穩(wěn)定碎石 : Ks= σ R=σ s/Ks=水泥石灰砂礫土 : Ks= σ R=σ s/Ks= 設(shè)計(jì)彎沉值為 ()，相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)缦卤?: 材料名稱 h(cm) 15℃模量 20℃模量 劈裂強(qiáng)度 σ （ MPa） 容許拉應(yīng)力（ MPa） 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 1800 1400 中粒式瀝青混凝土 6 1600 1200 粗粒式瀝青混凝土 8 1200 1000 水泥穩(wěn)定碎石 25 1500 水泥石灰砂礫土 25 1000 17 土基 40 由公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力： 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 1 )= (MPa)＜ 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 2 )= (MPa)＜ 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 3 )= (MPa)＜ 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 4 )= .062 (MPa)＜ 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 5 )= .097 (MPa)＜ 負(fù)號表示瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力。查《道路工程》（徐家鈺 程家駒 編著） 335 頁表 236（最小防凍層厚度）可知中濕類路基當(dāng)土質(zhì)為 粉質(zhì)輕亞粘土，道路凍深為 50～ 100cm 時，砂石類和穩(wěn)定土類的最小防凍厚度取為 40cm。 交通資料在 0+500~3+500 段鋪筑新建瀝青路面時已經(jīng)計(jì)算完畢。 對 3+500~5+000 段，測定時路表溫度與前 5H 平均氣溫之和為 ，在凍前進(jìn)行路面彎沉實(shí)測彎沉值為： 97 、 105 、 136 、 100 、 147 、 67 、 121 、 115 、 86 、 78 、 99 、 165 、 120 、 83 、 67 、 162 、 87 、 116 、 92 、 123 、 12 7 97 、 5 87 、 6 8 10 10 110。 原有路面厚度為 25 cm 天然沙礫底基層， 20cm 石灰土基層， 6cm 瀝青貫入。不同軸 輪型和軸載的作用次數(shù)，按式 1 換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。三軸 雙輪組時 ,按式 (4)計(jì)算。 因此設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)水泥混凝土面層臨界荷位處所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)eN 可按下式計(jì)算： 式中： Ne—— 標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)； t —— 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期； γ —— 交通量年平均增長率； η —— 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，按下表選用。 ? ?? ?? ?? ? 49 333 653 6511711???????????? ?NrrNte = ? ?? ?? ?? ? 365112312???????????? ?NrrNte = 0 4 9 3)(2 4 2 0 6 . 9 5)1( 331 ????? ?NN)()1( 10102 ????? ?NN??? 365]1)1[( ????? tse NN 38 所以設(shè)計(jì)年限 30 年間的累計(jì)當(dāng)量軸次： eN = 21 ee NN ? =+= 次 水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用 次數(shù)分為 4 級，分級范圍如下表。 初擬路面結(jié)構(gòu) 根據(jù)路基土質(zhì)和水溫狀況、路面材料性質(zhì)與供應(yīng)情況以及交通繁重程度，初擬路面結(jié)構(gòu)斷面，包括結(jié)構(gòu)層次、類型選擇和厚度。 水泥混凝土面層厚度的參考范圍 交通等級 特重 重 公路等級 高速 一級 二級 高速 一級 二級 變異水平等級 低 中 低 中 低 中 低 中 面層厚度（ mm） ≥ 260 ≥ 250 ≥ 240 270～ 240 260～ 230 250～ 220 交通等級 中等 輕 公路等級 二級 三、四級 三、四級 三、四級 變異水平等級 高 中 高 中 高 中 面層厚度（ mm） 240～ 210 230～ 200 220～ 200 ≤ 230 ≤ 220 查得重交通等級的一級公路的變異水平等級為中， 得初擬水泥混凝土面層厚度為?；炷令A(yù)制塊面層應(yīng)采用水泥穩(wěn)定粒料