《路基路面工程》课程设计公路沥青路面设计学校：学院：建筑工程学院班级：姓名：学号：台州某路段高速公路沥青路面设计计算书1.基本资料（1）自然地理条件台州地区计划修建一条双向六车道的高速公路，其中经过调查该路段地处Ⅳ4区，路基为中液限粘土，地下水位离地面高度为1.1m，路基填土高度为0.5m，属于中湿状态；根据我国“沥青及沥青混合料气候分区指标”及相应的“分布图”，得到最热月平均气温＞30℃，最低气温低于-9℃，年降雨量＞1000mm。

近期双向混合交通量为21000辆/日，交通组成和代表车型的技术参数分别如表1和表2所示，交通量年增长率为8%。

该路线沿线可开采砂砾、碎石，并有丰富的石灰、水泥、粉煤灰、沥青等材料供应。

（2）土基回弹指数的确定设计路段处于Ⅳ4区，路基处于中湿状态，路基土为中液限粘土，稠度为，查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)，得土基回弹模量为MPa。

土基回弹模量＜40 MPa，所以对地基进行加固处理，进行填土层50cm处外加25cm厚的石灰处理填土层，查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)，得土基回弹模量为200MPa。

（3）根据可行性研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量，见表1-1。

预测交通量年增长率为8%。

沥青路面累计标准轴载次数按15年设计。

（4）设计轴载代表车型的技术参数 表1-2序号 汽车 型号 总重 (kN) 载重 (kN) 前轴重 (kN) 后轴重 (kN) 后轴数 轮组数 1 桑塔纳 21 10 7 14 2 五十铃 42 20 14 28 3 解放CA10B 1 双 4 黄河JN150 1 双 5 黄河JN162 1 双 6交通SH3612×2双轴载换算（弯沉及沥青层弯拉应力分析时） 表1-3车型 i P (kN)i n （辆/d ）35.421⎪⎭⎫⎝⎛P P n C C i i (辆/日)五十铃 前轴14 — —— — 后轴2818799 解放CA10B 前轴— — — — 后轴 1 1 4536 黄河JN150 前轴1 后轴 1 1 黄河JN162 前轴1 后轴 1 1 交通SH361 前轴1 后轴2×1∑=⎪⎭⎫⎝⎛=Ki i i P P n C C N 135.421 (次/日)轴载换算（半刚性层弯拉应力分析时） 表1-4车型 i P (kN)i n （辆/d ）821⎪⎭⎫⎝⎛P P n C C i i (辆/日)五十铃 前轴14 — — — — 后轴28 — — — — 解放CA10B 前轴— — — — 后轴11 4536 黄河JN150 前轴49 — — — — 后轴 1 1 黄河JN162 前轴1 后轴 1 1 交通SH361 前轴60 1 后轴2×21∑=⎪⎭⎫⎝⎛=Ki i i P P n C C N 1821 (次/日)（5）累计标准轴载作用次数（累计当量轴次）交通量计算详见以下列表，得到累计轴载次数结果见下表，属于重交通等级。

①作弯沉计算及沥青层底弯拉应力验算时：()[]()[])(106064.135.009.463108.0365108.01365117151次⨯=⨯⨯⨯-+=••⨯-+=ηN rr N te②作半刚性基层层底弯拉应力验算时：()[]()[]（次）7151103524.135.096.389808.0365108.0136511⨯=⨯⨯⨯-+=••⨯-+=ηN rr N te2.初拟路面结构（1）根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，结合已有工程经验与典型结构，拟定了两个结构组合设计方案。

又根据结构层的最小厚度、材料、水文、交通量以及施工机械的功能等因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下：方案一：4cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+6cm粗粒式沥青混凝土+？cm水泥稳定碎石+20cm二灰土。

方案二：4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+？cm水泥稳定碎石+20cm二灰土。

3.路面材料设计参数的确定（1）实验材料的确定半刚性基层所用集料取自沿线材料，结合料沥青选用A级90号，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）相关规定。

（2）路面材料抗压回弹模量的确定根据设计选取工程用各种原材料，查表得到沥青混合料20℃、15℃的抗压回弹模量，各种材料的设计参数见表2-1和表2-2。

沥青路面各层材料设计参数取值表2-1（3）设计指标的确定-设计弯沉值本公路为高速公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，基层类型系数取1.0。

设计弯沉值为：())01.0(73.210.10.10.1106064.16006002.072.0mm A A A N l B s c e d =⨯⨯⨯⨯⨯==--4. 设计指标的确定-容许拉应力（1）细粒式密级配沥青混凝土：()464.30.1/106064.109.0/09.022.0722.0=⨯⨯=⨯=c e A N K4042.0464.34.1===KspR σσ； （2）中粒式密级配沥青混：()464.30.1/106064.109.0/09.022.0722.0=⨯⨯=⨯=c e A N K2887.0464.30.1===KspR σσ （3）粗粒式密级配沥青混凝土：()464.30.1/106064.109.0/09.022.0722.0=⨯⨯=⨯=c e A N K2309.0464.38.0===KspR σσ （4）水泥碎石：()171.20.1/106064.135.0/35.011.0711.0=⨯⨯=⨯=c e A N K230.0171.25.0===KspR σσ（5）二灰土：()171.20.1/106064.135.0/35.011.0711.0=⨯⨯=⨯=c e A N K1152.0171.225.0===KspR σσ 5. 设计资料汇总设计弯沉值为（0.01mm ）。

方案一：方案二：6.确定石灰土层厚度方案一：新建路面结构厚度计算公路等级: 高速公路新建路面的层数: 5标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 21.73 ()路面设计层层位: 4设计层最小厚度: 150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 20002 中粒式沥青混凝土50 1200 0 16003 粗粒式沥青混凝土60 1000 0 12004 水泥稳定碎石? 1500 0 15005 二灰土200 900 0 7506 新建路基44.2按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 21.73 ()H( 4 )= 150 mm LS= 2.1 ()由于设计层厚度H( 4 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H( 4 )= 150 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm σ( 5 )= .134 MPaH( 4 )= 200 mm σ( 5 )= .112 MPaH( 4 )= 193 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 193 mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:----------------------------------------细粒式沥青混凝土40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土50 mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土60 mm----------------------------------------水泥稳定碎石200 mm----------------------------------------石灰土200 mm----------------------------------------新建路基方案二：新建路面结构厚度计算公路等级: 高速公路新建路面的层数: 5标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 21.73 ()路面设计层层位: 4设计层最小厚度: 150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 02 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1600 03 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 04 水泥稳定碎石? 1500 0 15005 二灰土200 900 0 750 06 新建路基44.2按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 21.73 ()H( 4 )= 150 mm LS= 1.9 ()由于设计层厚度H( 4 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H( 4 )= 150 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm σ( 5 )= .121 MPaH( 4 )= 200 mm σ( 5 )= .102 MPaH( 4 )= 164 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 164 mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:----------------------------------------细粒式沥青混凝土40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60 mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80 mm----------------------------------------水泥稳定碎石170 mm----------------------------------------石灰土200 mm----------------------------------------新建路基7.设计方案经济分析方案一：通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:-----------------------------------------------------细粒式沥青混凝土40 mm------------------------------------------------------中粒式沥青混凝土50mm------------------------------------------------------粗粒式沥青混凝土60 mm------------------------------------------------------水泥稳定碎石200 mm-------------------------------------------------------二灰土200 mm-------------------------------------------------------新建路基单位平米总价元30.120128.590132.220129.310116.4001136.64()=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=方案二：通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:-----------------------------------------------------细粒式沥青混凝土40 mm------------------------------------------------------中粒式沥青混凝土60 mm------------------------------------------------------粗粒式沥青混凝土80 mm------------------------------------------------------水泥稳定碎石170 mm-------------------------------------------------------二灰土200 mm-------------------------------------------------------新建路基单位平米总价元30.120134.300142.950129.310.8516.4001148.68()=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=通过以上计算确定采用方案一，由于在同样能满足强度要求情况下，选用经济型的。