《路基路面工程》课程设计专业：道路工程班级：2014级5班学生：周治勇学号：p141914394 指导教师：王睿老师一、新建沥青路面结构设计计算1、设计资料a、地区某新建双向2车道二级公路，拟采用沥青混凝土路面，路基土为中液限粘土，路基填土高度1.2m，地下水位距路床2.3m，属中湿状态；多年最大道路冻深160cm。
b、经过OD调查及论证2012年底的交通组成情况如下表：2013年通车后前五年交通量增长率为4.5%，其后设计年限交通量增长率为6%。
车道系数：二级公路双向两车道在0.6~0.7，取0.7 二级公路设计年限为12年车道数：2车道设计速度：60km/h路基宽度：10m车道宽度：3.5mγ=0.053752、确定交通等级我国沥青路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，表示为BZZ-100。
标准轴载的计算参数按下表确定。
（1）、计算标准轴载累计计算交通量NeA．当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时35.412 1∑=⎪⎭⎫⎝⎛=Kiii PPnCCN式中：N——以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次（次／d ) ;ni——被换算车型的各级轴载作用次数（次／d) ;P一一标准轴载（KN）;Pi——被换算车型的各级轴载（KN）C1——被换算车型的轴数系数C2——被换算车型的轮组系数 ，双轮组为1.0，单轮组为 6.4，四轮组为 0.38; K 一一被换算车型的轴载级别当轴间距大于3米时，应按单独的一个轴载计算；当轴间距小于3米时，双轴或多轴的轴载系数应按以下公式计算：C1=1+1.2（m-1）设计年限一个车道累计当量轴次：计算公式：累计当量轴次：ηN rr Ne t 365]1)1[(⨯-+=试中： r ——设计年限交通量的平均年增长率% t ——设计年限N ——运营第一年双向日平均当量轴次（次/d ） N ——车道系数车型P i (KN) C 1 C2 n i (辆/日)黄河JN-150前轴49.00 1 6.4820235.69后轴101.60 1 1 878.62 解放CA10B前轴 19.40 1 6.4 15007.66后轴 60.85 1 1 172.83 长征CA160前轴45.20 1 6.4 38076.88后轴83.70 1 1 175.24 耶尔奇315MD3 前轴 57 1 6.4 16075.01后轴 107 1 1 196.83 标准轴载BZZ100前轴 0 1 6.4 200后轴100.11200 轴载小于25KN 的轴载作用可以不计。
2013.1通过计算软件得到当以设计弯沉值和沥青层底拉应力为设计指标时，设计年限一个车道上累计当量轴次，属中度交通等级；B．以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d）式中：—以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/d）;ni —被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；P —标准轴载（KN）；Pi —被换算车型的各级轴载（KN）；—轴数系数；—轮组系数，单轮组18.5，双轮组1，四轮组,0.09;K —被换算车型的轴载级别。
当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载进行计算，此时轴数为m=1；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴进行计算，轴数系数为：式中：m —轴数轴载换算结果车型P i (KN) C1C2(辆/日)黄河JN-150 前轴49.00 1 18.582050.41 后轴101.60 1 1 931.03解放CA10B 前轴19.40 1 18.515000.05后轴60.85 1 1 0.35长征CA160 前轴45.2 1 18.538012.25 后轴83.7 1 1 91.5耶尔奇315MD3 前轴57 1 18.516024.79 后轴107 1 1 236.39标准准轴BZZ100 前轴0 1 18.52000 后轴100 1 1 200轴载小于50KN的轴载作用可以不计。
1509.33 当以半刚性材料结构层层底拉压力为设计指标时，设计年限一个车道上累计当量轴次== 7412135 (次)，属中度交通等级。
二、沥青路面结构推荐与选择（确定面层类型）根据交通等级和已有经验和规推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案。
方案一：双层式沥青面层，上面层选用中粒式沥青混凝土AC-16，厚度为60mm；下面层采用粗粒式沥青混凝土AC-25，厚度为100mm；基层用石灰土稳定碎石，厚度为250mm；底基层选用石灰粉煤灰砂砾，厚度待定方案二：双层式沥青面层，上层选用中粒式沥青混凝土AC-13，厚度50mm；下面层采用中粒式密级配沥青混凝土AC-20，厚度为80mm；基层采用二灰碎石，厚度为250mm；底基层采用二灰土，厚度待定三、路面结构厚度验算1、土基回弹模量的计算该路段位于Ⅲ3区，当地冻深1.6m，土质为中液限粘土。
由规JTG-D50可得稠度为1.10-0.95，取1.05。
查表“土击回弹模量参考值（MPa）”得土基回弹模量为36.5MPa。
2.路面结构厚度的确定初拟路面结构层及力学计算表如下：由规JTG-D50 附录E查1．基层与沥青面层之间的模量比宜在1.5-3之间；2．基层与底基层之间的模量不宜大于3.0:；3．底基层与土基之间的模量比宜在2.5-12.5之间。
各基层的模量比验算方案一：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.84满足规；2）基层与底基层之间的模量比为：0.69 满足规。
方案二：1）基层与沥青面层之间的模量比为：1.88满足规；2）基层与底基层之间的模量比为：1.1满足规。
a设计弯沉值的计算：Ld=600Ne-0.2AcAsAb 单位0.01mmAc——公路等级系数As——面层类型系数Ab——路面结构类型系数计算弯沉值（路表弯沉值）：Ls=1000*2po/E1*ac*FP、o——标准车轴载轮胎接地压力和当量圆半径F——弯沉综合修正系数ac——理论弯沉系数本公路为二级公路，公路等级系数为1.1；面层是沥青混凝土，面层类型系数为1.0；半刚性基层，路面结构类型系数为1.0。
即：Ld=600*1.1*1.0*1.0*1.07*10（-0.2*7）=26.7（mm）方案一：由软件计算可得：ls=19.3（mm）因为：19.3mm≤26.7mm即：ls≤ld故满足要求方案二：由软件计算可得：ls=18（mm）因为：18mm≤26.7mm即：ls≤ld故满足要求b确定待定层厚度通过程序设计计算得到，石灰土的厚度为19.4cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为26.7mm，沥青面层的层底均受压应力，中粒式密级配沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.109MPa，粗粒式密级配沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.074MPa ，石灰土稳定碎石层底的最大拉应力为0.018MPa，石灰粉煤灰砂砾层底的最大拉应力为0.215MPa 。
上述设计结果满足指标要求，故石灰粉煤灰砂砾厚度为20cm。
方案二：通过程序设计计算得到，水泥稳定砂砾土的厚度为23.7cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为26.7mm，沥青面层的层底均受压应力，细粒式沥青混凝土的最大拉应力为-0.142MPa，粗粒式沥青混凝土层底的最大拉应力为-0.093MPa ，二灰碎石层底的最大拉应力为0.058MPa，二灰土层底的最大拉应力为0.199MPa。
上述设计结果满足指标要求，故二灰土层厚度为24cm。
2、防冻层厚度验算Or=Osp/KsOr——容许拉应力Osp——极限抗拉强度Ks——抗拉强度结构系数Ks=0.09Ne0.22/Ac ——沥青混凝土面层Ks=0.35Ne0.11/Ac ——无机结合料稳定集料基层Ks=0.45Ne0.11/Ac ——无机结合料稳定细粒土基层Ks=0.25Ne0.05/Ac ——贫混凝土基层方案一：（1）中粒式密级配沥青混凝土：σR=σsp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.36MPaσm=-0.109MPa 即：σm≤σR 满足要求。
（2）粗粒式密级配沥青混凝土：σR=σsp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.29MPaσm=-0.074MPa 即：σm≤σR 满足要求。
（3）石灰土稳定碎石：σR=σsp/（0.35*Ne-0.11*Ac）= 0.22MPaσm=0.018MPa 即：σm≤σR 满足要求。
（4）石灰粉煤灰砂砾：σR=σsp/（0.35*Ne-0.11*Ac）=0.22MPaσm=0.215MPa 即：σm≤σR 满足要求。
方案二：（1）细粒式密级配沥青混凝土：σR=σsp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.5MPaσm=-0.142MPa 即：σm≤σR 满足要求。
（2）中粒式密级配沥青混凝土：σR=σsp/（0.09*Ne-0.22*Ac）=0.29MPaσm=-0.093MPa 即：σm≤σR 满足要求。
（3）二灰碎石：σR=σsp/（0.35*Ne-0.11*Ac）= 0.28MPaσm=0.058MPa 即：σm≤σR 满足要求。
（4）二灰土：σR=σsp/（0.35*Ne-0.11*Ac）=0.23MPaσm=0.199MPa 即：σm≤σR 满足要求。
设计资料汇总表方案一：方案一沥青层厚度16cm，总厚度61cm。
根据公路路基设计规（JTG D30-2004）规定，最小防冻层厚度为40~50cm，故符合要求。
方案二沥青层厚度13cm，总厚度62cm。
根据根据公路路基设计规（JTG D30-2004）规定，最小防冻层厚度为40~50cm，故符合要求。
四、方案比选五、计算图纸的绘制六、路面工程数量计算1、土基填挖方量的计算2、道路基层和垫层工程量的计算3、道路面层工程量的计算七、参考资料《路基路面工程》第四版黄晓明主编人民交通；《公路沥青路面设计规》JTJ014-2003；。