课程名称：学生：学生学号：专业班级：指导教师：年月日路面结构设计计算1 试验数据处理1.1 路基干湿状态和回弹模量1.1.1 路基干湿状态路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度0.98m~1.85m。

查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=1.7~1.9m，H2=1.3~1.4m，H3=0.9~1.0m，本路段路基处于过湿~中湿状态。

1.1.2 土基回弹模量1) 承载板试验表1.1 承载板试验数据承载板压力（MPa）回弹变形（0.01mm)拟合后的回弹变形(0.01mm)0.02 20 100.04 35 250.06 50 410.08 65 570.10 80 720.15 119 剔除0.20 169 剔除0.25 220 剔除计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。

拟合过程如图所示：路基回弹模量：2101011000(1)4nii nii pDE lπμ===-=∑∑2）贝克曼梁弯沉试验表1.2 弯沉试验数据测点 回弹弯沉（0.01mm ）1 1552 1823 1704 1745 1576 2007 1478 1739 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14170根据试验数据：l =∑ll l=155+⋯+17014=178.4315.85(0.01mm)S ==s =√∑(ll −l )2l −1=20.56(0.01mm)式中：l ——回弹弯沉的平均值（0.01mm ）；S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。

根据规要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。

计算代表弯沉值：1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S -=+=+⨯=l 1=l +l l l =178.43+1.645×20.56=212.25Z a 为保证率系数，高速公路、一级公路取2.0，二、三级公路取1.645，四级公路取1.5。

土基的回弹模量：220201220.70106.5(1)(10.35)0.71246.3(MPa)200.860.01p E l δμα⨯⨯=-=⨯-⨯=⨯1.2 二灰土回弹模量和强度 1.2.1 抗压回弹模量二灰土抗压回弹模量为：735MPa 。

1.2.2 f50mm×50mm试件劈裂试验表1.3 二灰土试件劈裂试验数据f50mm×50mm试件劈裂试验最大荷载（N ）2t PDhσπ=（kPa ） 处理结果有效数据平均值t σ（kPa ） 250.57 有效数据样本标准差S （kPa ）12.07 变异系数C v （%）4.82变异系数应小于6%，否则可在剔除偏差较大的数据后，重新计算平均值和标准差。

设计值为：1.645247.22 1.64514.57223.25(kPa)t td S σσ=-=-⨯=σtd =t σ−1．645s＝250．57−1．645×12.07=230.71(kpa )1.3 二灰稳定砂砾回弹模量和强度 1.3.1 二灰稳定砂砾回弹模量二灰稳定砂砾回弹模量为：1530MPa 。

1.3.2 二灰稳定砂砾f100mm×100mm试件劈裂试验表1.4 二灰砂砾试件劈裂试验数据f100mm×100mm试件劈裂试验 最大荷载（N ）DhPt πσ2=（kPa ） 处理结果有效数据平均值t σ（kPa ） 724.10 有效数据样本标准差S （kPa ）37.70 变异系数v C （%） 5.2变异系数应小于10%，否则可在剔除偏差较大的数据后，重新计算平均值和标准差。

设计值为：1.645628.34 1.64536.11568.94(kPa)t td S σσ=-=-⨯=σtd =t σ−1．645s＝724.10−1.645×37.70=662.08(kpa )1.4 中粒式沥青混凝土回弹模量和强度 1.4.1 抗压回弹模量20℃时抗压回弹模量：1079(MPa)15℃时抗压回弹模量：1606(MPa)1.4.2 15℃时 f101.6mm×63.5mm试件劈裂试验表1.5 沥青混凝土试件劈裂试验数据f101.6mm×63.5mm试件劈裂试验最大荷载（N ）DhPt πσ2=（kPa ） 处理结果有效数据平均值t σ（kPa ） 1012.62 有效数据样本标准差S （kPa ）59.5 变异系数v C （%）5.2设计值取为：996.18(kPa)t td σσ==σtd =t σ=1012.62(kpa )1.5 水泥混凝土抗折强度表1.6 水泥混凝土试件弯拉强度试验数据组别试件 极限荷载（kN ）2cm Plf bh =（kPa ） 处理结果 1139 4933.3 选用 2 39 5067.7 选用 3 385333.3 选用 有效数据平均值cm f = 5111.1（kPa ）2139 5600.0 选用 2 39 5733.3 选用 3395466.7选用有效数据平均值cm f =5600.0（kPa ）一组3个试件，以3个试件测值的算术平均值为测定值。

如任一个测值与中值的差值超过中值的15%时，则取中值为测定值。

如有两个测值与中值的差值均超过上述规定时，则该组试验结果无效。

因此第1组测定值为5.11MPa ，第2组测定值为5.60MPa 。

一般情况下，用于路面设计的弯拉（抗折）强度标准值可取多组测定值的代表强度：r a cm f f Z S -=-因试验数据仅有2组，弯拉强度标准值f r 按规要求取5.0MPa 。

2 沥青路面设计2.1 轴载分析该道路的交通组成情况如表2.1所示。

表2.1 交通组成表车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 后轴距（m ）交通量解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 — 解放 CA390 35.00 70.15 1 双 — 东风 EQ140 23.70 69.20 1 双 — 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 — 黄河 JN253 55.00 66.00 2 双 < 3 长征 XD980 37.10 72.65 2 双 < 3 日野 ZM440 60.00 100.00 2 双 < 3 日野 KB222 50.20 104.30 1 双 — 太拖拉 138 51.40 80.00 2 双 < 3 小客车2.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力的累计当量轴次沥青路面设计以单轴双轮组 B ZZ —100kN 作为标准轴载。

1) 轴载换算轴载换算采用如下计算公式：4.35121ki i i P N C C N P =⎛⎫= ⎪⎝⎭∑式中：N —标准轴载当量轴次，次/日；N i —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； P —标准轴载，kN ；P i —被换算车辆的各级轴载，kN ； k —被换算车辆的类型数；1C —轴载系数，11 1.2(1)C m =+-,m 为轴数。

当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算，当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。

2C —轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。

轴载换算结果如表2.2所示。

表2.2 轴载换算表（一）车型i P1C2Ci N35.421⎪⎭⎫⎝⎛P P N C C i i解放 CA10B 后轴 60.85 1 1 解放 CA390前轴 35.00 1 6.4 后轴 70.15 1 1 东风 EQ140 后轴 69.20 1 1 黄河 JN150前轴 49.00 1 6.4 后轴 101.60 1 1 黄河 JN253前轴 55.00 1 6.4 后轴 66.00 2.2 1 长征 XD980前轴 37.10 1 6.4 后轴 72.65 2.2 1 日野 ZM440前轴 60.00 1 6.4 后轴 100.00 2.2 1 日野 KB222前轴 50.20 1 6.4 后轴 104.30 1 1 太拖拉 138前轴 51.40 1 6.4后轴80.002.21合计备注：轴载小于25kN 的轴载作用不计。

2) 累计当量轴次计算根据设计规，高速公路沥青路面的设计年限为 15年，六车道的车道系数是0.3~0.4，取0.35，γ = 5.3%，累计当量轴次：115[(1)1]365[(10.053)1]3657593.960.350.05321412917t e N N γηγ+-⨯⨯=+-⨯⨯⨯==次2.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次1) 轴载换算验算半刚性基层层底拉应力公式为：8''121ki i i P N C C N P =⎛⎫= ⎪⎝⎭∑'式中：'1C —轴组系数，'112(1)C m =+-；'2C —轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1，四轮组为0.09。

计算结果如表2.3所示。

表2.3 轴载换算表（二）车型i P '1C'2Ci N8''12i i P C C N P ⎛⎫ ⎪⎝⎭解放 CA10B 后轴 60.85 1 1 解放 CA390 后轴 70.15 1 1 东风 EQ140 后轴 69.20 1 1 黄河 JN150 后轴 101.60 1 1 黄河 JN253前轴 55.00 1 18.5 后轴 66.00 3 1 长征 XD980 后轴 72.65 3 1 日野 ZM440前轴 60.00 1 18.5 后轴 100.00 3 1 日野 KB222前轴 50.20 1 18.5 后轴 104.30 1 1 太拖拉 138前轴 51.40 1 18.5后轴80.0031合计备注：轴载小于 50kN 的轴载作用不计。

2) 累计当量轴数计算根据设计规，高速公路沥青路面的设计年限为 15年，六车道的车道系数是 0.3~0.4，取 0.35,γ = 5.3%，累计当量轴次：''115[(1)1]365[(10.053)1]3656254.890.350.05317637101t eN N γηγ+-⨯⨯=+-⨯⨯⨯==次2.2 路面结构组合设计本道路位于IV5区，地下水位较高，所以需要考虑干燥（中湿）和潮湿（过湿）两种情况进行路面结构设计。

2.2.1 路基干燥（中湿）情况沥青路面结构根据本地区的路用材料、已有的工程经验和典型路面结构，拟定了两个路面结构方案。

根据各结构层的混合料类型、最小施工厚度、施工机具等因素，初步确定了各结构层厚度。