一、沥青路面设计方案1路段所在地区基本资料公路等级：一级公路；II2区；设计车速：80km/h；设计标准轴载：BZZ-100；中液限粘性土，填方路基高1.6m，地下水位距路床2.2m，属中湿状态；年降雨量850mm；最高气温38℃，最低气温-25℃；多年最大冻深120cm；2土基回弹模量的确定设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限粘质土，查表可得土基回弹模量值为40MPa3交通量资料（1）EXCEL计算：(2)Hpds2006软件计算：一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1975 ,属特重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2201设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.009389E+07属重交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 1634设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 7.49E+06属中等交通等级路面设计交通等级为特重交通等级4 初拟路面结构拟定采用两种路面结构。

按计算法确定方案一、方案二的路面厚度。

根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，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 + 8cm中粒式沥青混凝土 + 12cm粗粒式沥青混凝土 + 300cm 水泥稳定碎石基层 + ？水泥石灰砂砾土层，以水泥石灰砂砾土为设计层。

方案二:4cm细粒式沥青混凝土 + 8cm中粒式沥青混凝土 + 15cm密级配沥青碎石+25cm水泥稳定砂砾+20cm级配砂砾。

路面材料配合比设计与设计参数的确定1试验材料的确定半刚性基层所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用重交通90#石油沥青，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》（JTJ F40-2004）相关规定。

2路面材料抗压回弹模量的确定（1）半刚性材料的抗压回弹模量按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ 057-94）中规定的项目顶面法测定半刚性材料的抗压回弹模量。

（2）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）中规定的方法测定沥青混合料的抗压回弹模量，测定20℃、15℃的抗压回弹模量，各种材料的试验结果与设计参数见下表：半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值沥青材料抗压回弹模量测定与参数取值3 路面材料劈裂强度测定根据设计配合比，选取工程用各种原材料，测定规定温度和龄期的材料劈裂强度。

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》与《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中规定的方法进行测定，结果见下表：路面材料劈裂强度路面厚度设计（Hpds软件计算）（1）方案一路面结构厚度计算公路等级 : 一级公路新建路面的层数 : 5标准轴载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 23.8 (0.01mm)路面设计层层位 : 5设计层最小厚度 : 150 (mm)按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 23.8 (0.01mm)H( 5 )= 150 mm LS= 1.4 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 5 )=Hmin时 LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 :H( 5 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 5 )= 150 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度 :H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 150 mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度 :路面最小防冻厚度 600 mm验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .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 80 mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土 120 mm----------------------------------------水泥稳定碎石 300 mm----------------------------------------水泥石灰砂砾土 150 mm----------------------------------------新建路基计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 :第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.2 (0.01mm)第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.3 (0.01mm)第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.5 (0.01mm)第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.9 (0.01mm)第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 7.9 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 145.6 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-0.151 (MPa)第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.013 (MPa)第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.064 (MPa)第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.121 (MPa)第 5 层底面最大拉应力σ( 5 )= 0.111 (MPa)（2）方案二路面结构厚度计算公路等级 : 一级公路新建路面的层数 : 5标准轴载 : BZZ-100计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 :第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.3 (0.01mm)第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.5 (0.01mm)第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.8 (0.01mm)第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 2.8 (0.01mm)第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 10.3 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 145.6 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-0.188 (MPa)第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.019 (MPa)第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.046 (MPa)第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.217 (MPa)最小防冻600mm，满足要求二、水泥混凝土路面设计方案水泥混凝土路面方案一1.交通分析表1可靠度设计标准表2车辆轮迹横向分布系数由上表1，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级。

由上表2，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取O.20。

计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为[][]次10630e 08.92.007.03651)07.01(18.13163651)1(⨯=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s g g N N属重交通等级。

2.初拟路面结构表3水泥混凝土面层厚度的参考范围由表1，安全等级二级的变异水平等级为中级。

根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级，查表3，初拟普通混凝土面层厚度为O.25m 。

基层选用水泥稳定粒料(水泥用量5％)，厚0.20m 。

垫层为O.18m 低剂量无机结合料稳定土。

普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m ，长5.0m 。

纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。

3.路面材料参数确定表4中湿路基路床顶面回弹模量经验参考值范围(MPa)查表4，路基回弹模量取40MPa 。

查表5，低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取700MPa ，水泥稳定粒料基层回弹模量取1500MPa 。

计算基层顶面当量回弹模量如下：()MPa hh E h E h E x 114218.020.018.070020.0150022222221222121=+⨯+⨯=++=)(54.418.0700120.0150014)18.020.0(1218.070020.01500114)(12123312211221322311m MN h E h E h h hE h E D x ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯++⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=--())(363.0114254.412311231m xEx D x h =⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛ ()637.440114245.051.1122.645.051.1122.6=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--⨯=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎪⎭⎫ ⎝⎛o E x E a()772.040114255.044.1155.044.11=-⨯-=--=⎪⎭⎫ ⎝⎛o E Ex b)(27.2593140114240767.0363.0637.431MPa o E x E O E b x ah t E =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=普通混凝土面层的相对刚度半径计算为())(677.027.259310003125.0537.031537.0m t E c E h r =⨯==⎪⎭⎫⎝⎛4．荷载疲劳应力标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为)(961.025.02661.06.0077.026.0077.0MPa h r ps =-⨯=-=σ因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数k r =O.87。

考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数492.2)1008.9(057.06=⨯==ne f N k 。

根据公路等级，由下表，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数k c =1.25。

c荷载疲劳应力计算为)(6.2961.025.1492.287.0MPa K K K ps c f r pr =⨯⨯⨯==σσ5．温度疲劳应力最大温度梯度标准值T由上表，Ⅱ区最大温度梯度取83(℃／m)。

板长5m ，r l / =5／0．677=7．56，由书本483页图16-14可查普通混凝土板厚h =0.25m ，B x =O.82。

最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为)(8.282.028325.03100010125MPa B hT E x gc c tm =⨯⨯⨯⨯⨯==-ασ温度疲劳应力系数k t ，计算为(查书包484表16-29可得Ⅱ区回归系数a=0828,b=0.041,c=1.323)613.0041.0)58.2(828.08.25)(323.1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=b f a f k c r tm tm r t σσ计算温度疲劳应力为)(72.18.2613.0MPa k tm t tr =⨯==σσ查表1，一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为90％。