0.1
9897132次 990万次
•2)结构组合与材料选取
由Ne=1092万次左右。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， 路面结构面层采用:
沥 青 混 凝 土 (15cm=4+5+6)+ 水 泥 碎 石 ( 取 25cm)+石灰土(厚度待定)+土基。
采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级 配沥青混凝土(厚度4cm)，中面层采用中粒式
密级配沥青混凝土(厚度5cm)，下面层采用粗
粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)。
• 3)各层材料的抗压模量与劈裂强度 • 抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围
的中值，得到20℃的抗压模量： • 细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa， • 中粒式的为1200MPa， • 粗粒式的为1000MPa， • 水泥碎石为1500MPa， • 石灰土550MPa。
0.03查扇形图得K1
1.4
已知C
,所以K2
C K1
4.19 6.351.4
0.47
由K2
0.47,
E0 E2
124000
0.03,h
104.65
0.38查梅花图得
H
5.5,所以H
5.510.655.558.575
H
h2
h32.4
E3 E2
h4 2.4
E4 E2
h5 2.4
E5 E2
58.575
一级公路沥青路面结构设计计算实例
• 例1 甲乙两地之间计划修建一条四车道的一 级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为 10%。该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为 1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供给。 预测该路竣工后第一年的交通组成如下表所示， 试进行路面结构设计。
轴载换算结果表（弯沉）
h4 0.9
E4 E3
h5 0.9
E5 E3
6 250.9 1500 28.50.9 550 6 39.228 14.668 59.896cm
1000
1000
• ②求层底最大拉应力
因为 m
m1
m2由
h
9.107 10.65
0.86, E2 E1
1400 1800
0.78查P362图14 18
F
1.63
Ls
2000
0.38
E0 p
0.36
1.63
23.47
0.38 40 0.36
200010.65 0.7
0.526
（2）计算理论弯沉系数αc
ld
1000
2 p
E1
c
F
c
ld E1
2000 p
F
23.471400 20000.710.650.526
4.19
• （3）求计算层厚度
10.65
E1 1500
由h
3.8, E2 E1
0.37,
E0 E2
40 550
0.07查图得m1
1.3
由H
28.5 10.65
2.68, E2 E1
0.37. E0 E2
0.07查图得m2
0.85
m m1 m2 0.161.3 0.85 0.18
m p m 0.7 0.18 0.126＜ 0.2427满足要求
R SP / KS 0.8/3.120.256MPa
• 水泥碎石：
Ks
0.35
N
0.11 e
/
Ac
0.35 9897132
0.11
/1.0
2.06
R SP / KS 0.5 / 2.06 0.2427 MPa
• 石灰土：
Ks
0.45
N
0.11 e
/
Ac
0.45 9897132
0.11
5
62.4
1000 1200
252.4
1500 1200
h5
2.4
550 1200
h5 28.5cm
• 8）验算层底拉应力 （1）对细粒式沥青砼层底拉应力验算 • ①换算成当量三层体系
h1=4cm，E1=2000 h2=5cm，E2=1800 h3=6cm，E3=1400 h4=25cm，E4=1500 h5=28.5cm，E5=550
2092.3
• 解：1)轴载分析
• 路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。
• (1)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉 应力中的累计当量轴次
①轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式：
N
k i 1
C1C2ni
Pi P
4.35
• 计算结果如表所示。
• ②累计当量轴次
• 根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年 限取15年，四车道的车道系数是0.4～0.5， 取0.45。
Ne
1
t
1
365
N1
1 0.115 1 365 20922万次
（2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量 轴次
• ①轴载换算
• 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式
为：
N
k i 1
C1C2ni
Pi P
8
• 计算结果如下表所示。
轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）
车型
Pi
C1′
C2′
前轴 58.6
1
18.5
黄河JN163 后轴 114.0
1
1
江淮HF150 后轴 101.5
1
1
解放SP9200 后轴 78.0
3
1
湘江HQP40 后轴 73.2
2
1
东风EQ155 后轴 56.7
3
1
N
k i 1
C1C2
ni
Pi P
细粒式沥青砼 h1=4cm E1=1400
中粒式沥青砼 h2=5cm E2=1200
粗粒式沥青砼 h3=6cm E3=1000
水泥碎石
h4=4cm E4=1500
石灰土
h5=4cm E5=550
土基 E0=40MPa
h1=4cm，E1=1400 H=？ E2=1200
En=E0=40
• 中层厚度计算公式：
1.07查P362图14 18
查主图得＜ 0交点落在
0线下方，故
＜
m
0为压应力
＜
m
0.2286
满足要求
• (4)对水泥碎石进行层底拉应力验算 • ①换算成当量三层体系
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E4
h2 4
E2 E4
h3 4
E3 E4
h4
44 2000 54 1800 64 1400 25 1500 1500 1500
h=？ E3
h3 E3 h4 E4
H=？ E4
h5 E5 E0
E0
H
n1
hK
K i1
0.9
EK Ei1
h4
h5 0.9
E5 E4
550
25 28.50.9
34.348cm
1500
• ②求层底最大拉应力
因为 m
m1
m2由
h
15.697 10.65
1.47, E2 E1
1500 1400
• ①换算成当量三层体系
h1 E1 h2 E2 h3 E3 h4 E4 h5 E5
E0
h=？ E2 H=？ E3
E0
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E2
h2 4
E2 E2
44 2000 5 9.107cm 1800
H
n1
hK 0.9
K i1
EK Ei1
h3 0.9
E3 E3
• (5)对石灰土层底进行拉应力验算
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E4
h2 4
E2 E4
h3 4
E3 E4
h4
44 2000 54 1800 64 1400 25 40.428cm 1500 1500 1500
H 28.5cm
• ①换算成当量三层体系
h1 E1 h2 E2 h3 E3 h4 E4 h5 E5
查主图得＜ 0交点落在
0线下方，故
＜
m
0为压应力
＜
m
0.3145
满足要求
• (3)对粗粒式沥青砼层底拉应力验算 • ①换算成当量三层体系
i
h hK 4
K 1
EK Ei
h1 4
E1 E3
h2 4
E2 E3
h3
44 2000 54 1800 6 15.69cm 1400 1400
h1 E1 h2 E2
8
ni 400
C1C2 ni
Pi P
8
102.9
400 1141.0
400 450.6
300 123.3
400
65.9
400
12.8
1896.5
②累计当量轴次
• 参数取值同上，设计年限是15年，车道系 数取0.45。
• 累计当量轴次：
Ne
1
t
1
365
N1
1 0.115 1 3651896.5 0.45
• 中粒式密级配沥青混凝土 ：
Ks 0.09Ne0.22 / Ac 0.09109189400.22 /1.03.18
R SP / KS 1.0 / 3.18 0.3145 MPa • 粗粒式密级配沥青混凝土 ：