5.路面结构设计5.1沥青路面5.1.1交通量及轴载计算分析路面设计以单轴载双轮组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：k轴载换算采用如下的计算公式：N C1C2 ndR/P)*35i 1计算结果如下表所示：轴载换算表表②累计当量轴次根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》，高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是取0.5。
累计当量轴次：t1 1 365N e --------------------------------- N i151 0.06449 1 365365 4303.60 0.5 18918830 (次)0.064492）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k验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式：N' C】C 2n^R / P）8i 1计算结果如下表所示:表5.2轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力）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0.5累计当量轴次:t1 1 365Ne ------------------- Ni365 7316.87 0.5 32165257 （次）5.1.2结构组合设计及材料选取1） 拟订路面结构组合方案根据规定推荐结构，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（取18cm ），基层采用水泥碎石（取20cm ），下基层采用 石灰土（厚度待定）。
另设20cm 厚的中粗砂垫层。
2） 拟订路面结构层的厚度由于计算所得的累计当量轴载达到了 500万次，按一级路的路面来设计，由 设计规范《公路沥青路面设计规范 JTG D50-2006》规定高速公路、一级公路的 面层由二层至三层组成。
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（厚度为4cm ）,中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度为6cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度为 8cm ）。
5.1.3设计指标及设计参数确定1） 确定路面等级和面层类型由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为大于500万次。
根据规范《公路沥青路面设计规范 JTG D50-2006》和设计任务书的要求 可确定路面等级为高级路面，面层类型采用沥青混凝土，设计年限为15年。
2） 确定土基的回弹模量① 此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。
② 根据设计资料，由设计规范《公路沥青路面设计规范 JTG D50-2006》，该路段处于II 2a 区，为粉质土，确定土基的稠度为 1.05。
③ 查设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》中“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPa ） ”表并作提高得土基回弹模量为E 0 37.0MPa.151 0.064491 0.064493 ）各层材料的设计参数（抗压模量与劈裂强度）查设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》，得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。
抗压模量取20°C和15o C的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20o C和15o C的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa 和2000MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa和1800MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa和1400MPa,水泥碎石（20°C或15o C ）为1500MPa, 石灰土（20o C或15o C ）为550MPa，中粗砂（20o C或15o C ）为90MPa。
各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.2MPa,中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa,水泥碎石为0.5MPa，石灰土为0.225MPa。
5.1.4 路面结构厚度计算1）根据设计弯沉值计算路面厚度设计指标的确定，对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。
2）计算设计弯沉值按照设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》中路面设计弯沉值公式L d = 600N e°'2A c A s A b计算。
该项公路为高速公路，公路等级系数为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：l d 600Ne 0.2A c A s A b 600 18918830 0.2 1 1 1 21.03（0.01mm）3）计算各层材料的容许层底拉应力由R S /KS沥青混凝土：K S 0.09N e0.22/ A c 0.09 321652570.22/1.0 4.035 细粒式密级配沥青混凝土：R S /K S 1.2 / 4.035 0.297MPa 中粒式密级配沥青混凝土：R S /K S 1.0 / 4.035 0.248MPa粗粒式密级配沥青混凝土：/K S 0.8/4.035 0.198MPaR s水泥碎石：K s0.35N e0.11/A c0.35 321652570"1/1.0 2.344s/K s 0.5/2.344 0.213MPa石灰土：K s O.45N e0.11/代0.45 32165257111/1.0 3.013/K s 0.225/3.013 0.075MPaR s设计资料总结如下:设计弯沉值为21.03(0.01mm)，相关设计资料汇总如下表所示表5.3设计资料汇总表4)查图法求计算层厚度①由上述计算可知设计弯沉值l d21.03(0.01mm)，令J l d,求综合弯沉系数F。
0.38 0.36则 F 1.63 鸟E °2000 P0.38 0.3621.03 37.0 1.632000 10.65 0.70.4902②计算实际弯沉系数计算理论弯沉系数 L s E j 2000p21.03 1400 2000 0.71.97410.65a Ls1.974 0.45464.343因为h4 0.3810.65E 1200 0.86E 1 1400E 037 0.031E 21200由h、E2查图得 6.3d E 1由h、旦查图得K 11.64dE 2由h、E°和 K 2l4.3430.42,杳图得H5.8dE 2 K 1 6.3 1.64⑤计算中层厚度H H / 5.8 10.65 61.77cm62.8 6则解得h s 36.55cm 则取 h 5 37cm④ 对于细粒式密级配沥青混凝土 F查三层体系表面弯沉系数诺谟图 ⑥计算石灰土层厚度 由公式H8¥翁 20丫120015005.1.5路面结构验算5.1.5.1 验算沥青混凝土各面层及半刚性基层、底基层的层底弯拉应力1）沥青面层层底拉应力验算（此时取15oC 抗压模量）①细粒式密级配沥青混凝土表层验算h 4cmn 1由 H= h kk i 1图中没有所查的相应数据，即s 、m 1、m 2均小于零，因此可知层底不产生 拉应力，产生压应力，即满足要求。
②中粒式密级配沥青混凝土表层验算 则 hh k 4叵 4 ^20006 10.1cmk 1 k\'E i\1800 H h k 0.9 E k8 20091500370955042.7cmk i 1, E i 1 .1400'1400拉应力，产生压应力，即满足要求。
③ 粗粒式密级配沥青混凝土表层验算+ h由一10.1 H 0.95、42.7 4.01、370.0310.6510.65E 21400 E 2 1400 0.78查图E 1 1800图中没有所查的相应数据，即s 、0.9 Ek \ Ei 10.91400■. 1800 150037 09 空 38.29cm\18000.9X 18004 10.650.38、38.29 10.65旦 -3匚 0.02和3.60、 E 2 1800E 2 E 180020000.9查图m 1、m 2均小于零，因此可知层底不产生20II -匚则h人叶匕k 1 -E i,4 2000 Q 4 1800 ° 4 4 ----- 6 4 ——81400 :1400 18.8cm即满足要求。
3）石灰土基层层底拉应力验算iI E 则 h h k?：—Lk 1\ E i8 4140020 38.44cm'1500H 37 cm严9両 32.14cmV150018.810.65 1.77、32.1410.65 3.02、E gE 2 1500 37 3— 0.02需1.07查图图中没有所查的相应数据,m 1、 m 2均小于零，因此可知层底不产生拉应力，产生压应力，即满足要求。
2）水泥碎石基层层底拉应力验算420006.1500 41800.1500 41400.150038.44cm37cmE 238443.61, 10.65 H 37 10.65 3.47、 E 0E 237 5500.07、和誥0.37查图0.13MPa 、m 1 1.36 , m 2 0.68， 又有p 0.7p m 1m 20.7 0.131.36 0.68 0.084MPa 0.213MPa■i 120 37 °.920由h38.44 3.61, H 37 3.47、E0 37 0.07、和10.65 10.65 550E2 550 0.37查图巳1500得0.22 MPa、n1 1.07 , n20.35，又有p 0.7则p qn：20.7 0.22 1.07 0.35 0.058MPa 0.075MPa即满足要求5.1.5.2 季节性冰冻地区沥青混凝土路面防冻厚度验算因为该地区土基干湿类型为假定为干燥土基，且设计任务书中相关资料不全，所以不作路面防冻厚度验算。
5.1.6沥青混合料配合比设计热拌沥青棍合料的配合比设计应遵照下列步骤进行：1）目标配合比的设计阶段，按规范中规定的矿料级配，用工程实际使用的材料计算各种材料的用量比例，进行马歇尔试验，确定最佳沥青用量。
以矿料级配及沥青用量作目标配合比，供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
2）生产配合比设计阶段，沥青混凝土采用间歇式拌和机拌和，从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用。
同时反复调整冷料仓比例以达到供料均衡，并取目标配合比设计的最佳沥青用量及其土0.3 %之间的三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。
3）生产配合比验证阶段，拌和机采用生产配合比进行试拌，铺筑试验段，并用拌和的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验，由此确定生产用的标准配合比。