公路自然区划Ⅳ区一级公路路面结构设计The Design On The Road Surface Structure Of A Class-A Highway In ⅣRank Nature Division For Highway目录1 引言 (2)2 新建沥青路面设计及计算 (3)2.1 基本资料 (3)2.1.1 自然地理条件 (3)2.1.2 土基回弹模量 (3)2.1.3 交通量及其年增长率和设计年限 (3)2.1.4 设计轴载 (3)2.2 初拟路面结构 (6)2.3 路面材料配合比设计与设计参数的确定 (6)2.3.1 试验材料的确定 (6)2.3.2 路面材料配合比设计(略) (6)2.3.3 路面材料抗压回弹模量的确定 (7)2.3.4 路面材料劈裂强度测定 (7)2.4 路面结构层厚度确定 (8)2.4.1 方案一的结构厚度计算 (8)2.4.2验算防冻厚度 (10)2.4.3计算机计算过程对比 (10)3、新建普通混凝土路面设计及计算 (14)3.1 基本资料 (14)3.1.1 自然地理条件 (14)3.1.2 土基回弹模量 (14)3.1.3 交通量及其年增长率和设计年限 (14)3.1.4 设计轴载 (14)3.2 初拟路面结构 (16)3.3 路面材料参数确定 (17)3.4 荷载疲劳应力 (18)3.5 温度疲劳应力 (18)3.6 可靠度系数确定 (19)3.7 极限状态方程验算 (19)附图 (20)致谢 (22)参考文献 (23)1公路自然区划Ⅳ区一级公路路面结构设计- 2 -公路自然区划IV 区一级公路路面结构设计1 引 言某地（IV 区）拟建一级公路，设计年限为15年，土基为粉质土，确定土基的稠度为1.10，回弹模量取36MPa ，路基干湿状态为中湿状态。

有关资料如下：1.初始条件：在双轮组（或多轮组）货车型号中自行选取，型号不少于7种（如表1），日交通量自拟，保证计算的交通等级属于重交通或特重交通。

表1 交通组成型号 前轴载(KN)后轴载(KN)后轴数轮组数轴距(cm)交通量(辆/日)三菱T653B29.3 48.0 1 双 - 黄河JN15049.0 101.6 1 双 - 江淮HF15045.1 101.5 1 双 - 解放CA15028.7 68.2 1 双 - 湘江HQP4023.1 73.2 2 双 >3m 东风EQ14023.7 69.2 1 双 - 东风EQ15526.5 56.72双-2．公路技术等级为一级，为双向四车道。

3．交通组成如表1（示例）所示，交通量年增长率：γ= 6%。

拟采用沥青路面结构和混凝土路面结构两种路面类型进行施工图设计。

河南理工大学《路基路面工程》课程设计说明书- 3 -2 新建沥青路面设计及计算2.1 基本资料2.1.1 自然地理条件新建一级公路地处IV 区，为双向四车道，拟采用沥青路面结构进行施工图设计；沿线土质为粉质土，属中湿状态。

2.1.2 土基回弹模量设计路段路基处于中湿状态，路基土为粉质土，土基的稠度为1.10，根据室内实验法确定土基回弹模量设计值为36MPa 。

2.1.3 交通量及其年增长率和设计年限根据工程可行性研究报告可知该路段所在地区近期交通组成与交通量，见表2-1。

预测交通量增长率为6.0%。

沥青路面累计标准轴次按15年计。

表2-1 近期交通组成与交通量型号 前轴载(KN) 后轴载(KN) 后轴数 轮组数 后轴距(m)交通量(辆/日)交通SH141 25.55 55.10 1 2 0 750 日野KB222 50.20 104.30 1 2 0 1300 江淮HF150 45.1 101.5 1 2 0 1500 解放CA30A 29.50 36.75 2 2 2 960 湘江HQP40 23.1 73.2 2 2 >3 800 沃洛沃N8648 55.00 120.00 12335 黄河JN25355.0066.002224502.1.4 设计轴载（1）当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时，按P378, 式N =⎪⎭⎫ ⎝⎛∑∙=P P C C in 35.4i 2k 1i 1计算：式中：N ——————标准轴载的当量轴次(次/日)公路自然区划Ⅳ区一级公路路面结构设计- 4 -ni——————各种被换算车辆的作用次数(次/日)Pi ——————各种被换车型的轴载（kN ） P ——————标准轴载（kN ）1C —————— 轴数系数2C ——————轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为6.4，四轮组为0.38。

N 1前=1×6.4×750×35.4)10055.25(=12.69，N 1后=1×1×750×35.4)10010.55(=56.11； N 2前=1×6.4×1300×35.4)10002.50(=408.69，N 2后=1×1×1300×35.4)10030.104(=1561.28； N 3前=1×6.4×1500×35.4)1001.45(=300.57，N 3后=1×1×1500×35.4)1005.101(=1600.36； N 4前=1×6.4×960×35.4)10050.29(=30.35，N 4后=2.2×1×960×35.4)10075.36(=27.14； N 5前=1×6.4×800×35.4)1001.23(=8.73，N 5后=2×[1×1×800×35.4)1002.73(]=411.85； N 6前=1×6.4×335×35.4)10000.55(=159.15，N 6后=1×1×335×35.4)10000.120(=740.43； N 7前=1×6.4×450×35.4)10000.55(=213.78，N 7后= 2.2×1×450×35.4)10000.66(=164.42 N=∑=71i 前i N +∑=71i 后i N =5696查P379,表14-3]1[，取车道系数η=0.45，按式N e=r1)r 1(t -+×365·N ·η计算：式中：N e ——————设计年限内一个车道通过的累积标准当量轴次（次）t ——————设计年限（年）N ——————路面营运第一年双向且平均当量轴次 r ——————设计年限内交通量平均增长率（%）η ——————与车道数有关的车辆横向分布系数，简称车道系数 15年累计当量轴次：N e=%61)%61(15-+×365×5696×0.45=21776252.59≈2178万河南理工大学《路基路面工程》课程设计说明书- 5 -（2） 当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，按P379, 式N =⎪⎭⎫⎝⎛∑'∙'=P P C C i n 8i 2k 1i 1计算：式中：N ——————标准轴载的当量轴次(次/日)i n —————— 各种被换算车辆的作用次数(次/日) Pi ——————各种被换车型的轴载（kN ） P ——————标准轴载（kN ）1C '—————— 轴数系数 2C '——————轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。

N 1前=1×18.5×750×8)10055.25(=0.25，N 1后=1×1×750×8)10010.55(=6.37； N 2前=1×18.5×1300×8)10002.50(=94.25，N 2后=1×1×1300×8)10030.104(=1820.61； N 3前=1×18.5×1500×8)1001.45(=47.50，N 3后=1×1×1500×8)1005.101(=1689.73；N 4前=1×18.5×960×8)10050.29(=5.25，N 4后=3×1×960×8)10075.36(=0.96； N 5前=1×18.5×800×8)1001.23(=0.12，N 5后=2×[1×1×800×8)1002.73(]=131.89；N 6前=1×18.5×335×8)10000.55(=51.89，N 6后=1×1×335×8)10000.120(=1440.44； N 7前=1×18.5×450×8)10000.55(=69.71，N 7后= 3×1×450×8)10000.66(=48.61 N=∑=71i 前i N +∑=71i 后i N =5408查P379,表14-3]1[，取车道系数η=0.45 。

按式N e=r1)r 1(t -+×365·N ·η计算可得：15年累计当量轴次：N e1=%61)%61(15-+×365×5408×0.45=20675206.11≈2068万1.2×107＜2178万/2068万＜2.5×107，属于重交通。

公路自然区划Ⅳ区一级公路路面结构设计累计轴次计算结果见表2-2。

表2-2 轴载换算与累计轴次型号前轴载(KN) 后轴载(KN) 后轴数轮组数后轴距(m) 交通量(辆/日) 交通SH141 25.55 55.10 1 2 0 750日野KB222 50.20 104.30 1 2 0 1300 江淮HF150 45.1 101.5 1 2 0 1500解放CA30A 29.50 36.75 2 2 2 960湘江HQP40 23.1 73.2 2 2 >3 800沃洛沃N8648 55.00 120.00 1 2 0 335黄河JN253 55.00 66.00 2 2 2 450换算方法弯沉以及沥青层底拉应力指标半刚性层底拉应力指标累计交通轴次2178万2068万2.2 初拟路面结构根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，拟定了三个结构组合方案。