路基路面课程设计计算书(0.4标准)

目 录

一、 公路概况·············································（1）二、 设计资料·············································（1）三、 路基设计·············································（1）四、 沥青路面设计·········································（2）五、 设计资料综合·········································（6）六、 附件·················································（7）

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一、 工程概况

拟设计一级公路路线位于微丘区，公路自然区划为II1区。地震烈度为六级。 路面共4个车道，计算行车速度80Km/h，设计使用年限为15年，当地沿线碎石产量丰富， 石料质量良好，沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰 富，可用于本项目建设。本项目所在地域较缺乏砂砾。

二、 设计资料

2.1土质

所经地区多处为粉性土。 2.2交通

根据最新路网规划，预测使用初期2013年年平均日交通量见下表，年平均增长率为6.5%。 车型 解放CA10B 400 黄河JN150 210 日野斯柯达KF3000 706R 160 90 依士兹TD50 50 交通SH141 80 长征XD980 70 小汽车 辆/d 600 2.3 气象资料

该公路处于Ⅱ1区，年气温平均最高月气温<30°，年平均降雨量为600毫米∽1200毫米，雨型为夏雨。 2.4自然地理条件

拟设计一级公路路线位于微丘区，公路自然区划为II1区。地震烈度为六级。属于中湿状态，利用《道路工程》书中得到额平均稠度ω0=0.90∽1.05，取ω0=1.0。

多年平均最大冻土深度为80∽250厘米，取最大冻土深度为100厘米，则最小防冻厚度为50厘米。

三、 路基设计

3.1路基的基本要求

路基为道路的基本结构物，应根据其作用要求和当地自然条件(包括地质、水文和材料情况等)并结合施工方案进行设计，应具有足够的强度和稳定性。基的强度与稳定性，是保让路面的强度与稳定性，从而保证道路安全畅通的基本条件；路基作为一带状结构物，具有路线长，与大白然接触而广的特点。其强度和稳定件同时受到自然因素和人为因素的影响：

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随着当前交通量的增加，道路工程等级的提高，对路基强度和稳定性的要求就更高。对高速公路和一级公路的路基设计，必须予以特别注意，要求不留后患。 3.2路基横断面布置

由横断面设计，查《公路技术标准》可知，一级公路路基宽度为24.5m，其中车道宽度为3.75×4=15.00m，设置中央分隔带2m和左边路缘带0.5×2=1m错误！未找到引用源。，硬路肩宽度为2.5×2=5m，土路肩宽度为0.75×2=1.5m。；路面横坡为2%，路肩坡度为3%。路基高度按规定采取3-3.8m，因此可采用3.5m；中央分隔带高度为0.2m。 3.3 路基边坡

由横断面设计查《公路路基设计规范》可知，当一级公路路基边坡小于8m时，采用1：1.5的坡度，当路基边坡大于8m时采用1：1.75，当路堑开挖有些路段大于15米，由规范采用1：0.5与1：0.75的边坡相结合，鉴于本地的地质条件，均采用1:1.5的边坡。

四、 沥青路面设计

我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表2-3-3确定。 表2-3-3 标准轴载计算参数 标准轴载名称 标准轴载P（KN） BZZ-100 100 标准轴载名称 单轮当量圆直径d（mm） 两轮中心距（cm） BZZ-100 21.30 1．5d 轮胎接地压强P（Mpa） 0.70 4.1轴载换算：

(1)当以弯沉值和沥青层的层低拉应力为设计指标时，轴载换算采用该计算公式：

PNC1C2niiPi1K4.35

式中：N —标准轴载当量轴次，次/日

ni—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日

P—标准轴载，KN

pi—被换算车辆的各级轴载，KN

K—被换算车辆的类型数

c1—轴载系数，c111.2(m1)，m是轴数。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。

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c2：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。

注：轴载小于25KN的轴载作用不计。

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年 ，四车道系数是0.4∽0.5，在这里取0.4。 累计当量轴次：

=2431910次

(2)当以半刚性材料结构层的层低拉应力为设计指标时，轴载换算采用该公式：

PniiNC1C2P i1式中：

K8C1—轴数系数

C—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09.

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注：轴载小于50KN的轴载作用不计。

累计当量轴次：

=1410049.7次 4.2材料的选取

由于当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好，沿线有多个石灰厂，产量大质量好；而且附近发电厂粉煤灰储量极为丰富所以公路的路面结构面层可采用沥青混凝土（取13cm），基层采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定），底基采用石灰土（取25cm）。面层用细粒式沥青混凝土（厚度3cm），中粒式沥青混凝土（4cm），粗粒式沥青混凝土（6cm）。根据《路基路面》书中得到各层的材料抗压模量和劈裂强度：抗压模量取20℃的模量，细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为900MPa，石灰粉煤灰碎石为1500MPa，石灰土为550MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa，石灰粉煤灰碎石为0.6MPa，石灰土为0.25MPa. 4.3土基回弹模量确定

参考《道路工程》书中表可查得粉性土回弹模量参考值为27.0MPa。采用重型击实标准时，可将表列值提高15%∽30%。提高30%后回弹模量为35.1MPa。 4.4设计指标的确定

对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构底层拉应力验算。 设计弯沉值

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设计公路为一级公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0. 设计弯沉值为：

=31.7(0.01mm) 各层材料的容许层底拉应力

细粒式密级配沥青混凝土： 错误！未找到引用源。

中粒式密级配沥青混凝土：

粗粒式密级配沥青混凝土：

石灰粉煤灰碎石： 错误！未找到引用源。

石灰土：

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五、设计资料总结：

设计弯沉值为31.7（0.01mm），相关资料汇总如下表。

5.1确定石灰粉煤灰的厚度：

通过计算机软件HPDS设计计算得到，石灰粉煤灰的厚度为17.8cm，满足条件，路面最小防冻厚度为40 cm，验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 。

六、附件（计算机软件计算数据）

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************************** *新建路面设计成果文件汇总* **************************

轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算

序号 车型 名称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组 210 2 日野KF300D 40.75 79 2 双轮组 <3 160 3 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 400 4 斯柯达706R 50 90 1 双轮组 90 5 依士兹TD50 42.2 80 1 双轮组 50 6 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组 80 7 长征XD980 37.1 72.65 2 双轮组 <3 70 8 红旗CA630 19.3 27.9 1 双轮组 600

设计年限 15 车道系数 0.4 交通量平均年增长率 6.5 ％

当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :

路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 665

设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2347847

当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :

路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 410

设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1447545

公路等级 一级公路

公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1

路面设计弯沉值 : 32.1 (0.01mm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.4 0.62

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2 中粒式沥青混凝土 1 0.44 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.32 4 石灰粉煤灰碎石 0.6 0.36 5 石灰土 0.25 0.12

新建路面结构厚度计算

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 : 32.1 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4

设计层最小厚度 : 15 (cm)

层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) (20℃) (15℃)

1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 0.62 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 0.44 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 0.32 4 石灰粉煤灰碎石 ? 1500 1500 0.36 5 石灰土 25 550 550 0.12 6 土基 35.1

按设计弯沉值计算设计层厚度 :

LD= 32.1 (0.01mm)

H( 4 )= 15 cm LS= 34.6 (0.01mm) H( 4 )= 20 cm LS= 30.1 (0.01mm)

H( 4 )= 17.8 cm(仅考虑弯沉)

按容许拉应力验算设计层厚度 :

H( 4 )= 17.8 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)

H( 4 )= 17.8 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)

H( 4 )= 17.8 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)

H( 4 )= 17.8 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)

容许应力(MPa) 8

H( 4 )= 17.8 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)

路面设计层厚度 :

H( 4 )= 17.8 cm(仅考虑弯沉)

H( 4 )= 17.8 cm(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 40 cm

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 3 cm

--------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 4 cm

--------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 6 cm

--------------------------------------- 石灰粉煤灰碎石 18 cm --------------------------------------- 石灰土 25 cm --------------------------------------- 土基

竣工验收弯沉值和层底拉应力计算

公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5

标 准 轴 载 : BZZ-100

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) (20℃) (15℃)

1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600

计算信息 计算应力 计算应力

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3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力 4 石灰粉煤灰碎石 18 1500 1500 计算应力 5 石灰土 25 550 550 计算应力 6 土基 35.1

计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :

第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 31.7 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 34.7 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 39.2 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 45.6 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 112.9 (0.01mm)

土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 330.6 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 265.4 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)

计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :

第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-0.295 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.129 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-0.057 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= 0.152 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= 0.099 (MPa)

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