、设计资料 广东省某二级公路,原路面宽12m,土路肩2*30m,根据建设方的要求,改建后为一级路 面的宽度为42m,硬路肩2*25m,双向8车道,近期交通量如表一所示,交通量年增长率 为10%,该路段路基属于干燥类型,在不利季节(干季)用黄河JN150车测得的路段30个 测点的弯沉值如表2,测定时路表温度与前5H平均气温之和为7605C,原路面结构如图1 所示。土基回弹模量为40MPa基层、底基层选用6%水泥稳定石粉(E=600MPa,劈裂强度 为0.6MP,弯拉回弹模量为2800MPa)、4%水泥稳定石粉(E=350MPa,劈裂强度为04MPa 弯拉回弹模量为1500MPa)。 车型黄河JN150交通SH41太脱拉13上海SH30 420 实测弯沉值(单位:1 mm ) 表2 48110405133107813675363583403239494180354734424199893143733079 沥青混泥土5cm 水泥石粉 15cm >50cm 图1原路面结构图 表3 抗压回弹模量(MPa) 材料名称 弯拉回弹模量(MPa)劈裂强度(MPa) 20C 15C 细粒试沥青混泥士|1400 1800 中粒试沥青混泥土 1200 1600 1.0 粗粒试沥青混泥土 1000 1400 0.8 6%水泥石粉 600 2800 0.6 4%水泥石粉 350 0.4
一、设计资料 广东省某二级公路，原路面宽 12 m，土路肩 2*3.0m，根据建设方的要求，改建后为一级路 面的宽度为 42 m，硬路肩 2*2.5 m，双向 8 车道，近期交通量如表一所示，交通量年增长率 为 10%，该路段路基属于干燥类型，在不利季节（干季）用黄河 JN150 车测得的路段 30 个 测点的弯沉值如表 2，测定时路表温度与前 5H 平均气温之和为 76.05`C，原路面结构如图 1 所示。土基回弹模量为 40MPa,基层、底基层选用 6%水泥稳定石粉（E=600MPa，劈裂强度 为 0.6MP，弯拉回弹模量为 2800MPa）、4%水泥稳定石粉（E=350MPa，劈裂强度为 0.4MPa， 弯拉回弹模量为 1500MPa）。 表 1 车型 黄河 JN150 交通 SH141 太脱拉 138 上海 SH130 辆/d 420 1200 150 120 实测弯沉值（单位： 100 1 mm） 表 2 48 110 40 51 33 107 81 36 75 36 35 83 40 32 39 49 41 80 35 47 34 42 41 99 89 31 43 73 30 79 图 1 原路面结构图 表 3 材料名称 抗压回弹模量（MPa） 弯拉回弹模量（MPa） 劈裂强度（MPa） 20C 15C 细粒试沥青混泥土 1400 1800 1.4 中粒试沥青混泥土 1200 1600 1.0 粗粒试沥青混泥土 1000 1400 0.8 6%水泥石粉 600 2800 0.6 4%水泥石粉 350 1500 0.4
二、设计 1、新建柔性路面 (1)交通量的计算 根据柔性路面设计弯沉值作为设计指标时计算的当量交通量由相关规定可以得出下表4,由 N=∑ClcC2n()得 前轴(单轮) 后轴 轴|轮 轴轮 总换 车型 交通前轴重数组换算后轴重数组换算算系\轴次 当量 (KG)系系系数(KG)系|系|系数数 数数 数数 黄河 16.4|0.2871 1.0711.358570 JN150 交通 1200256 16.4|0.01755.1 110.0750.092110 SH141 太脱 拉138/150 51.4 1640.3542*802.210.8331.187178 6.5 23.0 SH130 ∑ 858 =1+10%)5-1×365 858×0.3 10% =300×106次 其中在《路基路面工程》查表12-1得t=15,=10%,η=0.3 (2)确定土基回弹模量值 由设计资料可以得到其土基回弹模量值E=40MPa (3)路面等级以及路面类型的确定 由建设方要求其道路等级为一级道路,路面等级选为一级公路,路面类型为沥青混凝土。 (4)基层类型的确定 根据设计需要,基层设置如下:基层、底基层分别用6%的水泥稳定石粉同4%水泥稳定 石粉 (5)确定路面结构层次、初拟各结构层厚度 查《路基路面工程》表12-3,参考其各材料的施工最小厚度,初步拟定厚度如图2所示
二、设计 1、新建柔性路面 （1）交通量的计算 根据柔性路面设计弯沉值作为设计指标时计算的当量交通量由相关规定可以得出下表 4，由 ) 1 1 2 1( 1 P P N C C n K i = = • 得 表 4 车型 交通 量 前轴（单轮） 后轴 总换 算系 数 当量 轴次 前轴重 （KG） 轴 数 系 数 轮 组 系 数 换算 系数 后轴重 （KG） 轴 数 系 数 轮 组 系 数 换算 系数 黄河 JN150 420 49.0 1 6.4 0.287 101.6 1 1 1.071 1.358 570 交通 SH141 1200 25.6 1 6.4 0.017 55.1 1 1 0.075 0.092 110 太脱 拉 138 150 51.4 1 6.4 0.354 2*80 2.2 1 0.833 1.187 178 上海 SH130 120 16.5 / / / 23.0 / / / / / 858 ＝ 次 （ （ 6 15 1 3.00 10 858 0.3 10% 1 ) 1 365 1 10%) 1 365 + − = + − = N r r N t e 其中在《路基路面工程》查表 12-1 得 t=15,r=10%， =0.3 （2）确定土基回弹模量值 由设计资料可以得到其土基回弹模量值 E0=40MPa （3）路面等级以及路面类型的确定 由建设方要求其道路等级为一级道路，路面等级选为一级公路，路面类型为沥青混凝土。 （4）基层类型的确定 根据设计需要，基层设置如下 ：基层、底基层分别用 6%的水泥稳定石粉同 4%水泥稳定 石粉。 （5）确定路面结构层次、初拟各结构层厚度 查《路基路面工程》表 12-3，参考其各材料的施工最小厚度，初步拟定厚度如图 2 所示
细粒式密级配沥h1=3cm,E1=1400Mpa 青混凝土 粗粒式密级配沥h2=8cm,E2=1000Mpa 青混凝土 6%水泥石粉 h3=20cm, E3=60OMpa 4%水泥石粉 h4待求,E4=350Mpa E=4oMpa 图2初拟结构层以及其厚度 (6)计算确定路面设计弯沉值l 根据《路基路面工程》表12-9、12-10、121得Ac=10、As=1.0、Ab=1.0 由此计算l=600N12AA,A1=60(300×105)2×10×10×1.0 =30.39(001mm) (7)计算待求层厚度 ①根据ls=d,求理论弯沉系数a 由F=163, F 20006 EL 代入数据,即 F=163×(30.39 LE 0.03039×1400 2000×10.650.7、a 2pF2×1065×07F49 ②计算基层高度h4 把此多层体系换算成三层体系,如下图3所示,计算方法如下:
细粒式密级配沥 青混凝土 h1=3cm,E1=1400Mpa 粗粒式密级配沥 青混凝土 h2=8cm,E2=1000Mpa 6%水泥石粉 h3=20cm,E3=600Mpa 4%水泥石粉 h4待求,E4=350Mpa E=40Mpa 图 2 初拟结构层以及其厚度 （6）计算确定路面设计弯沉值 ld 根据《路基路面工程》表 12-9、12-10、12-11 得 Ac=1.0、As=1.0、Ab=1.0 由此计算 ld， 30.39(0.01 ) 600 600 (3.00 10 ) 1.0 1.0 1.0 0.2 6 0.2 mm l d Ne Ac As Ab ＝ = = − − （7）计算待求层厚度 ①根据 ls=ld，求理论弯沉系数 c a 由 0.38 0 0.36 ) ( ) 2000 1.63( p l E F s = 、 a F E p l s c 1 2 = 代入数据，即 ) 0.7 40 ) ( 2000 10.65 30.39 1.63 ( 0.38 0.36 F＝ 、 4.92 2 10.65 0.7 0.03039 1400 2 1 = = = p F F l E a s c ②计算基层高度 h4 把此多层体系换算成三层体系，如下图 3 所示，计算方法如下：
细粒式密级配沥h1=3cnE1=1400Ma 青混凝土 粗粒式密级配沥h2=8cn,E2=1000yp0 青混凝土 细粒式密级配h1=3cmE1y=1400pa 沥青混凝土 6%水泥石粉h3=20cm,E3=60a 粗粒式密级配H末,E2y=00pa 沥青混凝土 4%水泥石粉 h4待求,E4=350Mpa E0=40M0 0=40Mpa 图3换算当量三层体系图 kk h E2y1000 0.282:-2y 0.714查图12-10,得a=7.5 1065 E 1400 y h =0.283、E=.40 0.04查图12-10,得k1=1.20 1000 4.92 0.547: k17.5×1.20 E 由k2=0.547,=0.04:=0.282,查表得 5.00 H=5.00×10.65=53.25cm; E E h2+h3 600 350 53.25=8+20 1000 1000 h4=45 因此其厚度满足施工 (8)验算整体性材料层底部的最大弯拉应力 ①确定各土层底部的容许拉应力
h4待求,E4=350Mpa 4%水泥石粉 6%水泥石粉 h3=20cm,E3=600Mpa 粗粒式密级配沥 青混凝土 细粒式密级配沥 青混凝土 细粒式密级配 沥青混凝土 粗粒式密级配 沥青混凝土 图 3 换算当量三层体系图 . 45 1000 350 1000 600 53.25 8 20 5.00 10.65 53.25 0.547 0.04; 0.282, 5.00 0.547; 7.5 1.20 4.92 0.04 12 10 1.20 1000 40 0.282; 0.714 12 10, 7.5 1400 1000 0.282; 10.65 3 4 2.4 4 2.4 2.4 2 4 4 2.4 2 3 2 3 2 0 2 1 2 1 2 0 1 2 1 2 因此其厚度满足施工 ； 由 ， 查表得 查图 ，得 查图 得 h cm h E E h E E H h h H cm h H E E k ak a k k E h E a E h E a ak k y c y y y c = = + • + • = + • + • = = = = = = = = = = = = − = = = = = − = = （8）验算整体性材料层底部的最大弯拉应力 ①确定各土层底部的容许拉应力
因有G a、细粒式沥青混凝土的容许拉应力 0.09A.N 0.22 14×1.0 G009×10×(30×10°)0=0.58MPa b、粗粒式沥青混凝土的容许拉应力 K=0094N 0.8×1.0 0= A 009×1.1×(30×10)90.30MPa c、6%水泥稳定石粉 k,=035V0n 0.6×1.0 A 035×(201×105ym=035MPa d、4%水泥稳定石粉 0.35N011 0.4×1.0 A R4 0.35×(201×10°)=0.23MPa 其中N为半刚性路面路面时,由车辆资料得到到的累计当量轴次,其由下表计算可 以得到 前轴(单轮) 轴 轴轮 总换 车型 交通前轴重数轮组换算后轴重数组换算算系/当量 (KG)系系数系数(KG)系系|系数/数/轴次 数数 黄河 42049.0 1016|11|1.1351.135|478 JN150 交通 120025.6 55.1 110.008000810 SH141 太脱 150514 11850.0902*80310.5030.59389 拉138 6.5 23.0 SH130 N=1+) NIn +10%) 577×0.3 201×10°次
因有 s SP R K = ，则 a、 细粒式沥青混凝土的容许拉应力 c g e s A A N K 0.22 0.09 = ； R 0.58MPa 0.09 1.0 (3.00 10 ) 1.4 1.0 1 6 0.22 = = b、 粗粒式沥青混凝土的容许拉应力 c g e s A A N K 0.22 0.09 = ； R 0.30MPa 0.09 1.1 (3.00 10 ) 0.8 1.0 2 6 0.22 = = c、 6%水泥稳定石粉 c e s A N K 0.11 0.35 ' = ； R 0.35MPa 0.35 (2.01 10 ) 0.6 1.0 3 6 0.11 = = d、 4%水泥稳定石粉 c e s A N K 0.11 0.35 ' = ； R 0.23MPa 0.35 (2.01 10 ) 0.4 1.0 4 6 0.11 = = 其中 ' Ne 为半刚性路面路面时，由车辆资料得到到的累计当量轴次，其由下表计算可 以得到， 表 5 车型 交通 量 前轴（单轮） 后轴 总换 算系 数 当量 轴次 前轴重 （KG） 轴 数 系 数 轮组 系数 换算 系数 后轴重 （KG） 轴 数 系 数 轮 组 系 数 换算 系数 黄河 JN150 420 49.0 / / / 101.6 1 1 1.135 1.135 478 交通 SH141 1200 25.6 / / / 55.1 1 1 0.008 0.008 10 太脱 拉 138 150 51.4 1 18.5 0.090 2*80 3 1 0.503 0.593 89 上海 SH130 120 16.5 / / / 23.0 / / / / / 577 ＝ 次 （ （ 6 15 1 2.01 10 577 0.3 10% 1 10%) 1 365 ' 1 ) 1 365 ' + − = + − = N r r N t e