课程设计（文）计算说明书
课题名称：路面结构设计
院 （系）：土木建筑学院
专 业：交 通 工 程
班 级：
姓 名：
2008年06月30日2008年07月04日 1周
目录
1设计题目·····························································································1
2设计目务·················································································1
3设计资料：沥青路面设计·····························································1
31基资料·······················································································1
32设计方法设计容······································································1
1）根设计资料求确定路面等级面层类型··························1
2）计算设计年限车道累计量轴次设计弯沉···················1
3）确定路段土基回弹模量值·····················································3
4）初拟路面结构组合厚度方案·················································4
5）确定结构层材料抗压回弹模量抗拉强度参数··················5
6）根设计弯沉值计算路面厚度·················································5
7) 结构厚度计算结果··································································6
8）验算防冻厚度·········································································6
9）修正方案计算表·······························································7
10）方案技术济较································································8
11）优选方案沥青路面结构设计图（方案b）······························8
4设计资料二：水泥混凝土路面设计···············································9
41基资料·················································································9
42设计方法设计程··································································9
1）换算标准轴载计算年限标准轴载累计作次数···········9
2) 拟定路面结构········································································10
3) 方案A 计算·······································································11
a计算基层顶面量回弹模量··················································11
b计算混凝土板荷载疲劳应力··············································14
c 计算混凝土板温度疲劳应力············································14
d验算防冻厚度······································································15
4)方案B计算···········································································16
a计算基层顶面量回弹模量·················································16
b计算混凝土板荷载疲劳应力·············································18
c 计算混凝土板温度疲劳应力············································19
d验算防冻厚度······································································21
5）方案技术济较···································································21
6）路面结构设计图（方案A）···············································22
5 参考文献···················································································22
附：路基路面课程设计辅助软件输出文····························23
附1 沥青路面设计方案a·····························································23
附2 沥青路面设计方案b·····························································27
附3 沥青路面设计方案c·····························································31
附4 水泥混凝土路面设计方案A··················································35
附5 水泥混凝土路面设计方案B··················································37
设计题目：路面结构设计
二：设计目务
目：
务：
进行路面结构组合设计应力分析计算根交通量材料供应等资料先提出路面组合进行受力分析计算然推荐种路面结构
三设计资料：沥青路面设计
31基资料
南京区二级公路中某段调查路基粉质中液限粘土水位12m路基填土高度05m期交通量：东风EQ140 130辆日解放CA10B车730辆日黄河JN150车80辆日士兹TD50车54辆日汽车30辆日年均增长率10河开采砂砾碎石石灰水泥沥青粉煤灰供应
设计：公路沥青路面设计规范（JTJ01497）
32设计方法设计容
1）根设计资料求确定路面等级面层类型
设计资料：路面等级二级
面层类型选：沥青混凝土面层
2）计算设计年限车道累计量轴次设计弯沉
车辆交通参数 表1
序号
车型名称
前轴重(kN)
轴重(kN)
轴数
轴轮组数
交通量
1
东风EQ140
237
692
1
双轮组
130
2
解放CA10B
194
6085
1
双轮组
730
3
黄河JN150
49
1016
1
双轮组
80
4
士兹TD50
422
80
1
双轮组
54
A． 设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次
253
式中：N —— 标准轴载量轴次（次日）
ni —— 种换算车辆作次数（次日）
P —— 标准轴载（KN）
Pi —— 种换算车型轴载（KN）
C1 —— 轮组系数双轮组1单轮组64四轮组038
C2 —— 轮轴系数
轴间距3米时轮轴系数1轴间距3米时C2 1+12（m－1）m轴数
设计年限车道累计量轴次
1382312
式中：Ne —— 设计年限车道方通累计标量轴次（次）
t —— 设计年限12年
N —— 路面营运第年双日均量轴次（次日）
r —— 设计年限交通量均增长率（）
η —— 车道横分布系数取07
B．进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次
126
式中： —— 轮组系数双轮组10单轮组185四轮组009
——轮轴系数C2
设计年限车道累计量轴次
688424
式中符号意义前
计算设计弯沉ld 结构强度系数
39 (001mm)
式中：Ac —— 公路等级系数二级公路11
As —— 面层类型系数沥青混凝土面层10
结构强度系数
1842（细中沥青层粗颗粒层20）
139（水泥稳定碎石石灰土稳定沙砾水泥石灰稳定碎石）
177（石灰粉煤灰土石灰粉煤灰碎石土）
3）根路基土类干湿类型路基划分干路段确定路段土基回弹模量值
水位12m路基填土高度05m路基粉质中液限粘土查表法确定路基回弹模量
E0 32 MPa
4）初拟路面结构组合厚度方案
根道路附材料供应拟订三种路面结构组合
a方案 表2
层位
结 构 层 材 料 名 称
厚度(cm)
1
细粒式沥青混凝土
3
2
中粒式沥青混凝土
4
3
粗粒式沥青混凝土
6
4
水泥稳定碎石
5
石灰粉煤灰土
25
水泥稳定碎石设计层
b 方案 表3
层位
结 构 层 材 料 名 称
厚度(cm)
1
细粒式沥青混凝土
3
2
中粒式沥青混凝土
4
3
粗粒式沥青混凝土
6
4
石灰土稳定砂砾
5
碎石土
25
石灰土稳定砂砾设计层
c 方案 表4
层位
结 构 层 材 料 名 称
厚度(cm)
1
细粒式沥青混凝土
3
2
中粒式沥青混凝土
4
3
粗粒式沥青混凝土
6
4
水泥石灰稳定碎石
5
石灰粉煤灰碎石土
25
水泥石灰稳定碎石设计层
5）确定结构层材料抗压回弹模量抗拉强度参数
参考材料设计参数表确定结构层材料参数表 表5
层位
结构层材料名称
抗压模量(MPa) (20℃)
抗压模量(MPa) (15℃)
弯拉强度 (MPa)
容许拉应力 (MPa)
1
细粒式沥青混凝土
1400
2000
14
076
2
中粒式沥青混凝土
1200
1600
10
054
3
粗粒式沥青混凝土
900
1200
08
04
4
水泥稳定碎石
1500
1500
05
036
5
石灰粉煤灰土
550
550
025
014
6
石灰土稳定砂砾
1500
1500
05
036
7
碎石土
550
550
8
水泥石灰稳定碎石
1500
1500
05
036
9
石灰粉煤灰碎石土
550
550
03
017
表中计算：
6）根设计弯沉值计算路面厚度
通计算机程序计算输入项参数计算结果先假定设计层初始厚度20cm果计算满足列等式调整厚度直满足
7) 结构厚度计算结果
a方案
设计层水泥稳定碎石厚度 H( 4 ) 15 cm
设计弯沉 Ld 39 (001mm)
路表计算弯沉 Ls 36 (001mm)
b方案
设计层石灰土稳定砂砾厚度 H( 4 ) 15 cm
设计弯沉 Ld 39 (001mm)
路表计算弯沉 Ls 36 (001mm)
c方案
设计层水泥稳定碎石厚度 H( 4 ) 15 cm
设计弯沉 Ld 39 (001mm)
路表计算弯沉 Ls 36 (001mm)
8）验算防冻厚度
根规范列路面防冻厚度求该路况作南京处Ⅳ1区线土质粉质中液限粘土般路基处中湿状态Ⅳ区表中植减少15路面防冻厚度64cm
三方案总厚度53 cm均防冻厚度进行调整设计层厚度H( 4 ) 20 cmH( 5 ) 35 cm修改防冻厚度符合求
9）修正方案计算表
a方案计算表 表6
层位
结构层材料名称
厚度
(cm)
抗压模量(MPa) (20℃)
层底拉应力(MPa)
容许拉应力
(MPa)
1
细粒式沥青混凝土
3
1400
－0262
076
2
中粒式沥青混凝土
4
1200
－0113
054
3
粗粒式沥青混凝土
6
900
－0057
04
4
水泥稳定碎石
20
1500
0119
036
5
石灰粉煤灰土
35
550
0075
014
6
土基
32
b方案计算表 表7
层位
结构层材料名称
厚度
(cm)
抗压模量(MPa) (20℃)
层底拉应力
(MPa)
容许拉应力
(MPa)
1
细粒式沥青混凝土
3
1400
－0262
076
2
中粒式沥青混凝土
4
1200
－0113
054
3
粗粒式沥青混凝土
6
900
－0057
04
4
石灰土稳定砂砾
20
1500
0119
036
5
碎石土
35
550
6
土基
32
c方案计算表 表8
层位
结构层材料名称
厚度
(cm)
抗压模量(MPa) (20℃)
层底拉应力
(MPa)
容许拉应力
(MPa)
1
细粒式沥青混凝土
3
1400
－0262
076
2
中粒式沥青混凝土
4
1200
－0113
054
3
粗粒式沥青混凝土
6
900
－0057
04
4
水泥石灰稳定碎石
20
1500
0119
036
5
石灰粉煤灰碎石土
35
550
0075
017
6
土基
32
10）方案技术济较
区降雨量容易引起水损害时考虑路面长期效建设道路交通等级属低交通等级建议采b方案方案没水泥粉煤灰材料取材造价会低余两方案
11）优选方案沥青路面结构设计图（方案b）
四设计资料二：水泥混凝土路面设计
41基资料：
Ⅱ5区某二级公路拟建水泥混凝土路面中段路基土均稠度08土基粘性土交通组成JN150车600辆日CA10B车1000辆日EQ 140 车300辆日 年均增长率6河开采砂砾碎石石灰水泥沥青粉煤灰供应
设计：公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）
42设计方法设计程
1) 换算标准轴载计算年限标准轴载累计作次数
设计车道设计基准期初期标准轴载日作次数Ns
777
式中 —— 种轴型轴载级位标准量换算系数
ni —— 1000辆车2轴6轮客货车中i种轴型出现次数
Pij —— i种轴型j 级轴载频率（分数计）
标准轴载量换算
式中Ns —— 100kN单轴—双轮组标准轴载通行次数
Pi —— 类轴—轮型i级轴载总重（kN）
n—— 轴型轴载级位数
Ni —— 类轴—轮型i级轴载通行次数
——轴—轮型系数
单轴—双轮组：10
单轴—单轮组：
双轴—双轮组：
三轴—双轮组：
计算年限标准轴载累计作次数
4068705
式中：Ne —— 标准轴载累计量作次数
t —— 设计基准期（年）
N —— 路面营运第年双日均量轴次（次日）
gr ——交通量均增长率（）
η —— 界荷位处车辆轮迹横分布系数取039
2) 拟定路面结构：
初估混凝土面板厚
表1620相应安全等级三级变异水等级中级根二级公路重交通等级中级变异水等级查表1617初拟普通混凝土面层厚度h220mm普通混凝土板面尺寸宽45m长5m
拟定结构层厚
方案A基层选水泥稳定粒料厚h1250mm路基湿类型须设垫层垫层级配碎砾石厚h2200mm
方案B基层选贫混凝土厚200mm垫层孔隙水泥碎石厚250Cmm
确定材料弹性模量
方案A 表9
层位
基（垫）层材料名称
厚度(mm)
回弹模量(MPa)
1
水泥稳定粒料
250
1300
2
级配碎砾石
200
250
3
土基
265
方案B 表10
层位
基（垫）层材料名称
厚度(mm)
回弹模量(MPa)
1
贫混凝土
200
15000
2
孔隙水泥碎石
250
1300
3
土基
265
3) 方案A 计算
a确定混凝土设计弯拉强度弹性模量计算基层顶面量回弹模量
混凝土面层弯拉强度 5 MPa 弯拉模量 31000 MPa
计算基层顶面量回弹模量
式中 基层顶面量回弹模量（MPa）
路床顶面回弹模量（MPa）查表265 MPa
基层垫层量回弹模量（MPa）
基层垫层回弹模量（MPa）
基层垫层量厚度（m）
基层垫层量弯曲刚度（MNm）
基层垫层厚度（m）
a b 关回系数
普通混凝土棉层相刚度半径计算
b计算混凝土板荷载疲劳应力
标准轴载界荷位处产生荷载应力计算
缝设拉杆缝接缝传荷力应力折减系数Kr087 考虑设计基准期荷载应力累计疲劳作疲劳应力系数 混合料关指数普通混凝土0057根公路等级表1624考虑偏载动载等素路面疲劳损坏影响综合系数Kc120
荷载疲劳应力计算
c 计算混凝土板温度疲劳应力
Ⅱ5区温度梯度取83 ℃m 板长5mlr506697474图1614查普通混凝土板厚h022mBx071温度梯度时混凝土板温度翘曲应力计算
计算温度疲劳应力系数Kt查表然区划Ⅱ区a0828 b0041c1323
温度疲劳应力
查表1620二级公路安全等级三级变异水中等目标度85查表确定度系数113
选普通混凝土面层厚度（022m）承受设计基准期荷载应力温度应力 综合疲劳作
d验算防冻厚度
规范查区划范围路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm
面层厚度 220mm
验算结果表明 路面总厚度670mm﹥650 mm满足路面防冻求
4)方案B计算
a确定混凝土设计弯拉强度弹性模量计算基层顶面量回弹模量
混凝土面层弯拉强度 5 MPa 弯拉模量 31000 MPa
贫混凝土弯拉强度 25 MPa 弯拉模量 21000 MPa
计算基层顶面量回弹模量
式中符号意义
b计算混凝土板荷载疲劳应力
普通混凝土面层贫混凝土基层组成分离式复合式面层时Ku0hx0复合式混凝土面层截面总刚度：
复合式混凝土面层相刚度半径
标准轴载普通混凝土面层界荷位处产生荷载应力计算
标准轴载贫混凝土基层界荷位处产生荷载应力计算
普通混凝土面层缝设拉杆缝接缝传荷力应力折减系数Kr087 贫混凝土基层设缝考虑接缝传荷力应力折减系数Kr普通混凝土面层考虑设计基准期荷载应力累计疲劳作疲劳应力系数 混合料关指数普通混凝土0057根公路等级表1624考虑偏载动载等素路面疲劳损坏影响综合系数Kc120
普通混凝土面层荷载疲劳应力计算：
贫混凝土基层荷载疲劳应力计算：
c 计算混凝土板温度疲劳应力
Ⅱ5区温度梯度取83 ℃m 板长5mlr506697474图1614查普通混凝土板厚h022mBx071Cx106
温度梯度时普通混凝土面层温度翘曲应力计算
普通混凝土面层温度疲劳应力系数Kt查表然区划Ⅱ区a0828 b0041c1323
温度疲劳应力
分离式复合式路面中贫混凝土基层温度翘曲应力忽略计
查表1620二级公路安全等级三级变异水中等目标度85查表确定度系数113
普通混凝土面层
贫混凝土基层
拟定022m厚普通混凝土面层02m厚贫混凝土基层组成分离式复合式路面承受设计基准期荷载应力温度应力综合疲劳作
d验算防冻厚度
规范查区划范围路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm 面层厚度 220mm
验算结果表明 路面总厚度670mm﹥650 mm满足路面防冻求
5）方案技术济较
区东部温润季冻期问题防止翻浆冻胀路基土均稠度08湿类型时考虑路面长期效建设道路交通等级属重交通等级建议采方案A方案采水泥稳定粒料做基层级配碎砾石做垫层效防止水升损害路基材料取材施工造价考虑优B方案
6）路面结构设计结果
五参考文献
1邓学均路基路面工程[M]北京：民交通出版社2000
2公路沥青路面设计规范（JTJT01497）北京：民交通出版社1997
3公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）[S] 北京：民交通出版社2002
4姚祖康公路设计手册路面[M] 北京：民交通出版社2000
附：路基路面课程设计辅助软件输出文
附1 沥青路面设计方案a
*新建路面设计成果文件汇总*
轴载换算设计弯沉值容许拉应力计算
序号 车型名称 前轴重(kN) 轴重(kN) 轴数 轴轮组数 轴距(m) 交通量
1 东风EQ140 237 692 1 双轮组 130
2 解放CA10B 194 6085 1 双轮组 730
3 黄河JN150 49 1016 1 双轮组 80
4 士兹TD50 422 80 1 双轮组 54
设计年限 12 车道系数 07 交通量均年增长率 10 ％
设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 253
设计年限车道累计量轴次 1382312
进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 126
设计年限车道累计量轴次 688424
公路等级 二级公路
公路等级系数 11 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 39 (001mm)
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 14 076
2 中粒式沥青混凝土 1 054
3 粗粒式沥青混凝土 08 04
4 水泥稳定碎石 05 036
5 石灰粉煤灰土 025 014
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
路面设计弯沉值 39 (001mm)
路面设计层层位 4
设计层厚度 15 (cm)
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力 (20℃) (15℃) (MPa)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 076
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 054
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 04
4 水泥稳定碎石 1500 1500 036
5 石灰粉煤灰土 25 550 550 014
6 土基 32
设计弯沉值计算设计层厚度
LD 39 (001mm)
H( 4 ) 15 cm LS 36 (001mm)
设计层厚度 H( 4 )Hmin时 LS 弯沉计算已满足求
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
容许拉应力验算设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 5 层底面拉应力验算满足求)
路面设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 ) 15 cm(时考虑弯沉拉应力)
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 64 cm
验算结果表明 路面总厚度路面防冻厚度 11 cm
程序动述刚设计路面层厚度中予补足
通设计层厚度取整路面防冻厚度足部分增补路面
层设计员路面厚度进步修改 路面结构
设计结果
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
水泥稳定碎石 20 cm
石灰粉煤灰土 35 cm
土基
竣工验收弯沉值层底拉应力计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5 标 准 轴 载 BZZ100
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 水泥稳定碎石 20 1500 1500 计算应力
5 石灰粉煤灰土 35 550 550 计算应力
6 土基 32
计算新建路面结构层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 261 (001mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 281 (001mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 309 (001mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 35 (001mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 789 (001mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS 3606 (001mm)(根基层施工规范第88页公式)
LS 2911 (001mm)(根测试规程第56页公式)
计算新建路面结构层底面拉应力
第 1 层底面拉应力 σ( 1 )0262 (MPa)
第 2 层底面拉应力 σ( 2 )0113 (MPa)
第 3 层底面拉应力 σ( 3 )0057 (MPa)
第 4 层底面拉应力 σ( 4 ) 0119 (MPa)
第 5 层底面拉应力 σ( 5 ) 0075 (MPa)
附2 沥青路面设计方案b
*新建路面设计成果文件汇总*
轴载换算设计弯沉值容许拉应力计算
序号 车型名称 前轴重(kN) 轴重(kN) 轴数 轴轮组数 轴距(m) 交通量
1 东风EQ140 237 692 1 双轮组 130
2 解放CA10B 194 6085 1 双轮组 730
3 黄河JN150 49 1016 1 双轮组 80
4 士兹TD50 422 80 1 双轮组 54
设计年限 12 车道系数 07 交通量均年增长率 10 ％
设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 253
设计年限车道累计量轴次 1382312
进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 126
设计年限车道累计量轴次 688424
公路等级 二级公路
公路等级系数 11 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 39 (001mm)
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 14 076
2 中粒式沥青混凝土 1 054
3 粗粒式沥青混凝土 08 04
4 石灰土稳定砂砾 05 036
5 碎石土
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
路面设计弯沉值 39 (001mm)
路面设计层层位 4 设计层厚度 15 (cm)
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 076
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 054
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 04
4 石灰土稳定砂砾 1500 1500 036
5 碎石土 25 550 550
6 土基 32
设计弯沉值计算设计层厚度
LD 39 (001mm)
H( 4 ) 15 cm LS 36 (001mm)
设计层厚度 H( 4 )Hmin时 LS 弯沉计算已满足求
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
容许拉应力验算设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足求)
路面设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 ) 15 cm(时考虑弯沉拉应力)
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 64 cm
验算结果表明 路面总厚度路面防冻厚度 11 cm
程序动述刚设计路面层厚度中予补足
通设计层厚度取整路面防冻厚度足部分增补路面
层设计员路面厚度进步修改 路面结构
设计结果
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
石灰土稳定砂砾 20 cm
碎石土 35 cm
土基
竣工验收弯沉值层底拉应力计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 石灰土稳定砂砾 20 1500 1500 计算应力
5 碎石土 35 550 550 算应力
6 土基 32
计算新建路面结构层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 261 (001mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 281 (001mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 309 (001mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 35 (001mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 789 (001mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS 3606 (001mm)(根基层施工规范第88页公式)
LS 2911 (001mm)(根测试规程第56页公式)
计算新建路面结构层底面拉应力
第 1 层底面拉应力 σ( 1 )0262 (MPa)
第 2 层底面拉应力 σ( 2 )0113 (MPa)
第 3 层底面拉应力 σ( 3 )0057 (MPa)
第 4 层底面拉应力 σ( 4 ) 0119 (MPa)
附3 沥青路面设计方案c
*新建路面设计成果文件汇总*
轴载换算设计弯沉值容许拉应力计算
序号 车型名称 前轴重(kN) 轴重(kN) 轴数 轴轮组数 轴距(m) 交通量
1 东风EQ140 237 692 1 双轮组 130
2 解放CA10B 194 6085 1 双轮组 730
3 黄河JN150 49 1016 1 双轮组 80
4 士兹TD50 422 80 1 双轮组 54
设计年限 12 车道系数 07 交通量均年增长率 10 ％
设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 253
设计年限车道累计量轴次 1382312
进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 126
设计年限车道累计量轴次 688424
公路等级 二级公路
公路等级系数 11 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 39 (001mm)
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 14 076
2 中粒式沥青混凝土 1 054
3 粗粒式沥青混凝土 08 04
4 水泥石灰稳定碎石 05 036
5 石灰粉煤灰碎石土 03 017
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
路面设计弯沉值 39 (001mm)
路面设计层层位 4
设计层厚度 15 (cm)
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 076
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 054
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 04
4 水泥石灰稳定碎石 1500 1500 036
5 石灰粉煤灰碎石土 25 550 550 017
6 土基 32
设计弯沉值计算设计层厚度
LD 39 (001mm)
H( 4 ) 15 cm LS 36 (001mm)
设计层厚度 H( 4 )Hmin时 LS 弯沉计算已满足求
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
容许拉应力验算设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 5 层底面拉应力验算满足求)
路面设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 ) 15 cm(时考虑弯沉拉应力)
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 64 cm
验算结果表明 路面总厚度路面防冻厚度 11 cm
程序动述刚设计路面层厚度中予补足
通设计层厚度取整路面防冻厚度足部分增补路面
层设计员路面厚度进步修改 路面结构
设计结果
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
水泥石灰稳定碎石 20 cm
石灰粉煤灰碎石土 35 cm
土基
竣工验收弯沉值层底拉应力计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5 标 准 轴 载 BZZ100
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 水泥石灰稳定碎石 20 1500 1500 计算应力
5 石灰粉煤灰碎石土 35 550 550 计算应力
6 土基 32
计算新建路面结构层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 261 (001mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 281 (001mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 309 (001mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 35 (001mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 789 (001mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS 3606 (001mm)(根基层施工规范第88页公式)
LS 2911 (001mm)(根测试规程第56页公式)
计算新建路面结构层底面拉应力
第 1 层底面拉应力 σ( 1 )0262 (MPa)
第 2 层底面拉应力 σ( 2 )0113 (MPa)
第 3 层底面拉应力 σ( 3 )0057 (MPa)
第 4 层底面拉应力 σ( 4 ) 0119 (MPa)
第 5 层底面拉应力 σ( 5 ) 0075 (MPa)
附4 水泥混凝土路面设计方案A
设 计 容 新建单层水泥混凝土路面设计
公 路 等 级 二级公路
变异水等级 中 级
度 系 数 113
面 层 类 型 普通混凝土面层
序 路面行驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交
号 车辆名称 组数 总重 组数 总重 组数 总重 组数 总重 通量
(kN) (kN) (kN) (kN)
1 黄河JN150 1 49 1 1016 0 0 0 0 600
2 解放CA10B 1 194 1 6085 0 0 0 0 1000
3 东风EQ140 1 237 1 692 0 0 0 0 300
行驶方分配系数 1 车道分配系数 1
轮迹横分布系数 039 交通量年均增长率 6 ％
混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa
混凝土面层板长度 5 m 区公路然区划 Ⅱ
面层温度梯度 83 ℃m 接缝应力折减系数 087
基(垫)层类型新建公路土基修筑基(垫)层
层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa)
1 水泥稳定粒料 250 1300
2 级配碎砾石 200 250
3 土基 265
基层顶面量回弹模量 ET 1703 MPa
HB 220 r 067 SPS 125 SPR 311
BX 071 STM 2 KT 051 STR 103
SCR 414 GSCR 468 RE64
设计车道初期标准轴载日作次数 777
路面设计基准期 20 年
设计基准期标准轴载累计作次数 4068705
路面承受交通等级 重交通等级
基层顶面量回弹模量 1703 MPa
混凝土面层设计厚度 220 mm
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm
验算结果表明 路面总厚度满足路面防冻求
通设计层厚度取整设计员路面厚度进步修改
路面结构设计结果
普通混凝土面层 220 mm
水泥稳定粒料 250 mm
级配碎砾石 200 mm
土基
附5 水泥混凝土路面设计方案B
设 计 容 新建单层水泥混凝土路面设计
公 路 等 级 二级公路
变异水等级 中 级
度 系 数 113
面 层 类 型 普通混凝土面层
序 路面行驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交
号 车辆名称 组数 总重 组数 总重 组数 总重 组数 总重 通量
(kN) (kN) (kN) (kN)
1 黄河JN150 1 49 1 1016 0 0 0 0 600
2 解放CA10B 1 194 1 6085 0 0 0 0 1000
3 东风EQ140 1 237 1 692 0 0 0 0 300
行驶方分配系数 1 车道分配系数 1
轮迹横分布系数 039 交通量年均增长率 6 ％
混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa
混凝土面层板长度 5 m 区公路然区划 Ⅱ
面层温度梯度 83 ℃m 接缝应力折减系数 087
基(垫)层类型新建公路土基修筑基(垫)层
层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa)
1 贫混凝土 200 15000
2 孔隙水泥碎石 250 1300
3 土基 265
混凝土基层材料弯拉强度 FJ 25 MPa
基层顶面量回弹模量(包栝混凝土基层) ET 1408 MPa
HB 220 rg 0791 SPS1 101 SPR1 251
BX1 067 STM1 188 KT 049 STR1 093
SCR1 344 GSCR1 389 RE1222
SPS2 045 SPR2 145 GSPR2 164 RE2344
设计车道初期标准轴载日作次数 777
路面设计基准期 20 年
设计基准期标准轴载累计作次数 4068705
路面承受交通等级 重交通等级
基层顶面量回弹模量(包栝混凝土基层) 1408 MPa
混凝土面层设计厚度 220 mm
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm验算结果表明 路面总厚度满足路面防冻求
通设计层厚度取整设计员路面厚度进步修改
路面结构设计结果
普通混凝土面层 220 mm
贫混凝土 200 mm
孔隙水泥碎石 250 mm
土基
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课程设计（文）计算说明书
课题名称：路面结构设计
院 （系）：土木建筑学院
专 业：交 通 工 程
班 级：
姓 名：
2008年06月30日2008年07月04日 1周
目录
1设计题目·····························································································1
2设计目务·················································································1
3设计资料：沥青路面设计·····························································1
31基资料·······················································································1
32设计方法设计容······································································1
1）根设计资料求确定路面等级面层类型··························1
2）计算设计年限车道累计量轴次设计弯沉···················1
3）确定路段土基回弹模量值·····················································3
4）初拟路面结构组合厚度方案·················································4
5）确定结构层材料抗压回弹模量抗拉强度参数··················5
6）根设计弯沉值计算路面厚度·················································5
7) 结构厚度计算结果··································································6
8）验算防冻厚度·········································································6
9）修正方案计算表·······························································7
10）方案技术济较································································8
11）优选方案沥青路面结构设计图（方案b）······························8
4设计资料二：水泥混凝土路面设计···············································9
41基资料·················································································9
42设计方法设计程··································································9
1）换算标准轴载计算年限标准轴载累计作次数···········9
2) 拟定路面结构········································································10
3) 方案A 计算·······································································11
a计算基层顶面量回弹模量··················································11
b计算混凝土板荷载疲劳应力··············································14
c 计算混凝土板温度疲劳应力············································14
d验算防冻厚度······································································15
4)方案B计算···········································································16
a计算基层顶面量回弹模量·················································16
b计算混凝土板荷载疲劳应力·············································18
c 计算混凝土板温度疲劳应力············································19
d验算防冻厚度······································································21
5）方案技术济较···································································21
6）路面结构设计图（方案A）···············································22
5 参考文献···················································································22
附：路基路面课程设计辅助软件输出文····························23
附1 沥青路面设计方案a·····························································23
附2 沥青路面设计方案b·····························································27
附3 沥青路面设计方案c·····························································31
附4 水泥混凝土路面设计方案A··················································35
附5 水泥混凝土路面设计方案B··················································37
设计题目：路面结构设计
二：设计目务
目：
务：
进行路面结构组合设计应力分析计算根交通量材料供应等资料先提出路面组合进行受力分析计算然推荐种路面结构
三设计资料：沥青路面设计
31基资料
南京区二级公路中某段调查路基粉质中液限粘土水位12m路基填土高度05m期交通量：东风EQ140 130辆日解放CA10B车730辆日黄河JN150车80辆日士兹TD50车54辆日汽车30辆日年均增长率10河开采砂砾碎石石灰水泥沥青粉煤灰供应
设计：公路沥青路面设计规范（JTJ01497）
32设计方法设计容
1）根设计资料求确定路面等级面层类型
设计资料：路面等级二级
面层类型选：沥青混凝土面层
2）计算设计年限车道累计量轴次设计弯沉
车辆交通参数 表1
序号
车型名称
前轴重(kN)
轴重(kN)
轴数
轴轮组数
交通量
1
东风EQ140
237
692
1
双轮组
130
2
解放CA10B
194
6085
1
双轮组
730
3
黄河JN150
49
1016
1
双轮组
80
4
士兹TD50
422
80
1
双轮组
54
A． 设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次
253
式中：N —— 标准轴载量轴次（次日）
ni —— 种换算车辆作次数（次日）
P —— 标准轴载（KN）
Pi —— 种换算车型轴载（KN）
C1 —— 轮组系数双轮组1单轮组64四轮组038
C2 —— 轮轴系数
轴间距3米时轮轴系数1轴间距3米时C2 1+12（m－1）m轴数
设计年限车道累计量轴次
1382312
式中：Ne —— 设计年限车道方通累计标量轴次（次）
t —— 设计年限12年
N —— 路面营运第年双日均量轴次（次日）
r —— 设计年限交通量均增长率（）
η —— 车道横分布系数取07
B．进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次
126
式中： —— 轮组系数双轮组10单轮组185四轮组009
——轮轴系数C2
设计年限车道累计量轴次
688424
式中符号意义前
计算设计弯沉ld 结构强度系数
39 (001mm)
式中：Ac —— 公路等级系数二级公路11
As —— 面层类型系数沥青混凝土面层10
结构强度系数
1842（细中沥青层粗颗粒层20）
139（水泥稳定碎石石灰土稳定沙砾水泥石灰稳定碎石）
177（石灰粉煤灰土石灰粉煤灰碎石土）
3）根路基土类干湿类型路基划分干路段确定路段土基回弹模量值
水位12m路基填土高度05m路基粉质中液限粘土查表法确定路基回弹模量
E0 32 MPa
4）初拟路面结构组合厚度方案
根道路附材料供应拟订三种路面结构组合
a方案 表2
层位
结 构 层 材 料 名 称
厚度(cm)
1
细粒式沥青混凝土
3
2
中粒式沥青混凝土
4
3
粗粒式沥青混凝土
6
4
水泥稳定碎石
5
石灰粉煤灰土
25
水泥稳定碎石设计层
b 方案 表3
层位
结 构 层 材 料 名 称
厚度(cm)
1
细粒式沥青混凝土
3
2
中粒式沥青混凝土
4
3
粗粒式沥青混凝土
6
4
石灰土稳定砂砾
5
碎石土
25
石灰土稳定砂砾设计层
c 方案 表4
层位
结 构 层 材 料 名 称
厚度(cm)
1
细粒式沥青混凝土
3
2
中粒式沥青混凝土
4
3
粗粒式沥青混凝土
6
4
水泥石灰稳定碎石
5
石灰粉煤灰碎石土
25
水泥石灰稳定碎石设计层
5）确定结构层材料抗压回弹模量抗拉强度参数
参考材料设计参数表确定结构层材料参数表 表5
层位
结构层材料名称
抗压模量(MPa) (20℃)
抗压模量(MPa) (15℃)
弯拉强度 (MPa)
容许拉应力 (MPa)
1
细粒式沥青混凝土
1400
2000
14
076
2
中粒式沥青混凝土
1200
1600
10
054
3
粗粒式沥青混凝土
900
1200
08
04
4
水泥稳定碎石
1500
1500
05
036
5
石灰粉煤灰土
550
550
025
014
6
石灰土稳定砂砾
1500
1500
05
036
7
碎石土
550
550
8
水泥石灰稳定碎石
1500
1500
05
036
9
石灰粉煤灰碎石土
550
550
03
017
表中计算：
6）根设计弯沉值计算路面厚度
通计算机程序计算输入项参数计算结果先假定设计层初始厚度20cm果计算满足列等式调整厚度直满足
7) 结构厚度计算结果
a方案
设计层水泥稳定碎石厚度 H( 4 ) 15 cm
设计弯沉 Ld 39 (001mm)
路表计算弯沉 Ls 36 (001mm)
b方案
设计层石灰土稳定砂砾厚度 H( 4 ) 15 cm
设计弯沉 Ld 39 (001mm)
路表计算弯沉 Ls 36 (001mm)
c方案
设计层水泥稳定碎石厚度 H( 4 ) 15 cm
设计弯沉 Ld 39 (001mm)
路表计算弯沉 Ls 36 (001mm)
8）验算防冻厚度
根规范列路面防冻厚度求该路况作南京处Ⅳ1区线土质粉质中液限粘土般路基处中湿状态Ⅳ区表中植减少15路面防冻厚度64cm
三方案总厚度53 cm均防冻厚度进行调整设计层厚度H( 4 ) 20 cmH( 5 ) 35 cm修改防冻厚度符合求
9）修正方案计算表
a方案计算表 表6
层位
结构层材料名称
厚度
(cm)
抗压模量(MPa) (20℃)
层底拉应力(MPa)
容许拉应力
(MPa)
1
细粒式沥青混凝土
3
1400
－0262
076
2
中粒式沥青混凝土
4
1200
－0113
054
3
粗粒式沥青混凝土
6
900
－0057
04
4
水泥稳定碎石
20
1500
0119
036
5
石灰粉煤灰土
35
550
0075
014
6
土基
32
b方案计算表 表7
层位
结构层材料名称
厚度
(cm)
抗压模量(MPa) (20℃)
层底拉应力
(MPa)
容许拉应力
(MPa)
1
细粒式沥青混凝土
3
1400
－0262
076
2
中粒式沥青混凝土
4
1200
－0113
054
3
粗粒式沥青混凝土
6
900
－0057
04
4
石灰土稳定砂砾
20
1500
0119
036
5
碎石土
35
550
6
土基
32
c方案计算表 表8
层位
结构层材料名称
厚度
(cm)
抗压模量(MPa) (20℃)
层底拉应力
(MPa)
容许拉应力
(MPa)
1
细粒式沥青混凝土
3
1400
－0262
076
2
中粒式沥青混凝土
4
1200
－0113
054
3
粗粒式沥青混凝土
6
900
－0057
04
4
水泥石灰稳定碎石
20
1500
0119
036
5
石灰粉煤灰碎石土
35
550
0075
017
6
土基
32
10）方案技术济较
区降雨量容易引起水损害时考虑路面长期效建设道路交通等级属低交通等级建议采b方案方案没水泥粉煤灰材料取材造价会低余两方案
11）优选方案沥青路面结构设计图（方案b）
四设计资料二：水泥混凝土路面设计
41基资料：
Ⅱ5区某二级公路拟建水泥混凝土路面中段路基土均稠度08土基粘性土交通组成JN150车600辆日CA10B车1000辆日EQ 140 车300辆日 年均增长率6河开采砂砾碎石石灰水泥沥青粉煤灰供应
设计：公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）
42设计方法设计程
1) 换算标准轴载计算年限标准轴载累计作次数
设计车道设计基准期初期标准轴载日作次数Ns
777
式中 —— 种轴型轴载级位标准量换算系数
ni —— 1000辆车2轴6轮客货车中i种轴型出现次数
Pij —— i种轴型j 级轴载频率（分数计）
标准轴载量换算
式中Ns —— 100kN单轴—双轮组标准轴载通行次数
Pi —— 类轴—轮型i级轴载总重（kN）
n—— 轴型轴载级位数
Ni —— 类轴—轮型i级轴载通行次数
——轴—轮型系数
单轴—双轮组：10
单轴—单轮组：
双轴—双轮组：
三轴—双轮组：
计算年限标准轴载累计作次数
4068705
式中：Ne —— 标准轴载累计量作次数
t —— 设计基准期（年）
N —— 路面营运第年双日均量轴次（次日）
gr ——交通量均增长率（）
η —— 界荷位处车辆轮迹横分布系数取039
2) 拟定路面结构：
初估混凝土面板厚
表1620相应安全等级三级变异水等级中级根二级公路重交通等级中级变异水等级查表1617初拟普通混凝土面层厚度h220mm普通混凝土板面尺寸宽45m长5m
拟定结构层厚
方案A基层选水泥稳定粒料厚h1250mm路基湿类型须设垫层垫层级配碎砾石厚h2200mm
方案B基层选贫混凝土厚200mm垫层孔隙水泥碎石厚250Cmm
确定材料弹性模量
方案A 表9
层位
基（垫）层材料名称
厚度(mm)
回弹模量(MPa)
1
水泥稳定粒料
250
1300
2
级配碎砾石
200
250
3
土基
265
方案B 表10
层位
基（垫）层材料名称
厚度(mm)
回弹模量(MPa)
1
贫混凝土
200
15000
2
孔隙水泥碎石
250
1300
3
土基
265
3) 方案A 计算
a确定混凝土设计弯拉强度弹性模量计算基层顶面量回弹模量
混凝土面层弯拉强度 5 MPa 弯拉模量 31000 MPa
计算基层顶面量回弹模量
式中 基层顶面量回弹模量（MPa）
路床顶面回弹模量（MPa）查表265 MPa
基层垫层量回弹模量（MPa）
基层垫层回弹模量（MPa）
基层垫层量厚度（m）
基层垫层量弯曲刚度（MNm）
基层垫层厚度（m）
a b 关回系数
普通混凝土棉层相刚度半径计算
b计算混凝土板荷载疲劳应力
标准轴载界荷位处产生荷载应力计算
缝设拉杆缝接缝传荷力应力折减系数Kr087 考虑设计基准期荷载应力累计疲劳作疲劳应力系数 混合料关指数普通混凝土0057根公路等级表1624考虑偏载动载等素路面疲劳损坏影响综合系数Kc120
荷载疲劳应力计算
c 计算混凝土板温度疲劳应力
Ⅱ5区温度梯度取83 ℃m 板长5mlr506697474图1614查普通混凝土板厚h022mBx071温度梯度时混凝土板温度翘曲应力计算
计算温度疲劳应力系数Kt查表然区划Ⅱ区a0828 b0041c1323
温度疲劳应力
查表1620二级公路安全等级三级变异水中等目标度85查表确定度系数113
选普通混凝土面层厚度（022m）承受设计基准期荷载应力温度应力 综合疲劳作
d验算防冻厚度
规范查区划范围路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm
面层厚度 220mm
验算结果表明 路面总厚度670mm﹥650 mm满足路面防冻求
4)方案B计算
a确定混凝土设计弯拉强度弹性模量计算基层顶面量回弹模量
混凝土面层弯拉强度 5 MPa 弯拉模量 31000 MPa
贫混凝土弯拉强度 25 MPa 弯拉模量 21000 MPa
计算基层顶面量回弹模量
式中符号意义
b计算混凝土板荷载疲劳应力
普通混凝土面层贫混凝土基层组成分离式复合式面层时Ku0hx0复合式混凝土面层截面总刚度：
复合式混凝土面层相刚度半径
标准轴载普通混凝土面层界荷位处产生荷载应力计算
标准轴载贫混凝土基层界荷位处产生荷载应力计算
普通混凝土面层缝设拉杆缝接缝传荷力应力折减系数Kr087 贫混凝土基层设缝考虑接缝传荷力应力折减系数Kr普通混凝土面层考虑设计基准期荷载应力累计疲劳作疲劳应力系数 混合料关指数普通混凝土0057根公路等级表1624考虑偏载动载等素路面疲劳损坏影响综合系数Kc120
普通混凝土面层荷载疲劳应力计算：
贫混凝土基层荷载疲劳应力计算：
c 计算混凝土板温度疲劳应力
Ⅱ5区温度梯度取83 ℃m 板长5mlr506697474图1614查普通混凝土板厚h022mBx071Cx106
温度梯度时普通混凝土面层温度翘曲应力计算
普通混凝土面层温度疲劳应力系数Kt查表然区划Ⅱ区a0828 b0041c1323
温度疲劳应力
分离式复合式路面中贫混凝土基层温度翘曲应力忽略计
查表1620二级公路安全等级三级变异水中等目标度85查表确定度系数113
普通混凝土面层
贫混凝土基层
拟定022m厚普通混凝土面层02m厚贫混凝土基层组成分离式复合式路面承受设计基准期荷载应力温度应力综合疲劳作
d验算防冻厚度
规范查区划范围路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm 面层厚度 220mm
验算结果表明 路面总厚度670mm﹥650 mm满足路面防冻求
5）方案技术济较
区东部温润季冻期问题防止翻浆冻胀路基土均稠度08湿类型时考虑路面长期效建设道路交通等级属重交通等级建议采方案A方案采水泥稳定粒料做基层级配碎砾石做垫层效防止水升损害路基材料取材施工造价考虑优B方案
6）路面结构设计结果
五参考文献
1邓学均路基路面工程[M]北京：民交通出版社2000
2公路沥青路面设计规范（JTJT01497）北京：民交通出版社1997
3公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）[S] 北京：民交通出版社2002
4姚祖康公路设计手册路面[M] 北京：民交通出版社2000
附：路基路面课程设计辅助软件输出文
附1 沥青路面设计方案a
*新建路面设计成果文件汇总*
轴载换算设计弯沉值容许拉应力计算
序号 车型名称 前轴重(kN) 轴重(kN) 轴数 轴轮组数 轴距(m) 交通量
1 东风EQ140 237 692 1 双轮组 130
2 解放CA10B 194 6085 1 双轮组 730
3 黄河JN150 49 1016 1 双轮组 80
4 士兹TD50 422 80 1 双轮组 54
设计年限 12 车道系数 07 交通量均年增长率 10 ％
设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 253
设计年限车道累计量轴次 1382312
进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 126
设计年限车道累计量轴次 688424
公路等级 二级公路
公路等级系数 11 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 39 (001mm)
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 14 076
2 中粒式沥青混凝土 1 054
3 粗粒式沥青混凝土 08 04
4 水泥稳定碎石 05 036
5 石灰粉煤灰土 025 014
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
路面设计弯沉值 39 (001mm)
路面设计层层位 4
设计层厚度 15 (cm)
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力 (20℃) (15℃) (MPa)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 076
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 054
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 04
4 水泥稳定碎石 1500 1500 036
5 石灰粉煤灰土 25 550 550 014
6 土基 32
设计弯沉值计算设计层厚度
LD 39 (001mm)
H( 4 ) 15 cm LS 36 (001mm)
设计层厚度 H( 4 )Hmin时 LS
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
容许拉应力验算设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 5 层底面拉应力验算满足求)
路面设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 ) 15 cm(时考虑弯沉拉应力)
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 64 cm
验算结果表明 路面总厚度路面防冻厚度 11 cm
程序动述刚设计路面层厚度中予补足
通设计层厚度取整路面防冻厚度足部分增补路面
层设计员路面厚度进步修改 路面结构
设计结果
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
水泥稳定碎石 20 cm
石灰粉煤灰土 35 cm
土基
竣工验收弯沉值层底拉应力计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5 标 准 轴 载 BZZ100
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 水泥稳定碎石 20 1500 1500 计算应力
5 石灰粉煤灰土 35 550 550 计算应力
6 土基 32
计算新建路面结构层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 261 (001mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 281 (001mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 309 (001mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 35 (001mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 789 (001mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS 3606 (001mm)(根基层施工规范第88页公式)
LS 2911 (001mm)(根测试规程第56页公式)
计算新建路面结构层底面拉应力
第 1 层底面拉应力 σ( 1 )0262 (MPa)
第 2 层底面拉应力 σ( 2 )0113 (MPa)
第 3 层底面拉应力 σ( 3 )0057 (MPa)
第 4 层底面拉应力 σ( 4 ) 0119 (MPa)
第 5 层底面拉应力 σ( 5 ) 0075 (MPa)
附2 沥青路面设计方案b
*新建路面设计成果文件汇总*
轴载换算设计弯沉值容许拉应力计算
序号 车型名称 前轴重(kN) 轴重(kN) 轴数 轴轮组数 轴距(m) 交通量
1 东风EQ140 237 692 1 双轮组 130
2 解放CA10B 194 6085 1 双轮组 730
3 黄河JN150 49 1016 1 双轮组 80
4 士兹TD50 422 80 1 双轮组 54
设计年限 12 车道系数 07 交通量均年增长率 10 ％
设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 253
设计年限车道累计量轴次 1382312
进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 126
设计年限车道累计量轴次 688424
公路等级 二级公路
公路等级系数 11 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 39 (001mm)
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 14 076
2 中粒式沥青混凝土 1 054
3 粗粒式沥青混凝土 08 04
4 石灰土稳定砂砾 05 036
5 碎石土
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
路面设计弯沉值 39 (001mm)
路面设计层层位 4 设计层厚度 15 (cm)
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 076
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 054
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 04
4 石灰土稳定砂砾 1500 1500 036
5 碎石土 25 550 550
6 土基 32
设计弯沉值计算设计层厚度
LD 39 (001mm)
H( 4 ) 15 cm LS 36 (001mm)
设计层厚度 H( 4 )Hmin时 LS
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
容许拉应力验算设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足求)
路面设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 ) 15 cm(时考虑弯沉拉应力)
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 64 cm
验算结果表明 路面总厚度路面防冻厚度 11 cm
程序动述刚设计路面层厚度中予补足
通设计层厚度取整路面防冻厚度足部分增补路面
层设计员路面厚度进步修改 路面结构
设计结果
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
石灰土稳定砂砾 20 cm
碎石土 35 cm
土基
竣工验收弯沉值层底拉应力计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 石灰土稳定砂砾 20 1500 1500 计算应力
5 碎石土 35 550 550 算应力
6 土基 32
计算新建路面结构层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 261 (001mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 281 (001mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 309 (001mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 35 (001mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 789 (001mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS 3606 (001mm)(根基层施工规范第88页公式)
LS 2911 (001mm)(根测试规程第56页公式)
计算新建路面结构层底面拉应力
第 1 层底面拉应力 σ( 1 )0262 (MPa)
第 2 层底面拉应力 σ( 2 )0113 (MPa)
第 3 层底面拉应力 σ( 3 )0057 (MPa)
第 4 层底面拉应力 σ( 4 ) 0119 (MPa)
附3 沥青路面设计方案c
*新建路面设计成果文件汇总*
轴载换算设计弯沉值容许拉应力计算
序号 车型名称 前轴重(kN) 轴重(kN) 轴数 轴轮组数 轴距(m) 交通量
1 东风EQ140 237 692 1 双轮组 130
2 解放CA10B 194 6085 1 双轮组 730
3 黄河JN150 49 1016 1 双轮组 80
4 士兹TD50 422 80 1 双轮组 54
设计年限 12 车道系数 07 交通量均年增长率 10 ％
设计弯沉值指标沥青层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 253
设计年限车道累计量轴次 1382312
进行半刚性基层层底拉应力验算时
路面竣工第年日均量轴次 126
设计年限车道累计量轴次 688424
公路等级 二级公路
公路等级系数 11 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 39 (001mm)
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 14 076
2 中粒式沥青混凝土 1 054
3 粗粒式沥青混凝土 08 04
4 水泥石灰稳定碎石 05 036
5 石灰粉煤灰碎石土 03 017
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5
标 准 轴 载 BZZ100
路面设计弯沉值 39 (001mm)
路面设计层层位 4
设计层厚度 15 (cm)
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 076
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 054
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 04
4 水泥石灰稳定碎石 1500 1500 036
5 石灰粉煤灰碎石土 25 550 550 017
6 土基 32
设计弯沉值计算设计层厚度
LD 39 (001mm)
H( 4 ) 15 cm LS 36 (001mm)
设计层厚度 H( 4 )Hmin时 LS
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
容许拉应力验算设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足求)
H( 4 ) 15 cm(第 5 层底面拉应力验算满足求)
路面设计层厚度
H( 4 ) 15 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 ) 15 cm(时考虑弯沉拉应力)
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 64 cm
验算结果表明 路面总厚度路面防冻厚度 11 cm
程序动述刚设计路面层厚度中予补足
通设计层厚度取整路面防冻厚度足部分增补路面
层设计员路面厚度进步修改 路面结构
设计结果
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
水泥石灰稳定碎石 20 cm
石灰粉煤灰碎石土 35 cm
土基
竣工验收弯沉值层底拉应力计算
公 路 等 级 二级公路
新建路面层数 5 标 准 轴 载 BZZ100
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 水泥石灰稳定碎石 20 1500 1500 计算应力
5 石灰粉煤灰碎石土 35 550 550 计算应力
6 土基 32
计算新建路面结构层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 261 (001mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 281 (001mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 309 (001mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 35 (001mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS 789 (001mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS 3606 (001mm)(根基层施工规范第88页公式)
LS 2911 (001mm)(根测试规程第56页公式)
计算新建路面结构层底面拉应力
第 1 层底面拉应力 σ( 1 )0262 (MPa)
第 2 层底面拉应力 σ( 2 )0113 (MPa)
第 3 层底面拉应力 σ( 3 )0057 (MPa)
第 4 层底面拉应力 σ( 4 ) 0119 (MPa)
第 5 层底面拉应力 σ( 5 ) 0075 (MPa)
附4 水泥混凝土路面设计方案A
设 计 容 新建单层水泥混凝土路面设计
公 路 等 级 二级公路
变异水等级 中 级
度 系 数 113
面 层 类 型 普通混凝土面层
序 路面行驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交
号 车辆名称 组数 总重 组数 总重 组数 总重 组数 总重 通量
(kN) (kN) (kN) (kN)
1 黄河JN150 1 49 1 1016 0 0 0 0 600
2 解放CA10B 1 194 1 6085 0 0 0 0 1000
3 东风EQ140 1 237 1 692 0 0 0 0 300
行驶方分配系数 1 车道分配系数 1
轮迹横分布系数 039 交通量年均增长率 6 ％
混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa
混凝土面层板长度 5 m 区公路然区划 Ⅱ
面层温度梯度 83 ℃m 接缝应力折减系数 087
基(垫)层类型新建公路土基修筑基(垫)层
层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa)
1 水泥稳定粒料 250 1300
2 级配碎砾石 200 250
3 土基 265
基层顶面量回弹模量 ET 1703 MPa
HB 220 r 067 SPS 125 SPR 311
BX 071 STM 2 KT 051 STR 103
SCR 414 GSCR 468 RE64
设计车道初期标准轴载日作次数 777
路面设计基准期 20 年
设计基准期标准轴载累计作次数 4068705
路面承受交通等级 重交通等级
基层顶面量回弹模量 1703 MPa
混凝土面层设计厚度 220 mm
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm
验算结果表明 路面总厚度满足路面防冻求
通设计层厚度取整设计员路面厚度进步修改
路面结构设计结果
普通混凝土面层 220 mm
水泥稳定粒料 250 mm
级配碎砾石 200 mm
土基
附5 水泥混凝土路面设计方案B
设 计 容 新建单层水泥混凝土路面设计
公 路 等 级 二级公路
变异水等级 中 级
度 系 数 113
面 层 类 型 普通混凝土面层
序 路面行驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交
号 车辆名称 组数 总重 组数 总重 组数 总重 组数 总重 通量
(kN) (kN) (kN) (kN)
1 黄河JN150 1 49 1 1016 0 0 0 0 600
2 解放CA10B 1 194 1 6085 0 0 0 0 1000
3 东风EQ140 1 237 1 692 0 0 0 0 300
行驶方分配系数 1 车道分配系数 1
轮迹横分布系数 039 交通量年均增长率 6 ％
混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa
混凝土面层板长度 5 m 区公路然区划 Ⅱ
面层温度梯度 83 ℃m 接缝应力折减系数 087
基(垫)层类型新建公路土基修筑基(垫)层
层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa)
1 贫混凝土 200 15000
2 孔隙水泥碎石 250 1300
3 土基 265
混凝土基层材料弯拉强度 FJ 25 MPa
基层顶面量回弹模量(包栝混凝土基层) ET 1408 MPa
HB 220 rg 0791 SPS1 101 SPR1 251
BX1 067 STM1 188 KT 049 STR1 093
SCR1 344 GSCR1 389 RE1222
SPS2 045 SPR2 145 GSPR2 164 RE2344
设计车道初期标准轴载日作次数 777
路面设计基准期 20 年
设计基准期标准轴载累计作次数 4068705
路面承受交通等级 重交通等级
基层顶面量回弹模量(包栝混凝土基层) 1408 MPa
混凝土面层设计厚度 220 mm
验算路面防冻厚度
路面防冻厚度 650 mm
新建基(垫)层总厚度 450 mm验算结果表明 路面总厚度满足路面防冻求
通设计层厚度取整设计员路面厚度进步修改
路面结构设计结果
普通混凝土面层 220 mm
贫混凝土 200 mm
孔隙水泥碎石 250 mm
土基
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