隧道沥青路面磨耗层设计与室内实验性能
第27卷 第2期 湖 南 城 市 学 院 学 报 （自然科学版） V ol. 27 No.2 2018年3月 Journal of Hunan City University （Natural Science ） Mar. 2018
收稿日期：2018-02-01
基金项目：国家西部交通建设科技项目(2011318797600)；广东省交通建设科技项目(2016-02-040)
第一作者简介：唐佑绵(1983-)，男，乌鲁木齐人，工程师，硕士，主要从事路面力学与路面材料性能研究．E-mail: 7581333@https://www.wendangku.net/doc/9c10321196.html, 隧道沥青路面磨耗层设计与室内实验性能
唐佑绵1,2，刘书君2，范海琪3，呼金勇4
(1．广东省路桥建设发展有限公司，广州 510635；2．干旱荒漠区公路工程技术交通行业重点实验室，乌鲁木齐 830000；3．新疆农业大学 交通与物流工程学院，乌鲁木齐 830052；4．广东交通集团检测中心，广州 510550)
摘 要：针对既有隧道路面抗滑能力不足、排水不良和沥青路面潜在的火灾风险，基于多孔混凝土设计
理念在传统路面结构基础上进行磨耗层设计并验证其力学性能．根据当地气候条件、隧道湿度条件、隧道照明条件、车辆行为特征、表面构造深度和横向力系数调查分析提出了多孔沥青混合料设计目标，并确定了相应的配合比和最佳沥青用量．氧指数试验表明：相较于基质沥青改性后的阻燃沥青氧指数提高约30%．马歇尔试验(浸水马歇尔试验)、车辙试验和渗透性试验表明：多孔沥青混合料的动稳定度较控制组高约65%，残留稳定度较控制组高约14%；车辙深度较控制组低约37%；渗透性指标是控制组的4.3倍．间接拉伸动态模量试验表明：在低温状态下多孔沥青混合料动态模量与控制组之间的差值小于10%，高温状态下多孔沥青混合料较控制组高31%~50%．
关键词：隧道工程；配合比设计；室内实验性能；多孔沥青混合料；磨耗层
中图分类号：U454 文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2018.02.0002
文章编号：1672–7304(2018)02–0007–06
Mixture Design and Laboratory Performance of Wearing Course Used in
Asphalt Pavement of Highway Tunnel
TANG Youmian 1, LIU Shujun 2, F AN Haiqi 3, HU Jinyong 4
(1. Guangdong Road and Bridge Construction and Development Company Limited, Guangzhou, Guangdong 510635, China; 2. Key Laboratory of Highway Engineering Technology in Arid & Desert Region, Ministry of Transport, Xinjiang Institute of Transportation Science, Urumqi, Xinjiang 830000, China; 3. School of Transportation and Logistics, Xinjiang Agricultural University, Urumqi Xinjiang, 830052,
China; 4. Testing Center of Guangdong Provincial Transportation Group Company Limited, Guangzhou, Guangdong 510550, China)
Abstract: According to the current situation of tunnel that skid resistance insufficient imperfectly it is drained and potential fire risk of asphalt pavement, based on the design concept of porous concrete, this study offers a design that pavement wear course and verify its mechanical properties. Based on the analysis of the local climatic conditions, tunnel humidity conditions, tunnel lighting conditions, vehicle behavior, texture depth and side-way force coefficient, the porous asphalt mixture is put forward and determined the concrete proportioning and the optimum asphalt content. The oxygen index test showed that the oxygen index of the flame retardant asphalt improved by about 30% compared with that of the matrix asphalt; Marshall test (Immersion Marshall test), rutting test and permeability test showed that the porous dynamic stability enhance about 65%, residual stability about enhance 14%, rutting depth descend about 37% and 4.3 times of permeability index higher compared to the control group. The indirect tensile dynamic modulus test shows that the difference of dynamic modulus less than 10% between porous asphalt mixture and the control group at low temperature, but at high temperature the dynamic modulus of porous asphalt mixture is higher than control group from 31% to 50%
Key words: tunnel engineering; mixture ratio design; laboratory performance; porous asphalt mixture; wear course
公路隧道内的环境条件与车辆的运行特性与
露天的状态是完全不同的．隧道作为一种半封闭
性的空间其内部的湿度与噪声高于露天路面，其变化规律主要受隧道所处地区的气候条件、地下水分布、隧道本身的构形和尺寸、隧道口与当地主要风向的角度以及隧道内通风设施影响，对于
沥青路面设计计算
沥青混凝土路面计算书 一、交通量的计算 根据任务要求，其中与路面损坏有关的各类车俩交通量如下表 1、 计算累计当量轴次 累计当量轴次表 表2-1 车辆类型 交通量 (辆/d) 后轴 前轴 总换算系数 当量轴次 (次/d) 轴数系数C 1 轮组系数 C 2 后轴重(KN) 后轴换算系数 轴数系数C 1 轮组系数 C 2 前轴重(KN) 前轴换算系数 桑塔纳 3771 五十铃 6493 1 6.4 (18.5) 0.147 ( / ) 0.147 ( / ) 974 解放CA10B 3883 1 1.0 60.85 0.115 (0.019) 1 6.4 (18.5) 19.4 0.005 0.125 (0.019) 406 (64) 黄河JN150 1383 1 1.0 101.6 1.071 (1.135) 1 6.4 (18.5) 49.0 0．287 (0.003) 1.358 (1.138) 1881 (1579) 黄河JN162 290 1 1.0 115.0 1.836 (3.059) 1 6.4 (18.5) 59.5 0.668 (0.29) 2.50 ( 3.350) 728 (972) 交通SH361 28 2.2 1.0 2× 110.0 3.330 (6.431) 1 6.4 (18.5) 60.0 0.694 (0.311) 4.02 (6.74) 134 (186) 合计 4123 (2801) 当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，凡轴载大于25KN 的各级轴载（包括车辆的前、后轴），均应按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 。 4.35 121 k i i i P N C C n P =??= ? ??∑ 《规范》3.1.2-1 式中：
沥青路面设计计算案例及沥青路面课程设计
a沥青路面设计计算案例 一、新建路面结构设计流程 （1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许拉应力。 （2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。 （3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。 （4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。 （5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。 （6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。 需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算，厚度计算应采用专业设计程序。有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。 二、计算示例 （一）基本资料 1.自然地理条件 新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m，一般路基处于中湿状态。 2.土基回弹模量的确定 该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。 3.预测交通量 预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0％.
（二）根据交通量计算累计标准轴次Ne ，根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。 解:1.计算累计标准当量轴次 标准轴载及轴载换算。 路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示，根据《沥青路面设计规范》规定，新建公路根据交通调查资料，主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量，即除桑塔纳2000外均应进行换算。计算公司为： 35.4121)(∑==n i i i P P n C C N 对于北京BJ130型轻型货车 前轴:C1=1，C2=6.4，Pi=13.4KN ，ni=260 N=C1×C2×ni ×（Pi/P ）4.35=1×6.4×260×(13.4/100)4.35=0.3(次/d) 后轴：C1=1，C2=1，Pi=27.4KN ，P=100KN,ni=260 N=C1×C2×ni ×（Pi/P ）4.35=1×1×260×(27.4/100)4.35 =0.9(次/d) 对于东风EQ140型中型货车 前轴:N=7.9(次/d) 后轴：N=133.9(次/d) 对于东风SP9250型铰接挂车 前轴：N=110(次/d) 后轴：N=1704.3(次/d) 对于黄海DD680型大客车 前轴：N=129.3(次/d) 后轴：N=305.8(次/d) 对于黄河JN163型重型货车 前轴：543.3(次/d) 后轴：N=1534.8(次/d) 对于江淮AL6600型中客车 前轴：N=0.6(次/d) 后轴：N=0.7(次/d) 合计：N=4471.8(次/d) 累计标准当量轴次Ne 。 沥青路面高速公路设计使用年限以15年计，车道系数η=0.45，则累计当量轴次为：
设计计算例题
说明：此计算例题只是一个例子，本次设计抗震部分是不需要计算的，只需按构造要求设置即可 （1）建设地点：南方某市 （2）场地面积：50m×55m （3）总建筑面积：约45002 m（允许偏差10%） （4）抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组 （5）基本风压：0.4 KN/m2，，基本雪压：0.45 KN/m2 （6）地面粗糙度：B类，Ⅱ类场地 （7）地震资料：地震承载力标准值为220KN/m2，未见地下水，不考虑冻土深度 （8）建筑安全等级：Ⅱ级 （9）设计标高：室内设计标高000 ，室内外高差600mm .0 （10）楼面做法：20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加107胶水着色粉面层，现浇混凝土楼板，底面为15mm厚纸筋灰抹底，涂2道 （11）屋面做法：现浇楼板上铺珍珠膨胀岩保护层100mm厚，现浇钢筋混凝土楼板，20mm厚1：2水泥砂浆找平，15mm厚纸筋灰抹底，三毡四油防水层（12）门窗做法：全部采用木门，窗户为铝合金制作 2 结构布置及结构计算简图的确定 2.1 结构的平面布置 本次方案采用横向布置，横向承重，即：框架主梁沿横向布置，横向框架为主，要承重框架，主梁和柱可形成横向框架，横向抗倒刚度大，各榀横向框架间由纵向的次梁相连，即建筑物的整体性较好。 结构的平面布置图如下：
2.1.1构件截面尺寸的初定 梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。截面高度一般取梁跨度l 的1/12～1/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度可取1/3～1/2梁高，同时不小于1/2柱宽，且不应小于250mm 。 （1）框架梁 1-3柱网： L=6m ：mm l h 750~500600081~12181~121=??? ? ??=???? ??=, 取mm h 500= mm h b 250~16750021~3121~31=??? ? ??=???? ??=, 取mm b 250= L=1.8m ：mm l h 225~150180081~12181~121=??? ? ??=???? ??=, 取mm h 300= 梁宽保持一致， 取mm b 250= L=3.9m ：mm l h 488~325390081~12181~121=??? ? ??=???? ??=, 取mm h 500= 取mm b 250= 4-16柱网： L=6m ：b ×h=250×500mm L=1.8m ：b ×h=250×300mm 边柱连系梁取250×500mm ，中柱连系梁取250×300mm 在抗震设计中，纵向框架梁截面高度不宜小于10o l ，故其截面高度选择合理。 惯性矩的计算 b ×h=250×500mm ， I= 48331004.26500250121 121mm bh ?=??= b ×h=250×300mm ， I=483310625.530025012 1 121mm bh ?=??= （2）框架柱 取底层H=3300+600+600=4500mm (H=第一层层高+室内外高差+基础顶至室外地坪高度) 初选柱截面尺寸：b ×h=400×400=160000 2mm
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总 内容提要配合《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）和已发行的《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）的有关内容，东南大学编制了《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），本文仅对其中公路沥青混凝土路面设计的实例计算进行详细汇总，供设计人员参考。 关键词公路沥青混凝土路面设计实例计算汇总 0 前言 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的设计方法与前规范有很大不同，为使设计人员较快掌握与之配套的《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），特编本实例计算详细汇总。 表1 现行公路沥青路面设计实例计算书汇总表 1 新建二级公路计算书 （1）新建二级公路计算书: 一、交通量计算 公路等级二级公路 目标可靠指标 初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日） 900 路面设计使用年限（年） 12 通车至首次针对车辙维修的期限（年） 12 交通量年平均增长率％
方向系数 .55 车道系数 1 整体式货车比例 45 ％ 半挂式货车比例 25 ％ 车辆类型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类 满载车比例 .1 .41 .12 0 .38 .59 .32 .47 .41 .42 初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日） 495 设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆） 2960466 路面设计交通荷载等级为轻交通荷载等级 当验算沥青混合料层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 7500888 当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 +08 当验算沥青混合料层永久变形量时: 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 7500888 当验算路基顶面竖向压应变时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 +07 二、路面结构设计与验算 路面结构的层数 : 5 设计轴载 : 100 kN 路面设计层层位 : 4 设计层起始厚度 : 200 (mm) 层位结构层材料名称厚度模量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验 (mm) (MPa) 料弯拉强度( MPa) 永久变形量( mm )
沥青路面设计计算书
沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段车站北路城市道路，采用二级标准.K0+000～K2+014.971，全线设计时速为40km/h。路基宽度为21.5m，机动车道宽度为2×7.5m，人行道宽度为2×2.5m，盲道宽度为2×0.75m。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为15年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土AC-20，基层采用20cm厚水稳砂砾（5:95），底基层采用20cm天然砂砾。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于Ⅵ区，当地土质为砂质土，由《公路沥青路面设计规（JTG D50-2006》表F.0.3查得，土基回弹模量在干燥状态取59Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：6% 设计年限：15年 （2）初始年交通量如下表：
4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1 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 5.1.1.1 轴载换算
轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。 轴载换算结果表（弯沉） 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计
沥青路面设计范例
路基路面课程设计（沥青路面设计）例 1.1道路等级确定 根据调查资料，基年交通量组成如下： 表3.1 基年交通量组成 由于路线为县级公路，因此道路等级为一级公路以下，则由预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测，则由公式： N d =N (1+8%)n-1 (式1-1) 其中：N d —规划年交通量（辆/日） N —基年平均日交通量（辆/日） —年平均增长率（%） n—预测年限（年） 即：规划年交通量为: Nd=[(150+80+100+120）×1.5+150×2.0+（120+110）×3.0]×(1+8%)15-1 =[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1 =4890辆/日 由《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）（以下简称《标准》），双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆，综合考虑选定道路等级为三级。
1.2结构设计 6.2.1轴载分析 路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。 6.2.1.2.1轴载换算(基本参数见表6.1) 轴载换算公式如下： N= 35 .4 i i k 1 i 2 1p p N C C?? ? ? ? ? ∑ = （式6-1） 式中：N—标准轴载的当量轴次，（次/日）； N i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； P—标准轴载，（KN）； P i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； K—被换算车型的轴载级别； C 1—轴载系数，C 1 =1+1.2×(m-1)，m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独 的一个轴载计算，当轴轴间距小于3m时，应考虑轴数系数；C 2 —轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。 表6-1 标准轴载计算参数 表6-2 预测交通量组成
高速公路沥青路面设计实例
高速公路沥青路面设计实例 一、设计资料： 本公路等级为高速公路，经调查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均 区。 增长率为9.5%，设计年限为15年，该路段处于Ⅳ 2 二、交通分析： 轴载分析路面设计以BZZ-100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）累计当量轴次 注：轴载小于25KN的轴载作用不计。 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。
2、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 车型i P(KN) C1C2i N(次/日) 小客车 前轴16.5 1 18.5 6750 0.0686 后轴23.0 1 1 6750 0.05286 中客车 SH130 前轴25.55 1 18.5 2000 0.67194 后轴45.10 1 1 2000 3.42328 大客车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1250 1.06448 后轴68.20 1 1 1250 58.5039 小货车 BJ130 前轴13.40 1 18.5 4250 0.00817 后轴27.40 1 1 4250 0.13502 中货车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1500 1.27737 后轴68.20 1 1 1500 70.2047 中货车 EQ140 前轴23.70 1 18.5 2125 0.39131 后轴69.20 1 1 2125 111.74 大货车 JN150 前轴49.00 1 18.5 2125 130.647 后轴101.60 1 1 2125 2412.73 特大车日野 KB222 前轴50.20 1 18.5 1500 111.916 后轴104.30 1 1 1500 2100.71 拖挂车 五十铃 前轴60.00 1 18.5 187.5 58.2617 后轴100（3轴） 3 1 187.5 562.5 5624.304 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。 三、设计指标的确定 8 2 1 ? ? ? ? ? ' ' P P n C C i i 8 2 1 1 ? ? ? ? ? ' ' ='∑ = P P n C C N i i i i
沥青路面结构设计示例
7.2路面结构设计 7.2.1路面结构设计步骤 新建沥青路面按以下步骤进行路面结构设计： (1) 根据设计任务书和路面等级及面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。 (2) 按路基土类型和干湿状态，将路基划分为几个路段，确定路段回弹模量值。 (3) 根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几中可能的路面结构组合及厚度方案，根据选用的材料进行配合比实验及测定结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。 (4) 根据设计弯沉值计算路面厚度。对二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构层组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。 7.2.2 路面结构层计算 该路位于中原黄河冲积平原区，地质条件一般为a）第一层：冲积土；b）第二层：粘质土；c）第三层：岩石。平原区二级汽车专用沥青混凝土公路，路面使用年限为12年，年预测平均增长率为6%。 （1）轴载分析 本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表7-1确定。 表7-1标准轴载计算参数 表7-2起始年交通量表
1）以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力 ① 轴载换算 各级轴载换算采用如下计算公式： 4.35 1121( )k i i i p N c c n p ==∑ （7-1） 式中：N 1—标准轴载的当量轴次，次/日； n i —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； P —标准轴载，kN ； P i —被换算车辆的各级轴载，kN ； k —被换算车辆类型； C 1—轴数系数，C 1=1+1.2（m -1），m 是轴数。当轴间距大于3m 时，按单独的一个轴载计算，当轴间距小于3m 时，应考虑轴系数； C 2—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。 计算结果如下表7-3所示。 表7-3 轴载换算结果表（弯沉） 注：轴载小于25kN 的轴载作用不计。 ② 累计当量轴次为：
某二级公路路面设计实例.doc
路面设计 路面结构设计的目的是提供在特定的使用期限内同所处环境相适应并能承受与其交通荷载适用的路面结构,同时设计路面结构,便于改变道路行驶条件,提高服务水平,满足汽车运输的要求,因此路面应起码具备三个方面的使用要求：平整、抗滑、承载能力。 路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标,计算路面结构厚度,并对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层进行层底拉应力的验算。 1路面等级与类型 规范规定：二级公路一般采用沥青混凝土路面,根据设计年限内累计当量标准轴载作用次数多少选用高级路面和次高级路面,高级路面一般适用于设计年限内累计标准轴次大于400万次的二级公路,设计年限为15年；次高级路面适用于设计年限内累计标准轴次大于200万次的二级公路,设计年限为12年。 本设计地区地质良好,无不良地况根据公路等级和交通量,确定路面等级为次高级,设计年限为12年。 2设计流程 1．根据设计要求,按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次,确定设计交通量与交通等级,拟定面层、基层类型,并计算设计弯沉值或容许弯拉应力。 2．按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,将路基划分为若干路段,确定各个路段土基回弹模量设计值。 3．参与本地区的经验拟定几种可行的路面结构组合和厚度方案,根据工程选用的材料进行配合比试验,测定个结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等,确定各结构层的设计参数。 4．根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。 5．对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求(本次设计不考虑冻害)。 3轴载分析 路面设计以双轮组单轴载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 轴载换算的计算公式：N= 4.35121 ()k i i i P C C n P =∑ （7-1） 计算结果列于下表： 注：轴载小于25kN 2）累计当量轴次 根据设计规范,二级公路沥青路面的设计年限取12年,双车道的车道系数取0.6,年平均增长率=5.4%γ。 累计当量轴次：
沥青路面设计指标计算
新建路面结构设计指标与要求 一、沥青路面结构设计指标 沥青路面结构设计应满足结构整体刚度、沥青层或半刚性基层抗疲劳开裂和沥青层抗变形的要求。应根据道路等级选择路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力和沥青层剪应力作为沥青路面结构设计指标，并应符合下列规定： 1 快速路、主干路和次干路采用路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力、沥青层剪应力为设计指标。 2 支路可仅采用路表弯沉值为设计指标。 3 可靠度系数可根据当地相关研究成果选择； 当无资料时可按下表取用 可靠度系数 二、沥青路面结构设计的各项设计指标应符合下列规定： 1 轮隙中心处路表计算的弯沉值应小于或等于道路表面的设计弯沉值，应满足下式要求： γa l s≤l d 式中：γa——沥青路面可靠度系数； l s ——轮隙中心处路表计算的弯沉值（0.01mm）； l d——路表的设计弯沉值（0.01mm）； 2 柔性基层沥青层层底计算的最大拉应变应小于或等于材料的容许拉应变，
应满 足下式要求： γaεt≤[εR ] 式中：εt——沥青层层底计算的最大拉应变； [εR ] ——沥青层材料的容许拉应变。 3 半刚性材料基层层底计算的最大拉应力应小于或等于材料的容许抗拉强度，应满足下式要求： γaσm≤[σR] 式中：σm——半刚性材料基层层底计算的最大拉应力（MPa）； [σR]——路面结构层半刚性材料的容许抗拉强度（MPa）。 4 沥青面层计算的最大剪应力应小于或等于材料的容许抗剪强度，应满足下式要求： γaτm≤[τR] 式中：τm——沥青面层计算的最大剪应力（MPa）； [τR]——沥青面层的容许抗剪强度（MPa）。 三、沥青路面表面设计弯沉值应根据道路等级、设计基准期内累计当量轴次、面层和基层类型按下式计算确定： l d=600 N e-0.2A c A s A b 式中：A c ——道路等级系数，快速路、主干路为1.0，次干路为1.1，支路为 1.2； A s ——面层类型系数，沥青混合料为1.0，热拌和温拌或冷拌沥青碎石、 沥青表面处治为1.1；
沥青路面设计计算书
沥青路面设计计算书
沥青混凝土路面的结构设计 一、标准轴载换算 标准轴载计算参数（BZZ-100） ()KN P 标准轴载() MPa P 轮胎接地压强100 7 .0() cm d 单轮压面当量直径() cm 两轮中心距30 .21d 5.1 根据公式（12-30） ∑== k i i i p p n c c 1 35 .421)( N i n ——各级轴载作用次数； p ——标准轴载； i p ——被换算车型的各级轴载； 1c ——轴数系数，）（1m 2.111-+=c m 为轴数；2c ——轮组系数，双轮组取为1； 将各种不同重量的汽车荷载换算成标准轴载。 车型 轴重（KN ） 次数/日 1 c 2 c 标准轴次/日 江淮AL6600 50 300 1 1 14.71095184 黄海DD680 60 200 1 1 21.67643885 北京BJ130 70 300 1 1 63.57666297 东风EQ140 80 400 1 1 151.530981 黄海JN163 90 499 1 1 315.540756 东风SP925 100 200 1 1 200 总计 865.4275468 根据公式（12-31）()111365 N t e N γηγ ??+-???=（η——车道系数，取值0.45） 推算设计年限期末一个车道上的累计当量轴次 N e ，。
得：N e= ()15 10.041365 865.430.45 0.04 ?? +-? ????=2846290=285（万次） 二、路面结构方案 方案一： cm 细粒式沥青混凝土4 cm 中粒式沥青混凝土6 cm 粗粒式沥青混凝土8 25cm 水泥稳定碎石 水泥石灰沙砾土层？ 土基 方案二： cm 细粒式沥青混凝土4 cm 中粒式沥青混凝土8 cm 粗粒式沥青混凝土15 cm 密集配碎石？ 水泥稳定沙砾18cm 土基 路面材料设计参数如下： 材料名称 抗压回弹模 量 劈裂强度 （MPa） 15℃ 高温时参数 20 ℃ 15 ℃ Ev(MP a) C (MPa) ? 细粒式沥青混凝土 12 00 18 00 1.2 750 0.3 34 中粒式沥青混凝土 10 00 16 00 0.9 600 粗粒式沥青混凝土80 12 00 0.6 500
沥青路面结构厚度计算
沥青路面结构厚度计算 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 : 24、9 (0、01mm) 路面设计层层位 :4 设计层最小厚度 :150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土401400 02000 0 、47 2 中粒式沥青混凝土601200 01800 0 、34 3 粗粒式沥青混凝土801000 01200 0 、27 4 水泥稳定碎石 ?1500 03600 0 、25 5 石灰土250550 01500 0 、1 6 新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24、9 (0、01mm) H(4 )=200 mm LS= 26、3 (0、01mm) H(4 )=250 mm LS= 23、4 (0、01mm)
H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H(4 )=224 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=274 mm σ(5 )= 、101 MPa H(4 )=324 mm σ(5 )= 、087 MPa H(4 )=277 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) H(4 )=277 mm(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500 mm 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40 mm-------------------------------------- 中粒式沥青混凝土60 mm-------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土80 mm-------------------------------------- 水泥稳定碎石280 mm-------------------------------------- 石灰土250 mm-------------------------------------- 新建路基
沥青路面设计实例
【例11.1】新建路面设计实例 本例为安徽境内某条高速公路，整体式路基宽度为28.0m ，设计车速120km 。 ⑴设计交通量：设计使用年限15年，根据交通量预测资料，考虑车型发展趋势及经济发展对交通量增长的影响，交通量平均年增长率预测结果如表1-1。 表（1-1） 设计年限内交通量平均年增长率表 如下表（1-2）所示。 表（1-2） 代表车型及预测交通量表 根据预测交通量资料及代表车型，根据 4.351121 ( )K i i i p N C C n p ==∑=7068 Ne=［（1+r ）t-1］×365×N1×η/r=2.×107 将各级轴载换算为标准轴载100KN ，15年内一个车道上的累计当量轴次为2494万次。 设计弯沉：Ld=600×Ne-0.2×Ac ×As ×Ab=19.4 （0.01mm ） 根据累计当量轴次，本项目设计交通等级为特重交通等级，路面设计弯沉19.4（0.01mm ）。 若以半刚性层底拉应力为验算指标时 ''' 8121() K i i i p N C C n p ==∑1 =2494 Ne=［（1+r ）t-1］×365×N1×η/r = ⑶路基土干湿类型： 根据项目所处地区已有的设计经验及查表综合考虑得出路基临界高度，参考外业中调查的地下水位，确定了路基的最小填土高度来保证路基在不利季节处于干燥或中湿状态。
⑷土基回弹模量： 根据规范，全线属于Ⅳ5自然区划，结合沿线地质情况确定土基回弹模量E0。经过清表回填、碾压，并根据《公路沥青路面设计规范》JTG D50-2006要求，保证上路床30cm，填料CBR值不小于8，下路床50cm填料CBR值不小于5，上路床压实度不小于96%；交通量等级为重型时应保证土基回弹模量＞40MPa，故本条道路土基回弹模量取41.0MPa。施工过程中，应根据不同路段对路床土进行试验，若土基抗压回弹模量不符合设计要求时，可局部采用补压、固化处理、换填等措施，或调整底基层结构或厚度，以保证路基路面的强度和稳定性。 ⑸路面设计的结构参数：统一采用圆柱体试件测定抗压回弹模量和劈裂强度。沥青混凝土在弯沉指标计算中用20℃抗压模量，底层拉应力计算时采用15℃抗压模量，允许拉应力计算时采用15℃劈裂强度。半刚性材料的设计龄期：水泥稳定类为3个月。参照室内混合料实验结果，结合国内已建成路面调查情况，确定各层材料设计参数见表（1-3）。 表（1-3）结构设计参数 ⑹按设计弯沉计算路面厚度 初步结合以往施工及设计经验，拟定结构厚度： 表（1-4）主线路面结构
2017版沥青路面结构计算书
新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于西南地区，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取 70.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表 A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通等级属于中等交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算
沥青路面设计计算实例
沥青混凝土路面计算书 一、轴载分析 路面设计以双轮组单轴载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 3）轴载换算： 轴载换算的计算公式：N= 4.35121 ()k i i i P C C n P =∑ 2）累计当量轴次： 根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双车道的车道系数取0.6 累计当量轴次： () '111365t e N N γηγ??+-???=()151 5.4%1365 ×885.380.65.4% ??+-???=? =（次） 3）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 注：轴载小于50kN 的轴载作用不计 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式： N=8121 ()k i i i P C C n P =∑ （2）累计当量轴次： ()'111365t e N N γηγ??+-???==()151 5.4%1365×505.650.65.4% ??+-????=2462767.6（次） 二、结构组合与材料选取 根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途筑路材料较丰富，路面结构采用沥青混凝土（15cm ），基层采用二灰碎石（20cm ），基底层采用石灰土（厚度待定）。 二级公路面层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3cm ）， 中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚度5cm ）， 下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 （厚度7cm ）。 三、各层材料的抗压模量与劈裂强度 抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量： 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 1000MPa ， 二灰碎石为 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 1.0MPa ， 粗粒式密级配沥青混凝土为 0.8MPa ， 二灰碎石为 0.5MPa ，
沥青路面设计范例
路基路面课程设计（沥青路面设计）范例 1.1道路等级确定 根据调查资料，基年交通量组成如下： 表3.1 基年交通量组成 由于路线为县级公路，因此道路等级为一级公路以下，则由预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测，则由公式： N d =N (1+8%)n-1 (式1-1) 其中：N d —规划年交通量（辆/日） N —基年平均日交通量（辆/日） —年平均增长率（%） n—预测年限（年） 即：规划年交通量为: Nd=[(150+80+100+120）×1.5+150×2.0+（120+110）×3.0]×(1+8%)15-1 =[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1 =4890辆/日 由《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）（以下简称《标准》），双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆，综合考虑选定道路等级为三级。
1.2结构设计 6.2.1轴载分析 路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。 6.2.1.2.1轴载换算(基本参数见表6.1) 轴载换算公式如下： N= 35 .4 i i k 1 i 2 1p p N C C?? ? ? ? ? ∑ = （式6-1） 式中：N—标准轴载的当量轴次，（次/日）； N i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； P—标准轴载，（KN）； P i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； K—被换算车型的轴载级别； C 1—轴载系数，C 1 =1+1.2×(m-1)，m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独 的一个轴载计算，当轴轴间距小于3m时，应考虑轴数系数；C 2 —轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。 表6-1 标准轴载计算参数 表6-2 预测交通量组成
沥青路面设计计算案例
沥青路面设计计算案例 一、新建路面结构设计流程 （1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许拉应力。 （2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。 （3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。 （4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。 （5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。 （6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。 需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算，厚度计算应采用专业设计程序。有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。 二、计算示例 （一）基本资料 1.自然地理条件 新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m，一般路基处于中湿状态。 2.土基回弹模量的确定 该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。 3.预测交通量 预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0％. （二）根据交通量计算累计标准轴次Ne，根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。
路基路面 课程设计计算书(沥青路面利用诺谟图计算)
路基路面工程课程设计计算书 某新建沥青高速路面设计 （利用诺谟图计算）道路与桥梁方向 指导老师： 专业年级： 班级，学号： 学生姓名： 完成时间：2012年6月24日
路面结构设计的计算 基本资料：某地区规划修建一条四车道的一级公路，沿线筑路材料的情况：石料：本地区山丘均产花岗岩、流纹岩和凝灰熔岩；储量丰富，岩体完整。石料强度高。砂：海岛沿岸多处沙滩可供取砂，运输较方便。土料：沿线丘岗均有砖红色亚粘土和黄褐色砂砾质粘土可供路基用土。 此公路的设计年限为20年，拟采用沥青路面结构进行设计。 一、轴载分析。 1、设计年限内交通量的平均增长率：1234 4 γγγγγ+++= 由主要预测年交通量表可算得： 2000年到2005年的年增长率：5 112266(1)18293γ+=，可算得：18.3%γ= 2005年到2010年的年增长率：5 218293(1)26204γ+=，可算得：27.5%γ= 2010年到2015年的年增长率：5 326204(1)35207γ+=，可算得：3 6.1%γ= 2015年到2020年的年增长率：5 435207(1)55224γ+=，可算得：49.4%γ= 故1234 8.3%7.5% 6.1%9.4% 7.8%4 4 γγγγγ++++++= = = 2、设计年限内一个车道的累计当量轴次的计算。 路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ —100表示。 1） 当以设计弯沉值为设计指标时，换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的公式为： 4.35121 N=()k i i i P C C n P =∑ 对于跃进NJ130： 前轴：i P =16.20KN<25KN ，省略不算 后轴：1C =1, 2C =1, i P =38.30KN ，P=100KN, i n =702 4.354.35 1238.30( )11702()10.8100 i i P N C C n P ==???=次/d 对于解放CA10B ：
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总151新建二级公路计算书
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总（1/5） —1新建二级公路计算书 吴祖德 （常州市市政工程设计研究院有限公司） 内容提要配合《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）和已发行的《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）的有关内容，东南大学编制了《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），本文仅对其中公路沥青混凝土路面设计的实例计算进行详细汇总，供设计人员参考。 关键词公路沥青混凝土路面设计实例计算汇总 0 前言 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的设计方法与前规范有很大不同，为使设计人员较快掌握与之配套的《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），特编本实例计算详细汇总。 1 新建二级公路计算书 （1）新建二级公路计算书: 一、交通量计算 公路等级二级公路 目标可靠指标 1.04 初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）900 路面设计使用年限（年）12 通车至首次针对车辙维修的期限（年）12 交通量年平均增长率 5.5 ％ 方向系数 .55 车道系数 1 整体式货车比例45 ％ 半挂式货车比例25 ％ 车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类 满载车比例 .1 .41 .12 0 .38 .59 .32 .47 .41 .42 初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日）495 设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆）2960466 路面设计交通荷载等级为轻交通荷载等级 当验算沥青混合料层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为7500888 当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 5.4079E+08 当验算沥青混合料层永久变形量时: 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为7500888 当验算路基顶面竖向压应变时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 1.27154E+07
公路沥青路面设计计算系统
河南交通--->交通科技--->公路工程 公路沥青路面设计计算系统 张亮黄晓明 (东南大学交通学院) 提要本文通过最新的《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014－97)与旧柔性路面规范的对比，阐述了新规范的特点，并对其不足之处进行了探讨，采用VB编制了人机交互界面的沥青路面设计程序。 关键词公路沥青路面设计计算 Calculate System of Asphalt Pavement Design Zhang Liang (Transportation college of Southeast University) Abstract Based on compare new