资源描述
三长线新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于江西省，属于一级公路，起点桩号为K0+000,终点桩号为K44+086, 设计使用年限为15.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量 为3855辆/日，交通量年增长率为5.0%,方向系数取55.0%,车道系数取60.0%。 根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC3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.车辆类型分布系数车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类车型分布系数(%)17.833.13.40.012.54.49.110.68.50.7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(%)车辆类型设计 指标沥青混合 料层永久变形 无机结合料层 疲劳开裂62类3类4类土基5类6类7类8类9类6110类0.4011类非满载车比例85.094.065.077.055.070.045.060.058.067.0满载车比例15.06.035.023.045.030.055.040.042.033.0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车辆类型非满载车 满载车 非满载车满载车35.5 0.5 类 2.8 0.8 2314.2 类 3 4.1 1.3 0.4137.6 4.2 4 类 0.7 0.372.9 6.3 0.6 类 5 0.61505.7 7.9 6 类 1.3 10.2553.0 类 77.8 6.0 1.4713.516.46.71.4类8.9 类 1.5 5.1 0.7204.3426.8 7.0 类 10 37.8 2.4985.42.512.11.511类根据公式（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22,351,024,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1,670,542,389。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10,019,677，交通等级属于重交通。2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。表4.初拟路面结构结构层编号层位 材料类型厚度(mm)模量(MPa)泊松比40.0上面层1 11500沥青混合料0.250.25 2 11000 60.0沥青混合料下面层0.25中基层3无机结合料稳定材料180.0 12000下基层无机结合料稳定材料10000 4 0.25 200.0底基层400 0.35粒料材料5 200.0路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,干湿 与冻融循环作用折减系数Kn取0.85,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61MPa。3. 路面结构验算3.1沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2,基准等效温度Tg为2 3.8C，由式(G.2.1)计算得到沥青 混合料层永久变形等效温度为25.4C。可靠度系数为1.28。根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层，各分层厚度 (hi)如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶 部的竖向压应力(Pi)。根据式(B.3.2-3)和式(B.3.2-4),计算得到d1=-7.67, d2=0.76。把d1和d2的计算结果带入式(B.3.2-2),可得到各分层的永久变形。 各计(Rai)计算各分层永久变形量B.3.2-1，并进而利用式(kRi)修正系数. 算结果汇总于表5中。各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=14.1(mm),根据表 3.0.6-1,沥青层容许永久变形为15.0(mm),拟定的路面结构满足要求。 表5.沥青层永久变形计算结果分层编号 分层厚度(mm)竖向压力(MPa)修正系数(kRi)永久变形(mm)1 10.0 0.70 2.47 0.51.1 2 15.0 3.48 0.702.2 3 7.00 15.0 0.694.6 4 7.74 0.67 20.03.5 5 0.62 20.0 6.742.2 6 20.0 0.55 5.2114.1总计3.2无机结合料层疲劳开裂验算根据弹性层状体系理论，计算得到无机结合料层层底拉应力为0.264MPa。 根据气象资料，工程所在地区冻结指数F为25.0C?日，按照表B.1.1,季节性 冻土地区调整系数ka取1.00。根据式(B.2.1-2)，现场综合修正系数为-1.105根据工程所在地区，查表G.1.2得到基准路面结构温度调整系数为1.45, 根据初拟路面结构和路面结构层材料参数，按式(G.1.3-1)计算得到温度调整 系数kT 2为1.27。由表B.2.1-1,对于无机结合料稳定粒料，疲劳开裂模型参数 a=13.24, b=12.52。弯拉强度为 1.6MPa。根据以上参数，按式(B.2.1-1)计算得到无机结合料层底疲劳寿命为 1,723,094,488。4. 路基顶面和路表验收弯沉值根据附录B. 7节，确定路基顶面和路表验收弯沉值时，采用落锤式弯沉仪， 荷载盘半径为150mm，荷载为50kN。路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,则平 衡湿度状态下的回弹模量为72MPa,采用公式(B.7.1)计算得到路基顶面验收 弯沉值为 259.4 (0.01mm)。采用拟定的路面结构以及各层结构模量值，路基顶面回弹模量采用平衡湿度 根据弹性层状体系，36MPa为，kl(kl=0.5)状态下的回弹模型乘以模量调整系数. 理论计算得到路表验收弯沉值la为26.0 (0.01mm)。5. 结果汇总各项验算结果汇总如下表所示:表6.分析结果汇总验算内容计算值对比值是否满足(mm)沥青层车辙14.115.0是半刚性层疲劳开裂对应的累积当量轴次1,723,094,4881,670,542,389是由上表可知，所选路面结构和材料能满足各项验算内容的要求。
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