0.6~0.7取0.65,预计未来十年,交通量年平均增长率为??=9% , 10 年后增长率为
?=3%,累计当量轴次:
?(1???)N??t?1??365?N1???
10(1?0.09)?1?365?797.2?0.65??2873525次
0.09???(1??)N????t?1??365?N1(1???)t??
210(1?0.03)?1?365?797?(1?0.09)?0.65??908711次
0.03??Ne=N?+N??=2873525+908711=3782236次
2) 结构组合设计
K0+500~K1+500段,路槽底距地下水位2.6m,查表可知该路段为潮湿(过湿)情况
潮湿(过湿)情况沥青混凝土路面结构设计。
①方案选择
方案A ---------------------------------------
细粒式密集配沥青混凝土 (AC-13) 4 cm ---------------------------------------
中粒式密集配沥青混凝土 (AC-16) 5 cm ---------------------------------------
粗粒式密集配沥青混凝土 (AC-25) 6 cm ---------------------------------------
水泥稳定碎石 25 cm ---------------------------------------
石灰土稳定碎石 15 cm ---------------------------------------
级配碎石 20cm
---------------------------------------
土 基
方案B ---------------------------------------
中粒式密集配沥青混凝土 (AC-16) 4 cm ---------------------------------------
中粒式密集配沥青混凝土 (AC-20) 5 cm ---------------------------------------
粗粒式密集配沥青混凝土 (AC-15) 6 cm ---------------------------------------
石灰稳定碎砾石 30 cm ---------------------------------------
水泥石灰综合稳定沙砾 20 cm ---------------------------------------
天然沙砾 15cm
---------------------------------------
土 基 根据造价,选用A方案 3)各层材料的抗压模量与劈裂强度 抗压模量 材料名称 H(cm) 2015劈裂强度 ?C 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥稳定碎石 石灰土稳定碎石 级配碎石 土 基 4 5 6 25 20 20 — 1400 1200 1000 ?C 2000 1800 1200 1500 900 225 32.00 1.4 1.0 0.8 0.5 0.35 — —
4)土基回弹模量的确定
该路段处于Ⅳ5区,为粘质土,根据试验资料处理,干燥路段土基回弹模量为32.81Mpa。考虑该地区地质水文情况复杂,在设计中采用土基回弹模量32Mpa进行
计算。
5)设计指标的确定
对于高速公路,规范要求以设计弯沉值作为设计指标,并进行结构层层底拉应力的验算。 a)设计弯沉值计算
该公路为高速公路,路面等级系数Ac?1.0,面层是沥青混凝土路面As取1.0,半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,基层类型系数Ab?1.0。
设计弯沉值为:
Ld?600AcAsAb
?0.2 ?600?9092652?1.0?1.0?1.0?24.4(0.01mm)
b)各层材料的容许层底拉应力
?R?①细粒式密级配沥青混凝土
?spKs
0.220.09Ne KS?Ac ?R?②中粒式密级配沥青混凝土
0.220.09?9092652??3.06
1.0?SPKS?1.4?0.46MPa 3.060.220.09Ne0.220.09?9092652KS???3.06
Ac1.0 ?R??SPKS?1.0?0.33MPa 3.06③粗粒式密级配沥青混凝土
0.220.09Ne0.220.09?9092652 KS???3.06
Ac1.0?R? ④水泥稳定碎石
?SPKS?0.8?0.24MPa 3.060.35Ne KS?Ac ?R?⑤石灰土稳定碎石
0.110.110.35?6258366??1.96
1.0?SP0.5??0.26MPa ?R1.960.110.35Ne0.110.35?6285366 KS???1.96
Ac1.0 ?R??SP0.35??0.18MPa ?R1.966)路面计算弯沉和层底拉应力验算
设计中应用壳牌石油公司的Bisar3.0软件进行路表弯沉和层底拉应力计算。
①路表弯沉值验算: 设计弯沉值ld?24.4?0.04mm?
2p??cF E1路表弯沉按以下公式计算:
ls?1000?h1h2hn?1E2E3E0?;,,... ?c?f?,,...?
???EEE12n?1??式中:F -----弯沉综合修正系数,按下式计算:
3 F?1.6??ls??0??200?0.38?E0????p?0.380.36
0.3624.4???1.63?? ?2000?10.65??0.492?32????0.7?
?路表计算弯沉值:
2p??cF?E149.?100.?492?2mm4.?2 0.01 ls?1000 ?
ls?ld
经验算,路面结构的路表弯沉值符合《规范》要求。
②结构层层底弯拉应力验算
《规范》要求路面结构层层底弯拉应力满足以下要求:
?m??R
Bisar3.0计算各层层底弯拉应力和容许弯拉应力汇总于下表。 材料名称 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥稳定碎石 石灰土稳定碎石 级配碎石 土 基 H(cm) 层底弯拉应力?m 容许弯拉应力?R 4 5 6 25 20 — — ?0.2088Mpa ?0.0499Mpa ?0.0442Mpa 0.46Mpa 0.33Mpa 0.24Mpa 0.0916Mpa 0.0921Mpa — — 0.26Mpa 0.18Mpa — —
从计算结构可知,各路面结构层层底弯拉应力均小于容许弯拉应力,路面结构各层层
底弯拉应力均满足《规范》要求。
K1+500~K3+500段,路槽底距地下水位2.1m;查表可知该路段为干燥(中湿)情况