某一級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16397某一級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算過程案例 187391.1標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算 118718交通量計(jì)算 1310181.2瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 451171.2.1路面結(jié)構(gòu)確定 4135191.2.2疲勞開裂驗(yàn)算 5265991.2.3瀝青混合料層永久變形量驗(yàn)算 645201.2.4瀝青面層低溫開裂指數(shù)驗(yàn)算 8591.2.5結(jié)果匯總 81.1標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算交通量計(jì)算（1）公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)公路（2）據(jù)預(yù)測(cè)該路竣工初年的交通組成如下表所示，使用年限內(nèi)交通量年平均增長(zhǎng)率為6％。新建瀝青路面設(shè)計(jì)年限為20年。方向系數(shù)為0.5。單向車道數(shù)為2的車道系數(shù)：0.75。設(shè)計(jì)車道的年平均日貨車交通量計(jì)算如下：Q1=AADTT×DDT×LDT(式中：Q1AADTT—2軸6輪及以上車輛的雙向年平均日交通量；DDF—方向系數(shù)；LDF—車道系數(shù)。設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道累計(jì)交通量Q按下式確定：Q=365Q11+γt?1式中：γ—設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年平均增長(zhǎng)率；t—設(shè)計(jì)使用年限或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。AADTT=770+2320+950+820=4860QQ=則瀝青路面設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)應(yīng)為特重。表1.1車型技術(shù)參數(shù)（%）編號(hào)12345車型分類一類車二類車三類車四類車七類車車型分類小客車中客車中型車大型車拖掛車折算系數(shù)1111.52.5比重（%）32.910.632.013.111.3數(shù)量（輛/d）23807702320950820公路TTC分類標(biāo)準(zhǔn)見表1.2。表1.2公路TTC分類標(biāo)準(zhǔn)（%）TTC分類整體式貨車比例半掛式貨車比例TTC1<40>50TTC2<40<50TTC340-70>20TTC440-70<20TTC5>70--本設(shè)計(jì)中半掛車所占比重為11.3%，整體式貨車所占比重為51.8%，所以為TTC4。表6—3車輛類型分布系數(shù)(%)車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類11類TTC428.943.91.50.09.42.04.63.42.30.1計(jì)算車輛軸載換算系數(shù)：EALF(1.4)計(jì)算初始年設(shè)計(jì)車道日平均當(dāng)量軸次：N1=AADTT×DDF×LDF×m=211Ne=[(1+γ)t式中:Net一—設(shè)計(jì)年限（年）﹔N1r——設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率(%)其中2軸6輪及以上車輛的雙向年平均日交通量N1=4860則由以上數(shù)據(jù)可得(1)則基于瀝青混合料層永久變形量指標(biāo)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)：2類車輛：EAL=3類車輛：EAL=4類車輛：EAL=7類車輛：EAL=NN(2)基于路基頂面壓應(yīng)變指標(biāo)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)2類車輛：EAL=3類車輛：EAL=4類車輛：EAL=7類車輛：EAL=NN基于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力指標(biāo)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)：2類車輛：EAL=3類車輛：EAL=4類車輛：EAL=7類車輛：EAL=NN1.2瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.2.1路面結(jié)構(gòu)確定根據(jù)以上數(shù)據(jù)，參照《路基路面工程》（第6版）第八章中表8-8無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類基層(粒料類底基層)路面厚度范圍的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)各個(gè)層位及相應(yīng)厚度擬定設(shè)計(jì)如下表所示路面厚度表6—4細(xì)粒式瀝青混凝土40mm中粒式瀝青混凝土60mm粗粒式瀝青混凝土80mm水泥穩(wěn)定碎石320mm水泥穩(wěn)定碎石160mm1.2.2疲勞開裂驗(yàn)算無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層的疲勞開裂時(shí)間當(dāng)依據(jù)路面結(jié)構(gòu)分析來求出各無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力,依照瀝青規(guī)范中計(jì)算:：Nf2=KaKc=c1c1,c2,c3?參數(shù)，由表1.6可知?aβ—目標(biāo)可靠系數(shù)，取β=1.28σt?表65無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞破壞模型參數(shù)材料類型ab無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料13.2412.52無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土12.1812.79表66現(xiàn)場(chǎng)綜合修正系數(shù)kc相關(guān)參數(shù)材料類型新建路面結(jié)構(gòu)層或改建工程既有路面結(jié)構(gòu)層無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土c14.031.0c-0.0076-0.0156c-1.47-0.83疲勞試驗(yàn)回歸參數(shù)按照表65確定a=13.24，b=12.52。其余參數(shù)已知，則算得初擬結(jié)構(gòu)方案的Nf2KN在之前算出的無機(jī)結(jié)合料層層底拉應(yīng)力的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)為Ne=3.34×1010次，顯然初擬結(jié)構(gòu)方案的Nf2同理進(jìn)行瀝青混合料層疲勞開裂驗(yàn)算，滿足要求。1.2.3瀝青混合料層永久變形量驗(yàn)算根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求下的車轍試驗(yàn),得出各層瀝青混合料的車轍試驗(yàn)永久變形量,依據(jù)瀝青規(guī)范中B.3.2式計(jì)算各分層的永久變形量和瀝青混合料層全體的永久變形量。R(1.10)R(1.11)K(1.12)d(1.13)d(1.14)p瀝青混合料分層如下表6—7所示表6—7瀝青混合料分層分層分層厚度(mm)zi1151522527.53305543085580140根據(jù)前面的方案可知瀝青混合料層的組成是一樣的，厚度ha=180mm，將d1和d2代入可得各個(gè)分層的KRi。Tpef則是根據(jù)《JTGD50-2017公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄G可知：Tpef=Tξ+0.016ha表68氣溫統(tǒng)計(jì)資料及基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)溫度調(diào)整系數(shù)和等效溫度地名省最熱月平均氣溫(℃)最冷月平均氣溫(℃)年平均氣溫(℃)基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)溫度調(diào)整系數(shù)基準(zhǔn)等效溫度(℃)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力路基頂面豎向壓應(yīng)變長(zhǎng)沙湖南28.51.017.21.411.2623.1由表68可知，得基準(zhǔn)等效溫度TξTpef則ddKR1則其他計(jì)算結(jié)果如下表所示：表6—9瀝青混合料層永久變形量計(jì)算結(jié)果層位kp?R13.8040.157150.63722.5930.162251.94837.1560.157303.06941.1030.166302.42051.9350.173804.118因此瀝青混合料層永久變形量RaRa因此滿足要求。1.2.4瀝青面層低溫開裂指數(shù)驗(yàn)算季節(jié)性凍土地區(qū)瀝青路面低溫開裂是常見病害。下面以路面低溫開裂指數(shù)預(yù)估模型進(jìn)行驗(yàn)算：CI=1.95×(1.16)式中:CI——瀝青面層低溫開裂指數(shù)；T——路面開裂設(shè)計(jì)溫度(℃)，為連續(xù)十年年最低氣溫平均值；取T=?10St——在路面低溫設(shè)計(jì)溫度加10℃的試驗(yàn)溫度條件下，表面層瀝青彎曲梁流變?cè)囼?yàn)加載180s時(shí)蠕變勁度(MPa)；查資料得St?ab——路基類型參數(shù)，砂b=5，粉質(zhì)黏土b=3，黏土b=2。其中調(diào)查得：T=?10℃，St=90MPaCI=1.95×因此滿足規(guī)范要求1.2.5結(jié)果匯總各項(xiàng)驗(yàn)算結(jié)果匯總?cè)缦卤硭荆?/p>