四路面結構層設計

2022-05-09 21:02:48 字數 2876 閱讀 7384

1依據:

按照《瀝青路面設計規範 》要求進行設計。全線採用瀝青混凝土路面結構。瀝青砼路面設計使用年限為15年,設計標準軸載採用bzz—100重型標準 ,採用彈性係數法計算,**基年為2023年交通量,**起始年份為通車後的2023年,2023年交通量為24000輛/日.。

2、結構組合設計:

路面結構計算採用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續體系理論,層間接觸條件為完全連續,以設計彎沉值ld和瀝青面層及半剛性性基層、底基層的容許拉應力σp控制計算路面結構層厚度。路面材料抗壓回彈模量及土基回彈模量等係數按規範規定採用,路基乾濕型別取乾燥(依據《岩土工程勘察報告》),路基土為粘性土。按照規範中推薦的結構,並保證各結構層的最小厚度,根據交通量和道路等級對路面強度的要求,結合沿線土壤、水文和料源的分布情況,以及我省公路路面結構的使用經驗,用路面結構設計軟體在計算機中完成了一系列計算和驗算過程,最後確定改線路段瀝青混凝土路面結構。

路面設計為瀝青混凝土地面,設計年限為12年,設計年限內累計標準軸次為2×106次/一車道,則ne=2.4×106。初擬定路面結構及其力學引數如下;

利用彈性三層連續體系的諾謨圖驗算上表設計的路面結構

按彎沉指標要求計算石灰土層厚度h3

1 設計彎沉; ld=600(ne)-0.2*ac*as*ab

600×(2.4×106 )-0.2×1.1×1.0×1.0=34.95(0.01mm)

綜合修正係數; f=1.63×(ld/(2000×σ))0.38×(eo/p)0.36

1.63×(34.95/(2000×10.65))0.38×(38.5/0.7)0.36

0.603

將五層體系簡化成上層為瀝青混凝土,中層為瀝青碎石以及土基組成的三層體系。

由h1/σ=6/10.65=0.563,e2/e1=800/1200=0.

667,eo/e2=38.5/800=0.048查圖得;a=7.

30,k1=1.05,則 k2=e1×la/(2p×σ×a×k1×f)=1200×0.03495/(2×0.

7×10.65×7.3×1.

05×0.603)=0.609

又查得h/σ=4.4,即h=4.4×10.65=46.86cm,代入當量厚度換算公式;

46.86=10+h3×+

解得h3=30.79cm,採用石灰土厚31cm

2 驗算瀝青混凝土面層層底拉應力

同樣以上述求算h3時簡化的三層體系求解。

抗拉強度結構係數; ks=0.09aa*ne0.22/ac

0.09×1.0×(2.4×106)0.22/1.1=2.07

容許拉應力; σr =σsp/ks=1.5/2.07=0.725(mpa)

由h/σ=0.563,e2/e1=800/1500=0.533,eo/e2=0.048,

h=10++=36.16(cm)

h/σ=36.16/10.65=3.40

查圖發現拉應力係數已不能從圖中查到,表明瀝青混凝土層將受壓應力(或拉應力很微小),應視為拉應力驗算通過。

3 驗算石灰土層層底拉應力

抗拉強度結構係數;ks=0.45×ne0.11/ac

0.45×(2.4×106)0.11/1.1=2.06

容許拉應力; σr=σsp/ks=0.25/2.06=0.121(mpa)

由於石灰土層下有天然砂礫層,故天然砂礫層作為中層,以上作為上層。

h =++31=48.9(cm)

h/σ=48.9/10.65=4.59,e4/e3=200/600=0.333

e0/e4=38.5/200=0.193,h4/σ=17/10.65=1.60

查圖得ó=0.13,m1=1.01,m2=1.10.

r=0.7×0.13×1.01×1.10=0.101(mpa)<σr

所以石灰層層底拉應力驗算通過。

4 驗算高溫月份緊急制動時瀝青混凝土面層剪應力

任然將五層體系簡化成上層為瀝青混凝土,中層為瀝青碎石的三層體系,但各結構層的力學引數均應採用相當於當地高溫季節的數值,見上表所示。摩擦係數f=0.5.

由 h/σ=0.563,e2/e1=750/600=1.25, eo/e2=53.9/750=0.072

h=10++=48.0(cm)

h/σ=48.0/10.65=4.51

查表得, m=0.448, 1=0.940, 2= 1.060

m,0.3=m×1×2=0.446

m,0.5 =m,0.3+1.3×(f-0.3)=0.446+1.3×(0.5-0.3)

0.706

m=p×m,0.5=0.7×0.706=0.4942(mpa)

a=mcos=0.4942×cos41°=0.373(mpa)

又查圖得

1=1.117, 1=1.013, 2=0.98

1=p×((1×1×2)+0.46×(f-0.3))

=0.7×((1.18×1.02×0.97)+0.46×(0.5-0.3))

=0.841(mpa)

a=1-m×(1+sin)

=0.841-0.4942×(1+sin41°)=0.022(mpa)

而抗剪強度; =2c+a×tan

2×0.25+0.022×tan41°=0.519(mpa)

抗剪強度結構係數; k=1.2/ac=1.2/1.1=1.091

則抗剪容許應力為

r=/k=0.519/1.091=0.476 (mpa) > a,滿足要求。

5 驗算防凍厚度

道路凍深hd=abc由表查得a=1.80, b=2.35, c=1.10, 已知f=630(℃.d)則

hd=1.8×2.35×1.1×=116.79(cm)

查表得最小防凍厚度為50cm。

現路面總厚度為6+10+31+17=64cm,滿足要求。

綜合以上,所涉及的結構合理,可以採用。

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