1.1 设计要求
1.2 地质条件
1.3 交通条件
2.设计步骤及要点
2.1 沥青路面设计
2.1.1 确定路面交通等级和面层类型
2.1.2 确定土基的回弹模量
2.1.3 路面结构组合设计
2.1.4 根据设计弯沉值计算路面厚度
2.1.5 验算沥青混凝土各面层及半刚性基层、底基层的层底弯拉应力
2.1.6 季节性冰冻地区沥青混凝土路面防冻厚度验算
2.1.7 综合结论
2.2 对于方案Ⅱ的情况计算
2.3 对于方案Ⅲ的情况计算
3.结论
4.心得体会
1.初始条件
1.1 设计要求
于河南省漯河市（Ⅱ2）拟建高速公路，双向四车道，设计年限为15年，拟采用沥青路面结构进行施工图设计。
1.2 地质条件
沿线土质为粉质土，属中湿状态，土基的稠度为1.0。
1.3 交通条件
根据工程可行性研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量，见表1。预测交通量增长率前五年为8.0%，之后五年为7.0%，最后五年为5.0%。沥青路面累计标准轴次按15年计。
近期交通组成与交通量 表1
| 车型分类 | 代表车型 | 数量（辆/d） |
| 小客车 | 桑塔纳2000 | 2600 |
| 中客车 | 江淮AL6600 | 250 |
| 大客车 | 黄海DD680 | 470 |
| 轻型货车 | 北京BJ130 | 260 |
| 中型货车 | 东风EQ140 | 0 |
| 重型货车 | 黄河JN253 | 770 |
| 铰接挂车 | 东风SP9250 | 350 |
2.1沥青路面设计
2.1.1确定路面交通等级和面层类型
累计轴次计算结果见表2，属于重交通等级。
轴载换算与累计轴载 表2
| 序号 | 汽车车型 | 前轴重（kN） | 后轴重（kN） | 后轴数 | 后轴轮组数 | 后轴距（m） | 交通量 |
| 1 | 北京BJ130 | 13.55 | 27.2 | 1 | 双轮组 | 0 | 290 |
| 2 | 东风EQ140 | 23.7 | 69.2 | 1 | 双轮组 | 0 | 0 |
| 3 | 东风SP9250 | 50.7 | 113.3 | 3 | 双轮组 | >3 | 350 |
| 4 | 黄海DD680 | 49 | 91.5 | 1 | 双轮组 | 0 | 470 |
| 5 | 黄河JN253 | 55 | 66 | 2 | 双轮组 | <3 | 770 |
| 6 | 江淮AL6600 | 17 | 26.5 | 1 | 双轮组 | 0 | 250 |
| 换算方法 | 弯沉及沥青层拉应力指标 | 半刚性层拉应力指标 | |||||
| 累计交通轴次 | 1314万次 | 1403万次 | |||||
2.1.2 确定土基的回弹模量
（1）此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为中湿状态。
（2）根据设计资料，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTJ014—97》，该路段处于Ⅱ2区，为粉质土，确定土基的稠度为1.0.
（3）查设计规范《公路沥青路面设计规范JTJ014—97》中“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值”表得土基回弹模量为42.5MPa。
2.1.3 路面结构组合设计
根据本地区的路用材料，结合已有工程经验和典型结构，拟定了三个结构组合方案。
方案：
路面结构层采用沥青混凝土（ 4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土 ），上基层采用水泥碎石土（厚度待定），底基层采用25cm水泥砂砾土。
方案：
路面结构层采用沥青混凝土（4cm细粒式沥青混凝土+8cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土），上基层采用25cm二灰碎石，底基层采用水泥石灰沙土（厚度待定）。
方案：
路面结构层采用沥青混凝土（ 4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土 ），上基层采用25cm石灰粉煤灰沙砾土，石灰煤渣碎石（厚度待定）。
初拟方案对比：
以上三个方案，方案、方案比方案要好，因为方案、方案更加经济合理，便于取材，工程效益和效果也好。
2.1.4 根据设计弯沉值计算路面厚度
2.1.4.1 各层材料设计参数
对于方案
各结构层抗压模量与劈裂强度 表3
| 层位 | 结构层名称 | 劈裂强度 | 容许拉应力 |
| 1 | 细粒式沥青混凝土 | 1.2 | 0.36 |
| 2 | 中粒式沥青混凝土 | 1.0 | 0.3 |
| 3 | 粗粒式沥青混凝土 | 0.8 | 0.22 |
| 4 | 水泥碎石土 | 0.6 | 0.22 |
| 5 | 水泥砂砾土 | 0.5 | 0.18 |
对于方案
各结构层抗压模量与劈裂强度 表4
| 层位 | 结构层名称 | 劈裂强度 | 容许拉应力 |
| 1 | 细粒式沥青混凝土 | 1.2 | 0.36 |
| 2 | 中粒式沥青混凝土 | 1.0 | 0.3 |
| 3 | 粗粒式沥青混凝土 | 0.8 | 0.24 |
| 4 | 二灰碎石 | 0.65 | 0.24 |
| 5 | 水泥石灰沙砾土 | 0.35 | 0.24 |
各结构层抗压模量与劈裂强度 表5
| 层位 | 结构层名称 | 劈裂强度 | 容许拉应力 |
| 1 | 细粒式沥青混凝土 | 1.2 | 0.36 |
| 2 | 中粒式沥青混凝土 | 1.0 | 0.3 |
| 3 | 粗粒式沥青混凝土 | 0.8 | 0.22 |
| 4 | 石灰粉煤灰沙砾土 | 0.25 | 0.09 |
| 5 | 石灰煤渣碎石 | 0.25 | 0.09 |
对于方案
该结构层为半刚性基层，沥青路面的基层类型系数为1.0，设计弯沉值为22.6（0.01mm），利用设计程序计算出水泥碎石土层厚为20cm。相关资料汇总如表6所示。
方案设计资料汇总表 表6
| 层位 | 结构层材料名称 | 厚度（cm） | 20°C抗压模量（MPa) | 15°C抗压模量（MPa) | 容许拉应力（MPa） |
| 1 | 细粒式沥青混凝土 | 4 | 1400 | 2000 | 0.36 |
| 2 | 中粒式沥青混凝土 | 6 | 1200 | 1600 | 0.3 |
| 3 | 粗粒式沥青混凝土 | 8 | 900 | 1200 | 0.22 |
| 4 | 水泥碎石土 | 20 | 1500 | 1500 | 0.22 |
| 5 | 水泥砂砾土 | 25 | 1300 | 1300 | 0.18 |
| 6 | 土基 | — | 42.5 | — | — |
LD= 22.6 (0.01mm)
H( 4 )= 20 cm LS= 20.5 (0.01mm)
由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求 .
H( 4 )= 20 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 20 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 20 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 20 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 20 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 20 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 20 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 20 cm(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 50 cm
验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .
对于方案
该结构层为半刚性基层，沥青路面的基层类型系数为1.0，设计弯沉值为22.6（0.01mm），利用设计程序计算出水泥石灰沙土层厚为20cm。相关资料汇总如表7所示。
方案II设计资料汇总表 表7
| 层位 | 结构层材料名称 | 厚度（cm） | 20°C抗压模量（MPa) | 15°C抗压模量（MPa) | 容许拉应力（MPa） |
| 1 | 细粒式沥青混凝土 | 4 | 1400 | 2000 | 0.36 |
| 2 | 中粒式沥青混凝土 | 6 | 1200 | 1600 | 0.3 |
| 3 | 粗粒式沥青混凝土 | 8 | 900 | 1200 | 0.24 |
| 4 | 二灰碎石 | 25 | 1500 | 1500 | 0.24 |
| 5 | 水泥石灰沙砾土 | 20 | 1000 | 1000 | 0.24 |
| 6 | 土基 | — | 42.5 | — | — |
LD= 22.6 (0.01mm)
H( 5 )= 20 cm LS= 21.4 (0.01mm)
由于设计层厚度 H( 5 )=Hmin时 LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求 .
H( 5 )= 20 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 5 )= 20 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 5 )= 20 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 5 )= 20 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 5 )= 20 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
H( 5 )= 20 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 5 )= 20 cm(仅考虑弯沉)
H( 5 )= 20 cm(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 50 cm
验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .下载本文
