鋪面工程課程設(shè)計(jì)--瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)

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1、同濟(jì)大學(xué)鋪面工程鋪面課程設(shè)計(jì)瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)1.背景與軸載換算1.1背景Ⅳ1區(qū)某地區(qū)二級(jí)公路，當(dāng)?shù)赝临|(zhì)類型為粘性土，土的液限為35.6%，塑限為29.5%；年降雨量為1500mm；夏季最高氣溫為39℃，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)?shù)厥a(chǎn)砂石料。路面寬度7米，道路上有較陡的長(zhǎng)坡。交通組成見(jiàn)表2和表3。1.2軸載換算瀝青路面根據(jù)規(guī)范要求，采用下面的公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載和累計(jì)軸載次數(shù)為輕交通程度。1.3環(huán)境條件及路基彈性模量路槽下80cm稠度層位12345678含水量百分比28.228.428.4928.5528.728.828.7829.11wc1.

2、211.181.171.161.131.111.121.06平均稠度為1.143查表可得，土基回彈模量為37.14MPa。2.設(shè)計(jì)指標(biāo)根據(jù)交通繁重程度，選用半剛性基層。擬定路面結(jié)構(gòu)組合如下瀝青層8cm上面層AC-104cm下面層AC-134cm水泥石灰砂礫土h=?級(jí)配碎石底基層18cm土基E0=37.14MPa3.容許設(shè)計(jì)指標(biāo)由《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JIGD50-2006）得知：1)路表中心處的彎沉值不大于設(shè)計(jì)彎沉值2)瀝青面層的層底拉應(yīng)力不大于該層混合料容許拉應(yīng)力。3)半剛性基層或底基層的最大拉應(yīng)力不大于該材料層的。3．1路表

3、設(shè)計(jì)彎沉為：0.376mm瀝青層底面容許拉應(yīng)力為：水泥石灰砂礫土基層底面容許拉應(yīng)力為：3.2軟件試算3.2.1路面彎沉設(shè)計(jì)水泥石灰砂礫土的厚度為待定厚度，假設(shè)路面彎沉等于設(shè)計(jì)彎沉。用BISAR軟件試算。各層材料的回彈模量取值如下：結(jié)構(gòu)層次彎沉計(jì)算回彈模量(MPa)彎拉應(yīng)力計(jì)算回彈模量(Mpa)瀝青層AC-1016001800AC-1315001800水泥石灰砂礫土8001500級(jí)配碎石底基層400400土基E0=37.14MPa,μ=0.4軟件計(jì)算得到的彎沉值用下式修正：試算得水泥石灰砂礫土的厚度為24.5cm。此時(shí)路表彎沉為軟件計(jì)

4、算的理論彎沉為：0.5892mm修正后得實(shí)際彎沉0.3557mm。取厚度為24.5cm驗(yàn)算瀝青混凝土層底和水泥穩(wěn)定隨時(shí)層底拉應(yīng)力。3.2.2應(yīng)力驗(yàn)算計(jì)算點(diǎn)位為單圓輪載中心軸線及雙輪輪隙中心下，軟件中設(shè)置如下：a．面層底拉應(yīng)力為負(fù)值。如下圖所示表面層：下面層：b．基層底面拉應(yīng)力為0.121Mpa，符合要求。底基層的底面拉應(yīng)力更小.這里不做驗(yàn)算.3.3設(shè)計(jì)指標(biāo)比較基層厚度為24.5cm計(jì)算數(shù)值設(shè)計(jì)容許值檢驗(yàn)結(jié)果路表彎沉0.356mm0.376mm滿足面層底面拉應(yīng)力雙輪輪隙中心處負(fù)值0.628Mpa滿足單圓荷載中心軸線處負(fù)值基層底面拉應(yīng)力

5、0.121MPa0.195MPa滿足故最后路面結(jié)構(gòu)組成為：瀝青層8cm上面層AC-104cm下面層AC-134cm水泥石灰砂礫土24.5cm級(jí)配碎石底基層18cm土基E0=37.14MPa4.材料及相關(guān)設(shè)計(jì)4.1路面材料考慮l降水量超過(guò)1000mm，二級(jí)公路的瀝青表面層用粗集料磨光值應(yīng)當(dāng)滿足PSV>40，且在基層下應(yīng)設(shè)置墊層，改善排水。l粗集料和瀝青應(yīng)有良好的黏結(jié)性，黏附性不低于4級(jí)。l如果采用了瀝青瑪蹄脂碎石混合料，則細(xì)集料不宜使用天然砂。（在以下方案設(shè)計(jì)中體現(xiàn)）l二級(jí)公路基層、底基層的集料壓碎值不大于35。4.2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)l為

6、防止雨水滲入路面結(jié)構(gòu)層、土基中，本方案在瀝青面層采用密級(jí)配瀝青混合料。l瀝青層之間設(shè)置黏層強(qiáng)化，基層上設(shè)置稀漿封層的下封層。4.3路基與墊層l在路塹和強(qiáng)風(fēng)化巖石路段，應(yīng)注意填挖交界處及路塹段的排水設(shè)計(jì)。l路面可能收到裂隙水等地下水影響時(shí)，應(yīng)設(shè)滲溝等排水設(shè)施加強(qiáng)路基排水。4.4面層l由于有長(zhǎng)陡坡路段，在該路段的表面層和中面層應(yīng)提高瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)要求。選用稠度高、60oC黏度大的瀝青、改性瀝青等。備選方案1.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土面層，初擬路面結(jié)構(gòu)如下。瀝青層9cm表面層OGFC-134cm下面層AC-165cm石灰

7、土基層h=?m級(jí)配碎石底基層18cm土基E0=37.14MPaOGFC作為排水路面的表面層,規(guī)范要求最小厚度為4cm。在該面層下設(shè)置防水層。2.指標(biāo)驗(yàn)算2.1假設(shè)路表彎沉等于設(shè)計(jì)彎沉，確定水泥穩(wěn)定碎石層厚度。使用BISAR軟件試算如下：各層模量設(shè)置如下：結(jié)構(gòu)層次彎沉計(jì)算回彈模量(MPa)彎拉應(yīng)力計(jì)算回彈模量(Mpa)瀝青層OGFC-1310001200AC-1614001800石灰土基層7001200級(jí)配碎石底基層400400土基E0=37.14MPa,μ=0.4其中計(jì)算得水泥穩(wěn)定碎石基層厚度為28cm時(shí)，理論彎沉為0.6099mm

8、，經(jīng)過(guò)修正，為0.376mm。2.2結(jié)構(gòu)層拉應(yīng)力驗(yàn)算。2.2.1面層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算各層均為負(fù)值。計(jì)算點(diǎn)位置同原方案。表面層：下面層：2.2.3基層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算基層底面拉應(yīng)力為0.155Mpa，符合容許值。1.3設(shè)計(jì)指標(biāo)比較基層厚度為