沥青路面结构设计示例

7.2 路面结构设计 7.2.1 路面结构设计步骤

新建沥青路面按以下步骤进行路面结构设计： (1) 根据设计任务书和路面等级及面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。 (2) 按路基土类型和干湿状态，将路基划分为几个路段，确定路段回弹模量值。

(3) 根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几中可能的路面结构组合及厚度方案，根据选用的材料进行配合比实验及测定结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。

(4) 根据设计弯沉值计算路面厚度。对二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构层组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。

7.2.2 路面结构层计算

该路位于中原黄河冲积平原区，地质条件一般为a）第一层：冲积土；b）第二层：粘质土；c）第三层：岩石。平原区二级汽车专用沥青混凝土公路，路面使用年限为12年，年预测平均增长率为6%。 （1）轴载分析

本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表7-1确定。

表7-1 标准轴载计算参数

标 准 轴 载 BZZ-100 标 准 轴 载 BZZ-100 标准轴载P单轮传压面当量100 21.30 （kN） 圆直径d(cm) 轮胎接地压两轮中心距0.70 1.5d 力p（MPa） （cm) 表7-2 起始年交通量表 解放东风黄河车型 小汽车 CA15 EQ140 JN162 数量 （辆1500 800 600 200 /d） 1）以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力 ① 轴载换算

各级轴载换算采用如下计算公式：

N1??c1c2ni(i?1kpi4.35)p

（7-1）

式中：N1—标准轴载的当量轴次，次/日；

ni—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； P—标准轴载，kN；

Pi—被换算车辆的各级轴载，kN； k—被换算车辆类型；

C1—轴数系数，C1=1+1.2（m-1），m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴载计算，当轴间距小于3m时，应考虑轴系数；

C2—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。

计算结果如下表7-3所示。

表7-3 轴载换算结果表（弯沉）

车 型 Pi Ci (KN) C2 ni ?c1c2ni(i?1kpi4.35)p前20.97 解放轴 1 1 800 — CA15 后70.38 轴 前23.70 东风轴 1 1 600 — 1 1 800 173.58 EQ140 后69.20 轴 1 1 600 120.95 后59.50 黄河轴 361 轴 0 N1??c1c2ni(i?1k1 1 200 20.90 JN162 后115.01 200 7.34 pi4.35) p 682.77 注：轴载小于25kN的轴载作用不计。 ② 累计当量轴次为：

Ne?[(1??)t?1]?365?N1? （7-2）

(1?0.06)12?1??365?682.77?0.60

0.06?2522505次

式中：Ne—累计当量轴次；

η—车道系数，规范规定二级公路η值为0.60~0.70，取0.60；

t—路面使用年限，二级公路取12年； ?—年预测平均增长率，二级路取6%； N1—标准轴载的当量轴次，次/日。 2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 ① 轴载换算

验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：

N1'=∑C1'*C2'*ni(pi/p)8 （7-3）

计算结果如表7-4所示。

表7-4 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应

力）

ni(次/C1'*C2'*ni(pi/p)8 车 型 P（ C1' C2' ikN）日) (次/日) 解放后70.38 1 1 800 48.16 CA15 轴 东风后69.20 1 1 600 31.55 EQ140 轴 前59.50 1 18.5 200 3.14 黄河轴 JN162 后115.50 1 1 200 611.80 轴 N1'=∑C1'*C2'*ni(pi/p)8 注：轴载小于50kN的轴载作用不计。 ② 累计当量轴次

参数值同上，累计当量轴次Ne'为：

Ne?'694.65 [(1??)t?1]?365?N1'?(1?0.06)12?1??365?694.65?0.600.06?2566396次

（7-4）

（2）路面结构组合材料选取