路基路面回彈彎沉值的計算

1、路基路面回彈彎沉值的計算、公路回彈彎沉值的作用一） 概 述 路基路面回彈彎沉的設(shè)計計算與檢測，是公路建設(shè)過程中必不可少的一部份，是勘察設(shè)計、 施工監(jiān)理和檢測單位都要進(jìn)行的一個工作事項(xiàng)。 首先由設(shè)計單位設(shè)計出彎沉值， 再由施工單 位去執(zhí)行施工自檢，然后由監(jiān)理、檢測部門抽檢鑒定，實(shí)現(xiàn)設(shè)計意圖。在當(dāng)前的規(guī)范規(guī)定中， 公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范 JTJ 014-97 規(guī)定了路面頂層的設(shè)計彎沉 計算公式和方法，但沒有提出路基、 路面基層的彎沉計算方； 在公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo) 準(zhǔn) JTJ 071-98 中只提出要求檢測路面頂層和土質(zhì)路基回彈彎沉，沒有提出檢測路面基 層彎沉的檢測項(xiàng)；在公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范

2、JTJ 034-2000 中則補(bǔ)充規(guī)定了路基、 路面基層的相應(yīng)回彈彎沉的計算檢測標(biāo)準(zhǔn)。 因此， 對于很多工程技術(shù)人員來說， 如果不同時 熟悉上述三種規(guī)范， 就容易混淆回彈彎沉的原意， 造成錯誤認(rèn)識， 甚至做出錯誤的數(shù)據(jù)和結(jié) 果。經(jīng)筆者近年實(shí)際使用和研究發(fā)現(xiàn)， 相當(dāng)一部份勘察設(shè)計、 施工監(jiān)理和檢測單位都存在類似問 題。為幫助基層工程技術(shù)人員很好地?fù)挝栈貜棌澇猎诠饭こ探ㄔO(shè)中的應(yīng)用， 本人在前輩及 同行的肩背上，略作點(diǎn)抄習(xí)發(fā)揮，特寫此文，以示對本行作點(diǎn)貢獻(xiàn) 在閱讀本文之前，請備好以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 2003）2、公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范 JTJ 014-973、公路路面基層施工技

3、術(shù)規(guī)范 JTJ 034-20004、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) JTJ 071-98（二）彎沉的作用 公路工程回彈彎沉分為容許彎沉、設(shè)計彎沉和計算彎沉。容許彎沉 容許彎沉是合格路面在正常使用期末不利季節(jié)， 路面處于臨界破壞壯態(tài)時出現(xiàn)的最大回彈彎 沉，是從設(shè)計彎沉經(jīng)過路面強(qiáng)度不斷衰減的一個變化值。 理論上是一個最低值。 計算公式是LR= 720N *AC*AS。公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范 JTJ 014-97 119 頁 設(shè)計彎沉設(shè)計彎沉值即路面設(shè)計控制彎沉值。 是路面竣工后第一年不利季節(jié)， 路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下， 所測得的最大回彈彎沉值， 理論上是路面使用周期中的最小彎沉值。 是路面驗(yàn)收檢測控制的 指

4、標(biāo)之一。計算公式是Ld= 600N *AC*AS* Ab。公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范 JTJ 014-97 42 頁 計算彎沉值計算彎沉值分檢測計算彎沉值和理論計算彎沉值。檢測計算彎沉值：通過對路基、 路面和原有老路進(jìn)行彎沉檢測， 并通過計算整理所得到的代表值。 其作用主要 是評定路基路面狀況和作補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計之用。計算彎沉值路基，路面基層、 底基層等各層在設(shè)計時均要求計算出其彎沉設(shè)計值， 在完工檢測時也要檢 測其值，以檢驗(yàn)其強(qiáng)度是否滿足要求。此作為本文重點(diǎn)，后面詳細(xì)介紹。二、路面設(shè)計彎沉值的計算（一） 路面頂面設(shè)計彎沉值 路面設(shè)計彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)， 是路面厚度計算的主要依據(jù)。 路面設(shè)計

5、彎 沉值應(yīng)根據(jù)公路等級、在設(shè)計年限內(nèi)累計當(dāng)量軸次、面層和基層類型按下式計算 :Ld= 600N *AC*AS*Ab 式中：Ld路面設(shè)計彎沉值（0.01mm）;Ne 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次；AC公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為1.0 ,二級公路為1.1，三、四級公路為1.2 ； AS面層類型系數(shù)，瀝青砼面層為1.0 ;熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面為1.1 ;瀝青表面處治為1.2 ;中、低級路面為1.3 ; Ab基層類型系數(shù)， 對半剛性基層、底基層總厚度等于或大于 20cm時，Ab= 1.0 ;若面層與半剛性基層間設(shè)置等 于或小于15cm級配碎石層、瀝青貫入碎石、瀝

6、青碎石的半剛性基層結(jié)構(gòu)時，Ab可取1.0 ;柔性基層、底基層 Ab= 1.6，當(dāng)柔性基層厚度大于15cm底基層為半剛性下臥層時，Ab可取 1.6 ； 新建公路和改建公路路設(shè)計彎沉均采用上面公式計算。計算示例 1 ：某 V3 區(qū)擬新修建一條，三級公路，經(jīng)勘察，沿線土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，地下水位距地表表 1.11.2 米，路基填土高平均 0.8 米，據(jù)預(yù)測竣工年初交通組成如下表 1.1 示，使用年限內(nèi)交通 量年增長率丫 =5%試計算路面設(shè)計彎沉。預(yù)測交通量組成車型 前軸重 /KN后軸重 /KN后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距 /cm 交通量 / （次 *日-1 ）東風(fēng) EQ14023.7069.201雙- 100

7、黃河JN15049.00101.601雙- 80黃河LN16259.50115.001雙- 60、工交通14125.5555.101雙- 50長征CZ36147.6090.702雙132.040延安SX16154.6491.252雙135.050解：標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算：路面設(shè)計采用雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以 BZZ100表示，根據(jù)規(guī)范（97）規(guī)定，以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)，大于25K N的各級軸載均應(yīng)進(jìn)行換算。計算公式為：N= C1C2n1（Pi/P）4.35（次*日-1 ）C1后（前）軸數(shù)C2前后輪輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1,四輪組為0.38。n1被換算車型的各級軸載作用次數(shù)（

8、次 / 日）東風(fēng) EQ140：前軸 23.70KNV 25KN,不計。后軸：C1= 1, C2= 1, n1=100, Pi=69.20 KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 1X 100 x( 69.20/100 ) 4.35 = 20.2 (次 * 日-1 )黃河 JN150：前軸：C1= 1, C2= 6.4 , n仁80, Pi=49.00 KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 6.4 X 80 x( 49.00/100 ) 4.35 = 23.0 (次 * 日-1 ) 后軸：C1= 1, C2= 1, n1=

9、100, Pi=101.60KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 1X 100 X( 101.60/100 ) 4.35 = 107.2 (次 * 日-1 )黃河 JN162：前軸：C1= 1, C2= 6.4 , n仁60, Pi=59.50KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 6.4 X 60 X( 59.50/100 ) 4.35 = 40.1 (次 * 日-1 ) 后軸：C1= 1 , C2= 1 , n仁60 , Pi=115.00KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 1

10、X 60X( 115.00/100 ) 4.35 = 110.2 (次* 日-1 )交通 141 ：前軸：C1= 1 , C2= 6.4 , n仁50 , Pi=25.55KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 6.4 X 50 X( 25.55/100 ) 4.35 = 0.9 (次 * 日-1 )2009-12-30 13:57 回復(fù)sunwancun5210 位粉絲3 樓后軸：C1= 1 , C2= 1 , n仁50 , Pi=55.10KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 1X 50X( 55.10/100 )

11、4.35 = 3.8 (次 * 日-1 ) 長征 CZ361：前軸：C1= 1 , C2= 6.4 , n仁40 , Pi=47.60KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 6.4 X 40 X( 47.60/100 ) 4.35 = 10.1 (次 * 日-1 ) 后軸：C1= 1 + 1.2 X( m-1) =1+1.2 X (2-1)=2.2 , C2= 1 , n仁40 , Pi=90.70KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 2.2 X 1X 40 X( 90.70/100 ) 4.35 = 57.6 (次 * 日-

12、1 )延安 SX161： 前軸：C1= 1, C2= 6.4 , n仁50, Pi=54.64KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 6.4 X 50 x( 54.64/100 ) 4.35 = 23.1 (次 * 日-1 ) 后軸：C1= 2.2 , C2= 1, n仁50, Pi=91.25KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 1X 50X( 91.25/100 ) 4.35 = 33.6 (次 * 日-1 ) 合計： N=429.8 (次)三級公路設(shè)計使用年限8年，車道系數(shù)n= 0.65，則累計當(dāng)量軸次Ne=( 1

13、+丫)t-1 X 365 N n / 丫 (1+ 丫 )t-1=(1+0.05) 8-1 X365X429.8X0.65/0.05 X(1+0.08)8-1=358801 次路面設(shè)計彎沉值的計算：AC= 1.2AS= 1.2Ab= 1.6基層為級配碎石（柔性基層）0.01mm)Ld= 600N *AC*AS*Ab = 600 X 358801-0.2 X 1.2 X 1.2 X 1.6 = 107注意：若上述項(xiàng)目段為舊路改建，則交通量的來源是通過實(shí)地調(diào)查而得，然后再進(jìn)行軸載換算。 三、 路基、路面基層設(shè)計彎沉值的計算（一）路基頂面設(shè)計彎沉值根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范 確定土基回彈模量 E0

14、查公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范附錄 算路基頂面設(shè)計彎沉值 l0 。L0=9308X E0 -0.938（0.01mm）E0不利季節(jié)土基回彈模量 計算示例 2：JTJ 034-2000 規(guī)定，土基回彈彎沉的計算，首先應(yīng)E或通過實(shí)測可得相應(yīng)區(qū)域不利季的E0,然后按下式計單位為Mpa；在非不利季節(jié)測定某公路土基回彈模量值得 彈模量調(diào)整值為 E0/ = 1.2 X 50 = 60Mpa,貝U l0=9308X60-0.938= 200（0.01mm）K1季節(jié)影響系數(shù)，不同地區(qū)取值范圍為 在進(jìn)行土基彎沉測量后，路段的代表值E0= 50Mpa季節(jié)影響系數(shù) K1= 1.2，則土基回1.2-1.4 ?？刹楣窞r青路面

15、設(shè)計規(guī)范 表 14。 0+2S 應(yīng)小于此標(biāo)準(zhǔn)值（一級公路和高速公路） ，或0+1.645S 和 0+1.58S 小于此標(biāo)準(zhǔn)值（二級和二級以下公路） 。注意：若查表得E0值，則其值已是不利季節(jié)之值。（二）路面底基層頂面設(shè)計彎沉值根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范 JTJ 034-2000 之規(guī)定,底基層頂面回彈彎沉按如下 步驟計算：1）利用土基和底基層材料的回彈模量計算值E0和E1以及底基層的厚度 h1 （cm）,計算模量比K1E0/K2E1及比值h1/ S （ 3為單個輪跡當(dāng)量圓半徑（cm）,對于黃河卡車，3= 10.75 ; K2為底基層材料季節(jié)影響系數(shù)，可取 1.1-1.2，或查公路瀝青路面設(shè)計

16、規(guī)范附錄 E）2）查附圖 A.0.3 ，得底基層表面彎沉系數(shù)aL。3）計算彎沉綜合修正系數(shù)F1.8519F= 3.643aL 4）計算底基層頂面回彈彎沉I仁2p S aLF/E0K1P后軸重100K N卡車輪胎的單位壓力，對于黃河卡車，可取0.7MPa；K1季節(jié)影響系數(shù)，可取 1.2-1.4 。計算示例 3：某公路路面結(jié)構(gòu)層， 土基回彈模量值查表得 E0= 45MPa底基層為填隙碎石層，厚 20cm查 公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范附錄 D得E1= 250MPa基層為級配碎石，層厚為 15cm,查表得 E2= 280MPa試計算底基層頂面回彈彎沉值。解：K1E0/K2E1 = 45/250 = 0.18

17、h1/ S = 20/10.75 = 1.86查附圖 A.0.3 雙層體系表面完成體系圖得：aL= 0.441.8519 1.8519F= 3.643a l= 3.643 X 0.44=0.7965L1=2pS aLF/E0K1=2X0.7X10.75X0.44X0.7965/45=0.117 （cm）=117（0.01mm）不同之處在于將底基層換算為與基層材料相（三）路面基層頂面設(shè)計彎沉值 路面基層回彈彎沉設(shè)計值的計算與底基層類似， 當(dāng)?shù)漠?dāng)量厚度。計算步驟如下：1） 首先在計算底基層彎沉?xí)r已得底基層頂面的彎沉系數(shù)aL,接下來是對底基層進(jìn)行當(dāng)量換算。即將具有回彈模量E1和厚度h1的底基層換算為

18、與基層材料相當(dāng)?shù)暮穸萮2/，換算公式如下：h2z = h1。2） 由h2/ S與h27 S之和及 K1E0/K3E2的值，從附圖 A.0.3查得基層相應(yīng)的 aL;3）按下式計算彎沉綜合修正系數(shù) 4）按下式計算基層頂面回彈彎沉F2= 3.643aL1.8519I2=2p S aLF/E0K1計算示例 4：同示例 2,求基層頂面回彈彎沉。解：當(dāng)量厚度換算：h2Z =h iX(E i/E 2) 1/3 = 20X (250/280)=19.26cmh2/S =15/10.75=1.395h2/S =19.26/10.75=1.792h2/S + h2 /S =3.187K1E0/K3E2=45/280=0.161查圖 A.0.3 得： aL = 0.341.8519 1F2= 3.643aL .= 3.643 X 0.34=0.494L1=2p3 aLF2/E0K1=2X0.7X10.75X0.494X0.34/45=0.056 (cm)=56 (0.01mm)如路面基層上還有多層上基層，其計算方法與基層相同。（四）路基、路面彎沉代表值的計算本段主要結(jié)合CASIO4500計算器的統(tǒng)計功能，舉例介紹如何對外業(yè)測得的彎沉值進(jìn)行代