公路回彈彎沉值的作用(精)

1、、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(jì)計(jì)算與檢測(cè)，是公路建設(shè)過(guò)程中必不可少的一部份，是勘察設(shè)計(jì)、施工監(jiān) 理和檢測(cè)單位都要進(jìn)行的一個(gè)工作事項(xiàng)。首先由設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)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(cè)部門抽檢鑒定 , 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。在當(dāng)前的規(guī)范規(guī)定中 , 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ 014-97 規(guī)定了路面頂層的設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算 公式和方法， 但沒(méi)有提出路基、 路面基層的彎沉計(jì)算方； 在公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) JTJ 071-98 中只提出要求檢測(cè)路面頂層和土質(zhì)路基回彈彎沉 , 沒(méi)有提出檢測(cè)路面基層彎沉的檢測(cè)項(xiàng)；在 公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范 JTJ 034-2

2、000 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(jì)算檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于很多工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō) , 如果不同時(shí)熟悉上述三種規(guī)范，就容易混淆回 彈彎沉的原意，造成錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，甚至做出錯(cuò)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(jì)、施工監(jiān)理和檢測(cè)單位都存在類似問(wèn)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(duì)本行作點(diǎn)貢獻(xiàn)在閱讀本文之前 , 請(qǐng)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(jì)規(guī)范 JTJ 014-973、公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范 JTJ034 2000

3、4、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) JTJ071 98（二 ）彎沉的作用公路工程回彈彎沉分為容許彎沉、設(shè)計(jì)彎沉和計(jì)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(shí)出現(xiàn)的最大回彈彎沉，是 從設(shè)計(jì)彎沉經(jīng)過(guò)路面強(qiáng)度不斷衰減的一個(gè)變化值。理論上是一個(gè)最低值。計(jì)算公式是LR= 720N * AC* AS.公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ 014-97119 頁(yè)設(shè)計(jì)彎沉 設(shè)計(jì)彎沉值即路面設(shè)計(jì)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(cè) 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(cè)控制的指標(biāo)之一。 算公式是Ld = 600N *

4、AC * AS* Ab。公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ014 9742 頁(yè)計(jì)算彎沉值計(jì)算彎沉值分檢測(cè)計(jì)算彎沉值和理論計(jì)算彎沉值。 檢測(cè)計(jì)算彎沉值：通過(guò)對(duì)路基、路面和原有老路進(jìn)行彎沉檢測(cè)，并通過(guò)計(jì)算整理所得到的代表值。其作用主要是評(píng)定 路基路面狀況和作補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)之用 .計(jì)算彎沉值 路基，路面基層、底基層等各層在設(shè)計(jì)時(shí)均要求計(jì)算出其彎沉設(shè)計(jì)值，在完工檢測(cè)時(shí)也要檢測(cè)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(jì)彎沉值的計(jì)算（一）路面頂面設(shè)計(jì)彎沉值 路面設(shè)計(jì)彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)，是路面厚度計(jì)算的主要依據(jù)。路面設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng) 根據(jù)公路等級(jí)、在設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量

5、軸次、面層和基層類型按下式計(jì)算 :Ld = 600N *AC*AS*Ab式中:Ld 路面設(shè)計(jì)彎沉值（0。01mm ;Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次；AC公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為 1.0，二級(jí)公路為1.1，三、四級(jí)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(jí)路面為1。3; Ab基層類型系數(shù)，對(duì)半剛性基層、 底基層總厚度等于或大于20cm時(shí)，Ab= 1.0 ;若面層與半剛性基層間設(shè)置等于或小于15cm級(jí)配碎石層、瀝青貫入碎石、瀝青碎石的半剛性基層結(jié)構(gòu)時(shí),Ab可取1.0 ;柔性基層、底基

6、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(shí)，Ab可取1.6 ;2樓新建公路和改建公路路設(shè)計(jì)彎沉均采用上面公式計(jì)算 .計(jì)算示例 1 ：某V3區(qū)擬新修建一條，三級(jí)公路，經(jīng)勘察，沿線土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，地下水位距地表1。2米，路基填土高平均 0.8 米, 據(jù)預(yù)測(cè)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(zhǎng)率 丫 =5% ,試計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉。成預(yù)表 1.1測(cè)、工交通量組車型前軸重 /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黃河JN15049 。 00101 。 601雙-80黃河L

7、N16259.50115.001雙-60、工交通14125.5555.101雙50長(zhǎng)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(jì)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(jì)彎沉值為指標(biāo)，大于25KN的各級(jí)軸載均應(yīng)進(jìn)行換算.計(jì)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(jí)軸載作用次數(shù)（次 / 日）東風(fēng) EQ140：前軸 23.70

8、KN V 25KN,不計(jì)后軸 :C1= 1 , C2= 1 , n1=100, Pi=69.20 KN,P = 100 KNN=C1C2n1（ Pi/P）4.35 = 1X 1X 100X（ 69。20/100 ） 4.35 = 20.2（次* 日一1） 黃河 JN150：前軸：C1= 1 , C2= 6.4 , n1=80, Pi=49.00 KN , P= 100 KNN=C1C2n1(Pi/P ) 4。35= 1X 6.4 X 80X (49.00/100 )4。35= 23。0 (次* 日-1 ) 后軸：C1= 1,C2 = 1, n1=100,Pi=101。60KN,P= 100 K

9、NN=C1C2n1(Pi/P)4.35 = 1X 1X 100X( 101.60/100 ) 4。35= 107.2 (次 * 日-1 )黃河 JN162：前軸：C1=1， C2=6。 4， n1=60,Pi=59 。 50KN， P=100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 =1X6。 4X60X(59.50/100 )4.35=40。 1(次*日-1 )后軸：C1=1， C2=1， n1=60， Pi=115.00KN ， P=100 KNN=C1C2n1(Pi/P) 4.35=1X1X60X( 115。 00/100) 4.35=110。 2(次*日1)交通 141 ：前軸：C1

10、=1， C2=6.4 ， n1=50， Pi=25。 55KN， P=100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4 。 35=1X6。 4X50X( 25.55/100 ) 4.35=0。 9(次日 -1 )3樓后軸：C1=1， C2=1,n1=50 ， Pi=55。 10KN， P=100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4 。 35=1X1X50X(55.10/100 ) 4。 35=3.8(次*日1) 長(zhǎng)征 CZ361：前軸：C1=1， C2=6.4,n1=40 ， Pi=47。 60KN,P=100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 =1X6.4X40X(47。60/100)4

11、。 35=10。 1(次日 1)后軸：C1=1+1。 2X(m-1 ) =1+1.2X( 2-1 ) =2.2， C2=1， n1=40， Pi=90.70KN， P=100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 =2.2X1X40X(90。70/100 ) 4.35=57。 6(次*日1)延安 SX161：前軸:C1=1， C2=6。 4， n1=50， Pi=54。 64KN， P=100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 =1X6.4X50X(54.64/100 )4.35=23.1 (次日 1)后軸：C1=2。 2， C2=1， n1=50， Pi=91.25KN ， P

12、=100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 =1X1X50X(91.25/100)4 。35=33.6(次日 1)合計(jì)： N=429。 8( 次)三級(jí)公路設(shè)計(jì)使用年限 8年，車道系數(shù)n = 0.65，則累計(jì)當(dāng)量軸次Ne=( 1 + 丫)t-1 X 365 Nn / 丫( 1 + 丫 )t -1 :=( 1+0.05)8- 1 X365X 429.8X0。65/0 。 05X (1+0.08)8 -1= 358801 次路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算：AC= 1.2AS= 1 。 2Ab= 1 。 6 基層為級(jí)配碎石(柔性基層)Ld=600N AC*ASAb=600X358801-0。 2X1.2

13、X1。 2X1.6= 107(0。 01mm)若上述項(xiàng)目段為舊路改建，則交通量的來(lái)源是通過(guò)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(jì)彎沉值的計(jì)算路基頂面設(shè)計(jì)彎沉值根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范 基回彈模量 E0 查公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范附錄 面設(shè)計(jì)彎沉值 l0.JTJ034-2000 規(guī)定，土基回彈彎沉的計(jì)算，首先應(yīng)確定土E 或通過(guò)實(shí)測(cè)可得相應(yīng)區(qū)域不利季的E0, 然后按下式計(jì)算路基頂L0=9308X E0- 0。938（0。01mmE0不利季節(jié)土基回彈模量單位為Mpa;計(jì)算示例 2：在非不利季節(jié)測(cè)定某公路土基回彈模量值得E0= 50Mpa季節(jié)影響系數(shù) K1= 1。2,則土基回彈模量調(diào)

14、整值為 E0/ = 1.2 X 50= 60Mpa,則 10=9308 X 60 -0.938= 200（ 0。 01mm）K1季節(jié)影響系數(shù)，不同地區(qū)取值范圍為1。2 14可查公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范表 14。在進(jìn)行土基彎沉測(cè)量后，路段的代表值 0+2S 應(yīng)小于此標(biāo)準(zhǔn)值（一級(jí)公路和高速公路） , 或 0+1.645 S和0+1。58S小于此標(biāo)準(zhǔn)值（二級(jí)和二級(jí)以下公路）。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(jì)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(jì) 算:1）利用土基和底基層材料的回彈模量計(jì)算值E0和E1以及底基層

15、的厚度 h1 （ cm）,計(jì)算模量比 K1E0/K2E1及比值h1/ 3（3為單個(gè)輪跡當(dāng)量圓半徑（cm）,對(duì)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。 11.2, 或查公路瀝青路面設(shè)計(jì)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(jì)算彎沉綜合修正系數(shù) FF= 3。 643aL1 。 85194）計(jì)算底基層頂面回彈彎沉l1=2p3 aLF/E0K1P后軸重100KN卡車輪胎的單位壓力，對(duì)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(jì)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

16、碎石層，厚20cm,查公路瀝 青路面設(shè)計(jì)規(guī)范附錄 D得E1= 250MPa,基層為級(jí)配碎石，層厚為 15cm,查表得E2= 280MPa，試計(jì) 算底基層頂面回彈彎沉值 .解：K1E0/K2E1 =45/250 = 0。 18h1/3= 20/10。 75=1.86查附圖 A。 0.3 得：4樓aL= 0。 44F=3.643aL1.8519 =3.643X0.441.8519= 0。 7965l1=2p3 aLF/E0K1=2X0.7X10.75X0。 44X0。7965/45=0.117（cm）=117（0 。 01mm）（三）路面基層頂面設(shè)計(jì)彎沉值路面基層回彈彎沉設(shè)計(jì)值的計(jì)算與底基層類似，

17、不同之處在于將底基層換算為與基層材料相當(dāng)?shù)漠?dāng) 量厚度。計(jì)算步驟如下：1） 首先在計(jì)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(lái)是對(duì)底基層進(jìn)行當(dāng)量換算。即將具有回彈模量 E1和厚度hl的底基層換算為與基層材料相當(dāng)?shù)暮穸萮2/，換算公式如下：h2/ = hl .2）由h2/ S與h2 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(jì)算彎沉綜合修正系數(shù)F2= 3。643aL1。85194）按下式計(jì)算基層頂面回彈彎沉l2=2p S aLF/E0K1計(jì)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:h2/ = hl = 20X=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。34F2= 3.643aL1.8519 = 3.643 X 0。341。8519=0。 494l1=2p S aLF2/E0K1=2X 0.7 X 10。75X 0.494 X 0。34/45=0。056 （cm）=56（0。 01mm如路面基層上還有多層上基層,其計(jì)算方法與基層相同。（四）路