第三章 路面彎沉計(jì)算

1、目的要求：通過該次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握：柔性路面常見的損壞現(xiàn)象。熟悉柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)。了解柔性路面常見的損壞產(chǎn)生的原因。重點(diǎn)、難點(diǎn)：本次授課的重點(diǎn)是：柔性路面常見的損壞現(xiàn)象。熟悉柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)。 本次授課的難點(diǎn)是：柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)。本次授課的目的、重點(diǎn) 、難點(diǎn)第三章 柔性路面第一節(jié)第一節(jié) 柔性路面常見的損壞現(xiàn)象柔性路面常見的損壞現(xiàn)象一一 裂縫：裂縫：1 1 裂縫：是路面上較普遍的損壞現(xiàn)象，常表現(xiàn)為裂縫：是路面上較普遍的損壞現(xiàn)象，常表現(xiàn)為縱向裂縫、橫向裂縫、縱橫交錯(cuò)的龜裂等形態(tài)，縱向裂縫、橫向裂縫、縱橫交錯(cuò)的龜裂等形態(tài)，有時(shí)還伴隨其他損壞現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn)。有時(shí)還伴隨其他損壞現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn)。

2、裂縫處理2 裂縫產(chǎn)生的原因：基層軟弱。面層疲勞開裂面層材料過脆面層和基層的剛度相差懸殊半剛性基層的收縮裂縫反射到面層。低溫收縮裂縫、瀝青老化等。二 沉陷：是指路面出現(xiàn)局部下凹的現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因：土基局部濕軟，或路面強(qiáng)度不足或厚度過薄，傳到土基的壓力超過土基的承載力，產(chǎn)生過大的 垂直變形，導(dǎo)致路面沉陷。三 車轍：整個(gè)路段土基強(qiáng)度不足，路面沿縱向產(chǎn)生帶狀凹陷，形成車轍；在高溫季節(jié)，瀝青面層在車輛的重復(fù)作用下，積累的永久變形量較大，也易形成車轍。四 推移1 面層材料沿行車方向產(chǎn)生推擠和隆起，甚至形成波浪的現(xiàn)象稱推移。原因：在行車荷載的作用下，路面出來產(chǎn)生剪切破壞。在交叉口、車站附近繪發(fā)生此類破壞。搓

3、板：中級路面在縱向形成連續(xù)的，有規(guī)律的、波長和波峰大致相同的波浪現(xiàn)象稱搓板。五坑槽：1 松散：面層粘結(jié)力不足，在行車荷載作用下，細(xì)料流失，粗料外露，進(jìn)而失去聯(lián)結(jié)而出現(xiàn)成片散開的現(xiàn)象稱松散。2 坑槽：松散的材料散失形成坑槽。不即使養(yǎng)護(hù)將導(dǎo)致整個(gè)路面的破壞。六 泛油：1 泛油：高溫季節(jié)瀝青路面軟化以至出現(xiàn)一層瀝青的現(xiàn)象稱泛油。2 危害：材料被粘在車輪上帶走，形成坑槽，材料落下處形成油包。原因：瀝青熱穩(wěn)定行不好，面層材料組配不當(dāng)，如瀝青用量偏高。第二節(jié) 柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)一 柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)一）彎沉指標(biāo)： 彎沉：指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)車作用下，路基或路面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形(總彎沉)或垂直回彈變形值(

4、回彈彎沉)，以0.0lmm為單位。控制方法 根據(jù)瀝規(guī)要求，路面設(shè)計(jì)的控制方程應(yīng)滿足下式：Rll 式中式中:l:l 雙圓均布垂直荷載作用下表面輪隙中雙圓均布垂直荷載作用下表面輪隙中心心(A(A點(diǎn)點(diǎn)) )處的實(shí)際彎沉（處的實(shí)際彎沉（1/100mm1/100mm）；）； l lr r路面設(shè)計(jì)彎沉值路面設(shè)計(jì)彎沉值1/100mm)1/100mm)；二）抗拉指標(biāo)：、分別為路面結(jié)構(gòu)層底面的最大拉應(yīng)力和最大拉應(yīng)變。R、R路面結(jié)構(gòu)層材料容許拉應(yīng)力和容許拉應(yīng)變。RR三）抗剪指標(biāo)：a路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)剪壞截面上的剪力。R路面結(jié)構(gòu)層容許的剪應(yīng)力。Ra目的要求：通過該次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握：路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算、設(shè)計(jì)年限

5、內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)的計(jì)算、容許拉應(yīng)力的概念及計(jì)算。熟悉新建路面的設(shè)計(jì)步驟、路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)步驟。了解路面結(jié)構(gòu)的分層和組合設(shè)計(jì)的步驟、柔性路面結(jié)構(gòu)組合。重點(diǎn)、難點(diǎn)：本次授課的重點(diǎn)是：路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算、設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)的計(jì)算、容許拉應(yīng)力的概念及計(jì)算。新建路面的設(shè)計(jì)步驟、路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)步驟。本次授課的難點(diǎn)是：累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)的計(jì)算本次授課的目的、重點(diǎn) 、難點(diǎn)二 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)。其值大小與累計(jì)軸次數(shù)、公路等級、面層類型和基層類型等因素有關(guān)。 根據(jù)瀝規(guī)規(guī)定，路面設(shè)計(jì)彎沉值l d (1/100mm)可按下式確定:

6、bscedAAANl2 . 0600式中: 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)，瀝青混凝土面層為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; A b基層類型系數(shù)，對于半剛性基層、底基層總厚度大于等于20cm或面層下設(shè)置小于等于15cm級配碎石的半剛性基層結(jié)構(gòu)為1.0;柔性基層、底基層或柔性基層厚度大于l5cm、底基層為半剛性下臥層可取1.6N e：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)。 bscedAAANl2.0600N e：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量

7、軸次數(shù)。 式中：t：設(shè)計(jì)年限。：車道系數(shù)，見表2-3-1N1：路面竣工后第一年雙向的平均日當(dāng)量軸次（次/日）Nt：設(shè)計(jì)年限末期平均日當(dāng)量軸次（次/日）r：設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量增長率（%）。標(biāo)準(zhǔn)軸載采用雙輪單軸載100KN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示。計(jì)算參數(shù)見下表。11)1 (365NrrNte標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載P(KN)100100單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d(cm)21.3021.30輪胎接地壓強(qiáng)輪胎接地壓強(qiáng)p(MPa)0.700.70兩輪中心距離兩輪中心距離(cm)1.5

8、d1.5d1 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25KN的各級軸載Pi的作用次數(shù)ni，勻應(yīng)按2-3-6式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。式中：N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）ni被換算車型的各級軸載作用次數(shù)（次/日）P標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）。Pi被換算車型的各級軸載（KN）C1，i軸數(shù)系數(shù)。C 2，i輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。當(dāng)軸間距大于3米時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)C1=m（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于3米時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式C1=1+1.2（m-1）計(jì)算。35. 4, 21, 1)(PpnCCNiiikii2 當(dāng)進(jìn)行半剛性

9、基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于50KN的各級軸載Pi的作用次數(shù)ni，勻應(yīng)按2-3-7式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。當(dāng)軸間距小于3米時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式C1=1+2（m-1）計(jì)算。，四輪組為，雙輪組為輪組系數(shù)，單輪組為軸數(shù)系數(shù)式中：，09. 015 .18C)(,2, 18, 2, 1iiiiiiCPpnCCN軸載計(jì)算示例序序號號汽車車型汽車車型前軸重前軸重KNKN后軸重后軸重KNKN后軸數(shù)后軸數(shù)后軸后軸組數(shù)組數(shù)后軸距后軸距m m作用次作用次數(shù)數(shù)次日次日1 1北京北京BJ13013.413.427.427.41 1雙雙2002002 2解放SP3101 26.067.16

10、7.11 1雙雙1501503 3黃河黃河JNl6358.658.6114.0114.01 1雙雙1001004 4尼桑尼桑CWA5274.074.075.075.02 2雙雙31201205 5東風(fēng)東風(fēng)EQ14023.023.084842 2雙雙338080交通調(diào)查資料為交通調(diào)查資料為20022002年，設(shè)計(jì)年限的起算年為年，設(shè)計(jì)年限的起算年為20052005年，擬建一級公路，交通量年，擬建一級公路，交通量年增長率為年增長率為14%14%。1 1 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25KN25KN的各級軸載P Pi i的作用次數(shù)n ni i，勻應(yīng)按2-3-62-3-6式

11、換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P P的當(dāng)量作用次數(shù)N N。35. 4, 21, 1)(PpnCCNiiikii次72. 0)1004 .27(20011)(35. 435. 4, 21, 1PpnCCNiiikii北京北京BJ130：因?yàn)榍拜S載：因?yàn)榍拜S載=13.425，略去。，略去。解放SP3101次18.29)1001 .67(15011)10026(1504 . 61)(35. 435. 435. 4, 21, 1PpnCCNiiikii黃河黃河JNl63次42.239)100114(10011)1006 .58(1004 . 61)(35. 435. 435. 4, 21, 1PpnCCNiiikii

12、尼桑尼桑CWA52由于后軸距3，故 C1，i=1+1.2（m-1）=2.2次79.282)10075(12012 . 2)10074(1204 . 61)(35. 435. 435. 4, 21, 1PpnCCNiiikii東風(fēng)東風(fēng)EQ140因?yàn)榍拜S載=2325，略去。又由于后軸距3，故 C1，i=2次94.79)10084(8012)(35. 435. 4, 21, 1PpnCCNiiikiiN總=0.72+29.18+239.42+282.79+74.94=627.05（次）計(jì)算設(shè)計(jì)年限起算年20052005年的軸載次數(shù)次929)14. 01 (05.627)1 (331NN從調(diào)查年從調(diào)查

13、年2002至通車年至通車年2005，有，有3年。年。計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)擬建一級公路，路面的設(shè)計(jì)年限為擬建一級公路，路面的設(shè)計(jì)年限為1515年，年， 車道系數(shù)，見表2-3-1 ,取=0.5 。故應(yīng)屬于高級路面。萬次次 4005 .74331525 . 0929%14 1%)141(3651)1 (365151NrrNte該值可用來計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及瀝青層底拉應(yīng)力。該值可用來計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及瀝青層底拉應(yīng)力。路面設(shè)計(jì)彎沉值一級公路一級公路A AC C =1.0; =1.0; A AS S：面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為：面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0:1.0:瀝青瀝青表

14、面處治為表面處治為1.2;1.2;中、低級路面為中、低級路面為1.3;1.3; A A b b基層類型系數(shù)，對于半剛性基層為基層類型系數(shù)，對于半剛性基層為1.0;1.0;N N e e：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)=7433152.5=7433152.5。)01.0(35.251115.74331526006002.02.0mmAAANlbsced2 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于50KN的各級軸載Pi的作用次數(shù)ni，勻應(yīng)按2-3-7式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。北京北京BJ130BJ130：因?yàn)榍?、后軸載均：因?yàn)榍啊⒑筝S載均5

15、050，略去，略去。8,2,1)(PpnCCNiiii解放SP3101次16. 6)1001 .67(15011)(88, 21, 1PpnCCNiiikii解放解放SP3101：因?yàn)榍拜S載：因?yàn)榍拜S載=2650，略去。，略去。黃河黃河JNl63次98.310)100114(10011)1006 .58(1005 .181)(888, 21, 1PpnCCNiiikii尼桑尼桑CWA52由于后軸距3，故 C1，I ，=1+2（m-1）=3次66.235)10075(12013)10074(1205 .181)(888, 21, 1PpnCCNiiikii東風(fēng)東風(fēng)EQ140因?yàn)榍拜S載=2350，

16、略去。又由于后軸距3，故 C1，I ，=2次66.39)10084(8012)(88, 21, 1PpnCCNiiikiiN總=6.16+310.98+235.66+39.66=592.46（次）。（次）。計(jì)算設(shè)計(jì)年限起算年20052005年的軸載次數(shù)次76.877)14. 01 (46.592)1 (331NN從調(diào)查年從調(diào)查年2002至通車年至通車年2005，有，有3年。年。計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)擬建一級公路，路面的設(shè)計(jì)年限為擬建一級公路，路面的設(shè)計(jì)年限為1515年，年， 車道系數(shù)，見表2-3-1 ,取=0.5 。次9 .70231685 . 076.877%14 1%)1

17、41(3651)1 (365151NrrNte該值可用來計(jì)算辦剛性基層層底拉應(yīng)力。該值可用來計(jì)算辦剛性基層層底拉應(yīng)力。三 容許拉應(yīng)力：R路面結(jié)構(gòu)層的容許拉應(yīng)力，指路面結(jié)構(gòu)在行車荷載重復(fù)作用下達(dá)到疲勞臨界狀態(tài)時(shí)的最大拉應(yīng)力。 對于瀝青混凝土面層或半剛性材料結(jié)構(gòu)層，在進(jìn)行層底最大拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，其容許拉應(yīng)力值可按下式確定sspRK式中sp：結(jié)構(gòu)層材料的劈裂強(qiáng)度（MPa）。瀝青混凝士面層取15度的劈裂強(qiáng)度;水泥穩(wěn)定類材料取齡期90天的劈裂強(qiáng)度（MPa）。二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料取齡180天的劈裂強(qiáng)度（MPa）。KS：抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，它是反映材料疲勞強(qiáng)度性能的系數(shù)。 對于瀝青混凝土材料，其抗拉強(qiáng)度結(jié)

18、構(gòu)系數(shù)可按下式計(jì)算：sspRK22. 009. 0ecgsNAAK式中:Ag： 細(xì)粒式、中粒式為1.0；粗粒式為1.1。 對于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料，其抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)可按下式確定:22. 009. 0ecgsNAAK11. 0ecssNABKB BS S： 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料為0.350.35； 無機(jī)結(jié)合料細(xì)料類材料無機(jī)結(jié)合料細(xì)料類材料0.450.45。容許拉應(yīng)力計(jì)算示例 對于瀝青混凝土面層或半剛性材料結(jié)構(gòu)層，在進(jìn)行層底最大拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，其容許拉應(yīng)力值可按下式確定sspRKKS：抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，它是反映材料疲勞強(qiáng)度性能的系數(shù)。對于瀝青混凝土材料，其抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)可按

19、下式計(jì)算：22. 009. 0ecgsNAAK 式中式中:Ag： 細(xì)粒式、中粒式為細(xì)粒式、中粒式為1.0；粗粒式為；粗粒式為1.1。瀝青混凝土KS粗粒式粗粒式KS92. 25 .74331521109. 009. 022. 022. 0ecgsNAAK細(xì)粒式、中粒式細(xì)粒式、中粒式KS22. 35 .743315211 . 109. 009. 022. 022. 0ecgsNAAK提醒大家注意使用的軸載數(shù)值。提醒大家注意使用的軸載數(shù)值。瀝青混凝土的容許拉應(yīng)力計(jì)算查342頁表2-3-9，得到各種瀝青混凝土的劈裂強(qiáng)度分別是細(xì)粒式為細(xì)粒式為1.41.4、中粒式為、中粒式為1.01.0；粗粒式為粗粒式為

20、0.80.8，帶入公式計(jì)算其，帶入公式計(jì)算其容許拉應(yīng)力。5 . 092. 24 . 1sspRK細(xì)粒式：34. 092. 20 . 1sspRK中粒式：25. 022. 38 . 0sspRK粗粒式：半剛性基層KS 對于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料，其抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)可對于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料，其抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)可按下式確定按下式確定:11. 0ecssNABKB BS S： 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料為0.350.35； 無機(jī)結(jié)合料細(xì)料類材料無機(jī)結(jié)合料細(xì)料類材料0.450.45。98. 19 .7023168135. 011. 011. 0ecssNABK無機(jī)穩(wěn)定集料：55. 29

21、.7023168145. 011. 011. 0ecssNABK無機(jī)穩(wěn)定細(xì)粒土：提醒大家注意軸載與瀝青混凝土不同。提醒大家注意軸載與瀝青混凝土不同。半剛性基層的容許拉應(yīng)力計(jì)算查342頁表2-3-9，得到各種半剛性基層的劈裂強(qiáng)度分別是二灰碎石為為0.70.7、二灰土、二灰土0.30.3；帶入公式計(jì)算其帶入公式計(jì)算其容許拉應(yīng)力。35. 098. 17 . 0sspRK二灰碎石：12. 055. 23 . 0sspRK二灰土：瀝青路面的剪應(yīng)力及抗滑指標(biāo)四 容許剪應(yīng)力：城市道路中還應(yīng)演算剪應(yīng)力，見城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范。五 瀝青路面抗滑指標(biāo)：見表2-3-4。二 路面結(jié)構(gòu)的分層和組合設(shè)計(jì)的步驟：根據(jù)道路等級確

22、定路面等級。根據(jù)交通量選擇路面結(jié)構(gòu)類型。根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和路基的干濕類型，確定土基是否要處理及處理的方法。選擇結(jié)構(gòu)層類型和材料組成。按應(yīng)力分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)層性能的需要，安排結(jié)構(gòu)層的組合。三 柔性路面結(jié)構(gòu)組合示例三 柔性路面結(jié)構(gòu)組合示例：見表2-3-7。第四節(jié) 新建柔性路面的厚度確定一 計(jì)算圖示：見圖2-3-21 國內(nèi)外采用理論法進(jìn)行路面設(shè)計(jì)，都是以層狀彈性體系作為理論基礎(chǔ)。2 瀝規(guī)采用雙圓均布垂直荷載作用下多層彈性連續(xù)體系理論。二 路表面的彎沉計(jì)算：見341頁式2-3-12、13。三 結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力：見344頁式2-3-14。四 防凍厚度的驗(yàn)算：見344頁式2-3-15。fabchd五 新建

23、路面的設(shè)計(jì)步驟 1 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，確定路面等級和面層類型、設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。2 按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長度不應(yīng)小于500米)確定各路段土基彈性模量。3 可參考推薦結(jié)構(gòu)，擬訂幾種可能的路面組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)及測定各材料的抗壓會(huì)彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)參數(shù)。4根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度。對高速公路、一級公路、二級公路還應(yīng)驗(yàn)算其層底拉應(yīng)力。上述計(jì)算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專用設(shè)計(jì)程序進(jìn)行。對于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級和次高級路面，尚應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。5 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用

24、的路面結(jié)構(gòu)方案。例甲乙兩地之間計(jì)劃修建一條四車道的一級公路，在使用期內(nèi)交通量的年平均增長率為10%。該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供給。預(yù)測該路竣工后第一年的交通組成如下表所示，試進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。交通組成表前軸重前軸重（KN）后軸重后軸重（KN）后軸數(shù)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距后軸距 交通量（次交通量（次/日）日）三菱三菱T653B29.329.348.048.01 1雙輪組雙輪組- -300300黃河黃河JN16358.658.6114.0114.01 1雙輪組雙輪組- -400400江淮江淮HF15045.145.1101.5101.51

25、 1雙輪組雙輪組- -400400解放解放SP920031.331.378.078.03 3雙輪組雙輪組3m300300湘江湘江HQP4023.123.173.273.22 2雙輪組雙輪組3m400400東風(fēng)東風(fēng)EQ15526.526.556.756.72 2雙輪組雙輪組3m3m400400解：1)軸載分析路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。(1)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載換算軸載換算采用如下的計(jì)算公式: 軸載換算軸載換算采用如下的計(jì)算公式: 35. 41121iPPnCCNKi軸載換算結(jié)果（彎沉）車型PiC1C2ni三菱三菱T653B前軸前軸29.3

26、16.43009.2后軸后軸48.01130012.3黃河黃河JN163前軸前軸58.616.4400250.4后軸后軸114.011400707.3江淮江淮HF150前軸前軸45.116.440080.2后軸后軸101.511400426.8解放解放SP9200前軸前軸31.316.430012.3后軸后軸78.031300305.4湘江湘江HQP40后軸后軸73.221400205.9東風(fēng)東風(fēng)EQ155前軸前軸26.516.44007.9后軸后軸56.72.2140074.6累累 計(jì)計(jì)2092.2354iC2C1.PPni累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取15年，四車道

27、的車道系數(shù)是0.4-0.5，取0.45。1091841845. 01 . 0 11 . 012 .2092365 11365151teNN(2)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載換算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為:81121 1 PPnCCNKi計(jì)算結(jié)果如下表計(jì)算結(jié)果如下表軸載換算結(jié)果表(半剛性基層層底拉應(yīng)力) 車型車型Pi（KN）C1C2ni黃河黃河JN163前軸前軸58.611.8540010.3后軸后軸114.0114001141.0江淮江淮HF150后軸后軸101.511400450.6解放解放SP9200后軸后軸78.031300123.3湘江湘江HQP40后軸后

28、軸73.22140065.9東風(fēng)東風(fēng)EQ155后軸后軸56.73140012.8累計(jì)1804180481121PPnCC累計(jì)當(dāng)量軸次941440945. 01 . 0 11 . 011804365 11365151tNNe2) 結(jié)構(gòu)組合與材料選取計(jì)算得設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為1000萬次左右。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土(15cm)，基層采用水泥穩(wěn)定碎石(取25cm)，底基層采用石灰土(厚度待定)。規(guī)范規(guī)定高速公路、一級公路的面層由二層至三層組成。查規(guī)范中的第四節(jié)瀝青路面的4.2高級路面中的表4.2.1“瀝青混合料類型的選

29、擇(方孔篩)”，采用三層式瀝青面層，表面層采用抗滑表層(厚度4cm)，中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土(厚度5cm)，下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土(厚度6cm)。3)各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度。抗壓模量取20的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到20的抗壓模量:細(xì)粒式密級配瀝青混凝土為1400MPa，中粒式密級配瀝青混凝土為1200MPa，粗粒式密級配瀝青混凝土為1000MPa，水泥碎石為1500 MPa，石灰土55O MPa。各層材料的劈裂強(qiáng)度:細(xì)粒式密級配瀝青混凝土為1.4 MPa，中粒式密級配瀝青混凝土為1.0MPa，粗粒式密級配瀝青混凝土

30、為0.8MPa，水泥穩(wěn)定碎石為0.5 MPa，石灰土0.225 MPa。4)土基回彈模量的確定該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.00，查表“二級自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值(MPa)”查得土基回彈模量為40MPa。，提高15%，設(shè)計(jì)值為401.15=46 Mpa.5)設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定對于一級公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。(1)設(shè)計(jì)彎沉值路面設(shè)計(jì)彎沉值根據(jù)公式（16.6.3）計(jì)算。該公路為一級公路，公路等級系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層總厚度大于20cm，基層類型系數(shù)取1.0。設(shè)計(jì)彎沉值為: )01mm. 0(

31、4 .23010101109184182060020600.-AbAsAcN.eld(2)各層材料的容許層底拉應(yīng)力細(xì)粒式密級配瀝青混凝土R=sp/ksks=0.09AaNe0.22/Ac=0.091.09414409 0.22/1.0=3.07R=sp/ks=1.4/3.07=0.4560MPa中粒式密級配瀝青混凝土中粒式密級配瀝青混凝土ks=0.09AaNe0.22/Ac=0.091.09414409 0.22/1.0=3.07R=sp/ks=1.0/3.07=0.3257MPa粗粒式密級配瀝青混凝土；粗粒式密級配瀝青混凝土；ks=0.09AaNe0.22/Ac=0.091.19414409 0.22/1.0=3.38R=sp/ks=0.8/3.38=0.2367MPa水泥碎石:ks=0.35Ne0.11/Ac=0.359414409 0.11/1.0=2.05R=sp/ks=0.5/2.05=0.2439MPa石灰土:ks=0.45Ne0.11/Ac=0.459414409 0.11/1.0=2.63R=sp/ks=0.225/2.63=0.0856MPa6)設(shè)計(jì)資料總結(jié)設(shè)計(jì)彎沉值為23.4(0.Olmm)，相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)缦卤恚合嚓P(guān)設(shè)計(jì)資料匯總表材料名稱材料名稱h(cm)h(cm)1515模量模量2020模量模量劈裂強(qiáng)度劈