國(guó)內(nèi)外典型路面設(shè)計(jì)方法及規(guī)范比較

2023/3/91國(guó)內(nèi)外典型路面設(shè)計(jì)方法及規(guī)范比較長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院王選倉(cāng)教授柔性路面設(shè)計(jì)方法剛性路面設(shè)計(jì)方法22023/3/91、柔性路面設(shè)計(jì)方法典型柔性路面設(shè)計(jì)方法理論法

SHELL法AI法前蘇聯(lián)法其他設(shè)計(jì)方法經(jīng)驗(yàn)法AASHTO法CBR設(shè)計(jì)法日本設(shè)計(jì)法英國(guó)設(shè)計(jì)法32023/3/9

SHELL設(shè)計(jì)方法

AI設(shè)計(jì)方法

AASHTO設(shè)計(jì)方法CBR設(shè)計(jì)方法港口道路、堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法

12

3

4

51、柔性路面設(shè)計(jì)方法

6英國(guó)港口及其他工業(yè)重型鋪面設(shè)計(jì)方法

42023/3/92、剛性路面設(shè)計(jì)方法AASHTO設(shè)計(jì)方法1PCA設(shè)計(jì)方法2日本設(shè)計(jì)方法3港口道路、堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法4英國(guó)港口鋪面設(shè)計(jì)方法552023/3/91.1SHELL設(shè)計(jì)方法路面模型把路面當(dāng)作一種多層線(xiàn)形彈性體系，其中各層材料用彈性模量E和泊松比μ表征。在基本設(shè)計(jì)方法中，路面結(jié)構(gòu)假定為層間接觸連續(xù)的三層體系，下層為路基，中間層為粒料或水泥穩(wěn)定類(lèi)基層和墊層，上層為瀝青層，包括表面層、結(jié)合層和下面層。62023/3/91.1SHELL設(shè)計(jì)方法SHELL設(shè)路面模型72023/3/91.1SHELL設(shè)計(jì)方法1.路基表面垂直壓應(yīng)變2.瀝青層底面的水平拉應(yīng)變1.水泥穩(wěn)定類(lèi)基層底面拉應(yīng)力（或應(yīng)變）2.路表總變形1.基層或底基層無(wú)結(jié)合料材料最小模量2.瀝青層低溫縮裂兩項(xiàng)次要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)其他次要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)兩項(xiàng)主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)82023/3/91.1SHELL設(shè)計(jì)方法路基表面垂直壓應(yīng)變85%95%92023/3/91.1SHELL設(shè)計(jì)方法瀝青層底面的水平拉應(yīng)變是否在層底，取決于C系數(shù)

C≤133mm，出現(xiàn)在層底C＞133mm，h1≤200mm，位于h1下半部分（E2/E1≥0.6）h1＞200mm，位于h1上半部分102023/3/91.1SHELL設(shè)計(jì)方法容許設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值1.(50℅保證率)2.

——瀝青層容許水平拉應(yīng)變3.水泥穩(wěn)定類(lèi)容許拉應(yīng)力4.道路容許永久變形----車(chē)轍深度5.其它粒料材料Emin

取決于路基模量和粒料基層厚度h2112023/3/61.1SHELL設(shè)計(jì)方法法荷載與交交通溫度與濕濕度材料特性性設(shè)計(jì)參數(shù)122023/3/61.1SHELL設(shè)計(jì)方法法荷載80KN單軸重20KN接地壓力力P=0.6MPaσ=10.5cmd=21cm速度50～60㎞/h加荷時(shí)間間0.02s軸載換算算擬換算軸軸載132023/3/61.1SHELL設(shè)計(jì)方法法溫度建立平均均溫度（（年加權(quán)權(quán)平均氣氣溫）與與瀝青層層溫度的的關(guān)系濕度取最不利利季節(jié)參參數(shù)142023/3/61.1SHELL設(shè)計(jì)方法法材料特性性①路基②松散材料料取取決于于厚度h2和下面路路基模量量E3h2以mm計(jì)，2＜K2＜4152023/3/61.1SHELL設(shè)計(jì)方法法材料特性性③整體材材料④瀝青混混合料勁勁度模模量→→瀝青含含量，瀝瀝青勁度度及混合合料空隙隙162023/3/6車(chē)轍1、影響響因素素瀝青層層厚度度瀝青勁勁度中中的粘粘滯度度部分分交通量量瀝青層層平均均壓力力實(shí)驗(yàn)室室得到到應(yīng)用到到路上上，加加入Cm（動(dòng)載載修正正系數(shù)數(shù)）1.1SHELL設(shè)計(jì)方方法172023/3/62、軸載載換算算(車(chē)轍等等效，，基于于原等等效軸軸次的的換算算)A———比例系系數(shù)，，隨瀝瀝青混混合料料及瀝瀝青的的勁度度而變變，查查下圖圖1.1SHELL設(shè)計(jì)方方法182023/3/61.1SHELL設(shè)計(jì)方方法192023/3/63、瀝青青勁度度中的的粘滯滯度部部分w———標(biāo)準(zhǔn)軸軸次η———瀝青粘粘滯度度，取取決于于瀝青青的溫溫度和和瀝青青的特特性（（是溫溫差T-T針入度度和針入入度指指數(shù)的的函數(shù)數(shù)），，查上上圖。。t———車(chē)輪通通過(guò)時(shí)時(shí)間，，取t=0.02s1.1SHELL設(shè)計(jì)方方法202023/3/64、瀝青層各分層層的平均應(yīng)力——輪胎壓力——第i層上、下面垂直直位移差——第i層模量1.1SHELL設(shè)計(jì)方法212023/3/64、車(chē)轍的計(jì)算——?jiǎng)討B(tài)影響修正系系數(shù)因RD發(fā)生在高溫季節(jié)節(jié)，以Sm代EH1——面層厚總變形1.1SHELL設(shè)計(jì)方法222023/3/6擬訂瀝青層厚度度計(jì)算瀝青層的有有效溫度選定材料組成，，求出各層模量量計(jì)算瀝青層底面面的水平拉應(yīng)變變計(jì)算路面的試驗(yàn)驗(yàn)壽命和使用壽壽命123451.1SHELL設(shè)計(jì)方法6比較調(diào)整設(shè)計(jì)步驟232023/3/6優(yōu)點(diǎn)在路面力學(xué)模型型方面，雖然以以彈性層狀體系系理論為基礎(chǔ)，，但考慮了材料的非線(xiàn)性和和粘彈性特性，在研究過(guò)程中中曾以非線(xiàn)性層層狀體系理論和和粘彈性理論來(lái)來(lái)進(jìn)行對(duì)比分析析，對(duì)理論在設(shè)設(shè)計(jì)中的適用性性又做了大量驗(yàn)驗(yàn)證工作，在理理論上較為完善善。電算程序功能較較為齊全，可計(jì)計(jì)算多種層間接接觸條件下的任任意點(diǎn)的應(yīng)力、、應(yīng)變和位移。。又能考慮粒狀狀材料的非線(xiàn)性性。在荷載圖式方面面，既有垂直荷荷載又考慮了汽汽車(chē)在剎車(chē)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎時(shí)的水平力力。設(shè)計(jì)指標(biāo)方面采采用了六項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，用于控制各各種路面破壞現(xiàn)現(xiàn)象。設(shè)計(jì)曲線(xiàn)使用方方便，基本不再再依賴(lài)實(shí)驗(yàn)室試試驗(yàn)就可進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)。1.1SHELL設(shè)計(jì)方法242023/3/6缺點(diǎn)車(chē)轍預(yù)估模型無(wú)無(wú)法說(shuō)明使用改改性瀝青對(duì)減少少新建路面車(chē)轍轍的效果。軸載換算以等量量的輪胎接觸壓壓力為基礎(chǔ)，因因此無(wú)法解釋軸軸載不同，構(gòu)型型不同而接觸壓壓力相同的情況況下，路面產(chǎn)生生的車(chē)轍量不同同的現(xiàn)象。在求混合料的勁勁度時(shí)假定瀝青青勁度等于非彈彈性部分勁度，，未考慮彈性部部分。道路永久變形計(jì)計(jì)算方面原則正正確，但計(jì)算公公式忽視了路基基和基層部分變變形。1.1SHELL設(shè)計(jì)方法252023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法AI的發(fā)展1955的第一版－1970年8月的第八版，全厚厚式瀝青混凝土路路面的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，主要以AASHTO道路試驗(yàn)、WASHO道路試驗(yàn)和一些英英國(guó)試驗(yàn)路的數(shù)據(jù)據(jù)為依據(jù)。1981年9月的第九版，提出出了以彈性層理論論及經(jīng)驗(yàn)的破壞準(zhǔn)準(zhǔn)則為基礎(chǔ)的力學(xué)一經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方方法，可用于設(shè)計(jì)全厚厚式瀝青路面和深深層高強(qiáng)瀝青路面面。1983年進(jìn)行了MS-1修訂，提出了專(zhuān)門(mén)門(mén)的設(shè)計(jì)程序CP-1DAMA，并研制了能覆蓋蓋二個(gè)不同溫度范范圍的系列設(shè)計(jì)圖圖表，然而代表美美國(guó)很大一部分地地區(qū)的只有一張圖圖表。1991年又提出了MS-1第九版的修正版和和新的CP-1DAMA程序，包括了三個(gè)個(gè)不同溫度區(qū)范圍圍的路面厚度設(shè)計(jì)計(jì)。MS-1(thicknessdesign-asphaltpavementforhighwaysandstreets)是美國(guó)地瀝青學(xué)會(huì)會(huì)(AI)出版的公路及城市市道路瀝青路面厚厚度設(shè)計(jì)方法手冊(cè)冊(cè)。262023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法理論基礎(chǔ)：把路面看成多層彈性體系，各層材料以彈性性模量和泊松比表表征，并考慮了瀝瀝青混合料的粘彈彈性和粒料的非線(xiàn)線(xiàn)性等特征。272023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法Ei逐月變化282023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)準(zhǔn)則永久變形準(zhǔn)則疲勞準(zhǔn)則292023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法1瀝青層底面的水平拉應(yīng)變?chǔ)舤2路基表面的豎向應(yīng)變?chǔ)與設(shè)計(jì)指標(biāo)302023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法瀝青層底面拉應(yīng)變變N——路面開(kāi)裂時(shí)的荷載載作用次數(shù)——加荷時(shí)拉應(yīng)變a,b——系數(shù)，根據(jù)疲勞實(shí)實(shí)驗(yàn)得出，修正后后用于現(xiàn)場(chǎng)312023/3/6AI法采用Finn法N——18KP作用時(shí)等效的單軸軸作用次數(shù)——瀝青混合料的勁度度模量S——空隙率——瀝青體積率1.2AI設(shè)計(jì)方法322023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法法路基表面面的垂直直壓應(yīng)變變l,m———系數(shù)，與與設(shè)計(jì)方方法有關(guān)關(guān)332023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法法設(shè)計(jì)參數(shù)ABDC瀝青混合料動(dòng)態(tài)模量或回彈模量土基回彈模量

荷載

溫度342023/3/6荷載采用結(jié)構(gòu)構(gòu)系數(shù)SN=5耐用指數(shù)數(shù)Pt=2.5時(shí)情況EquivalentAxleloadESALSingle計(jì)算或查查下表1.2AI設(shè)計(jì)方法法352023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法法362023/3/6溫度瀝青層內(nèi)內(nèi)月平均均路面溫溫度z——路面深度度（英寸寸）z=1/3瀝青層厚厚1.2AI設(shè)計(jì)方法法372023/3/6材料特特性①AC動(dòng)態(tài)模模量——通過(guò)200號(hào)篩集集料的的概率率，取取5%f———加載頻頻率Vv———空隙率率——華氏70時(shí)瀝青青粘度度T———溫度Vb———瀝青用用量1.2AI設(shè)計(jì)方方法382023/3/6材料特特性②乳乳化瀝瀝青在溫度度T，硬化化時(shí)間間t時(shí)的模模量③未未處治治粒料料勁度度模量量K1,K2———系數(shù)一一般取取K1=8000～120000，K2=0.5θ———第一應(yīng)應(yīng)力不不變量量θ=1/3(σσ1+σ2+σσ3)1.2AI設(shè)計(jì)方方法392023/3/6材料特特性④土土基勁度模模量1.2AI設(shè)計(jì)方方法402023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方方法設(shè)計(jì)步步驟選擇材材料，，求得得各層層材料料特性性依據(jù)設(shè)設(shè)計(jì)壽壽命、、各層層材料料模量量和氣氣溫等等環(huán)境境因素素，采采用用DAMA計(jì)算求得路路面結(jié)結(jié)構(gòu)各各層的的設(shè)計(jì)計(jì)厚度度412023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法422023/3/61.2AI設(shè)計(jì)方法評(píng)述AI法吸收了各國(guó)國(guó)有關(guān)路面設(shè)設(shè)計(jì)方法的重重大科研成果果，把第七版版和第八版所所用的結(jié)構(gòu)使用性能能和功能特性性（PSI）結(jié)合起來(lái)。在設(shè)計(jì)中采采用了材料的動(dòng)態(tài)彈彈性模量，與實(shí)際較符符。未考慮各項(xiàng)指指標(biāo)的疊加效效果，沒(méi)有一個(gè)綜合合指標(biāo)，僅考慮了溫溫度對(duì)材料的的影響，而未考慮濕度的的影響，且當(dāng)瀝青較較薄，交通量量小時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)果較為保保守，所以適適用于較厚的的混凝土層。。432023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法AASHO試驗(yàn)路時(shí)間:50年代地點(diǎn):Ottawa,Illinois58～61年美伊伊利諾斯州6個(gè)環(huán)道實(shí)驗(yàn)第一環(huán)不不行車(chē)第二環(huán)行行輕車(chē)三到六實(shí)實(shí)驗(yàn)路段284段不同結(jié)構(gòu)組組合的FP得264種RP22輛輕型貨車(chē)和和104輛牽引車(chē)與半半掛車(chē)在實(shí)實(shí)驗(yàn)路上每天天行駛15小時(shí)共做了了1114000（一百一十一一萬(wàn)四千次））442023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法AASHO試驗(yàn)路的主要要成果提出了服務(wù)能能力PSI的概念提出了ESAL的概念提出了結(jié)構(gòu)數(shù)數(shù)(SN)的概念提出了簡(jiǎn)化的的設(shè)計(jì)回歸方方程452023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法NCHRP1-37A目的：研究新的的力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)路面設(shè)計(jì)方方法主要研究單位：：ERES，亞利桑那州立立大學(xué)研究期限：1996-2002/2004配套的研究課題題NCHRP1-39：交通數(shù)據(jù)收收集，分析和預(yù)預(yù)測(cè)NCHRP1-40：應(yīng)用NCHRP1-41：反射裂縫NCHRP1-42：Top-Down裂縫NCHRP9-30A：瀝青混合料料模型校正Top-Down裂縫462023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)變量BECDA時(shí)間約束交通可靠度服務(wù)能力環(huán)境影響472023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法AASHTO試驗(yàn)路基本方程程式19721986和1993482023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法492023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法502023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法法512023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法法以現(xiàn)時(shí)服服務(wù)能力力指數(shù)PSI為設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)路面臨界狀態(tài)指標(biāo)設(shè)計(jì)交通量

土基承載力

地區(qū)系數(shù)

設(shè)計(jì)考慮慮因素522023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法法YourTextHereYourTextHereYourTextHereYourTextHere設(shè)計(jì)參數(shù)可靠度參參數(shù)交通路基土有有效回彈彈模量使用性能能期和分析期期532023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法2ClicktoaddTitle選定使用性能能期和分析期期計(jì)算分析期期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸軸載累計(jì)作作用次數(shù)選用可靠度度參數(shù)確定設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)考慮環(huán)境的的影響確定路基土土的有效回回彈模量確定路面各各結(jié)構(gòu)層的的層位系數(shù)數(shù)選用排水系數(shù)數(shù)制定第一階段段設(shè)計(jì)方案確定各結(jié)構(gòu)層層厚度設(shè)計(jì)步驟542023/3/61.3AASHTO設(shè)計(jì)方法現(xiàn)行AASHTO路面設(shè)計(jì)方法法的缺陷設(shè)計(jì)方法只適適合于和AASHO試驗(yàn)路相同的的條件：一種氣候條件件，新路的修修建兩年觀測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)，ESALs不超過(guò)2百萬(wàn)50年代的車(chē)輛，，材料和施工工條件ESALs的換算標(biāo)準(zhǔn)采采用PSI，無(wú)法采用ESALs可靠地預(yù)測(cè)路路面的損壞如如車(chē)轍，疲勞勞開(kāi)裂，錯(cuò)臺(tái)臺(tái)等.AASHO試驗(yàn)路的路基基模量是3000psi，相當(dāng)于6psi應(yīng)力差.FWD反算模量遠(yuǎn)大大于3000，造成路面加加鋪厚度太薄薄.552023/3/61.4CBR設(shè)計(jì)方法CBR試驗(yàn)CBR為測(cè)定土基和和粒料基層材材料相對(duì)強(qiáng)度度的室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)法CBR=試樣加載強(qiáng)度度／標(biāo)準(zhǔn)加載載強(qiáng)度×100%562023/3/61.4CBR設(shè)計(jì)方法CBR設(shè)計(jì)曲線(xiàn)通過(guò)路況調(diào)查查得出路面損損壞的主要原原因1）由于路面滲滲水而路基土土側(cè)向移動(dòng)；；2）基層承載力力不均造成的的不均勻沉降降；3）路基土與地地基承載力不不足而造成過(guò)過(guò)大的變形。。這些都是與土土基和面層材材料壓實(shí)度和和抗剪強(qiáng)度不不足有關(guān)，為為了表示其強(qiáng)強(qiáng)度大小，開(kāi)開(kāi)創(chuàng)了CBR試驗(yàn)法法，通通過(guò)建建立CBR值、路路面厚厚度、、荷載載三者者之間間的關(guān)關(guān)系圖圖從而而得到到CBR設(shè)計(jì)曲曲線(xiàn)。。572023/3/61.4CBR設(shè)計(jì)方方法CBR初期設(shè)計(jì)曲線(xiàn)582023/3/6CBR設(shè)計(jì)法法的計(jì)計(jì)算公公式采用圓圓形均均布荷荷載時(shí)時(shí)1）美國(guó)國(guó)陸軍軍工兵兵部隊(duì)隊(duì)公式式2）貝爾爾梯公公式1.4CBR設(shè)計(jì)方方法592023/3/6CBR設(shè)計(jì)法法的計(jì)計(jì)算公公式采用圓圓形均均布荷荷載時(shí)時(shí)3）日本本竹下下公式式1.4CBR設(shè)計(jì)方方法602023/3/6CBR試驗(yàn)法法評(píng)述述1、CBR試驗(yàn)法法是室室內(nèi)有有效的的試驗(yàn)驗(yàn)方法法之一一2、CBR試驗(yàn)法法較承承載板板試驗(yàn)驗(yàn)難3、浸水水4d，不能能反映映實(shí)際際環(huán)境境因素素1.4CBR設(shè)計(jì)方方法612023/3/6CBR設(shè)計(jì)曲曲線(xiàn)評(píng)評(píng)述1、理論論基礎(chǔ)礎(chǔ)保守守2、設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)數(shù)中無(wú)無(wú)交通通量大大小的的概念念3、對(duì)輪輪壓的的大小小未予予重視視4、無(wú)使使用標(biāo)準(zhǔn)和損壞壞標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)1.4CBR設(shè)計(jì)方方法622023/3/6CBR設(shè)計(jì)新法根據(jù)道路路等級(jí)、、交通種種類(lèi)、交交通量等等綜合成成交通指指數(shù)，建建立不同同交通指指數(shù)時(shí)路路面總厚厚度H與土基CBR值的關(guān)系系,如下圖。。1.4CBR設(shè)計(jì)方法法632023/3/61.4CBR設(shè)計(jì)方法法642023/3/61.5港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法2瀝青鋪面以雙圓垂直均布荷載作用下的彈性層狀體系理論為基礎(chǔ)，采用鋪面表面容許彎沉值為控制指標(biāo)的半經(jīng)驗(yàn)半理論方法進(jìn)行鋪面厚度計(jì)算。1瀝青鋪面適用于流動(dòng)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)荷載為P1～P4級(jí)的港區(qū)道路和堆場(chǎng)鋪面的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原則則（JTJ296-96）652023/3/61.5港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法鋪面結(jié)構(gòu)構(gòu)：662023/3/61.5港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法我國(guó)86年瀝青路路面設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)：672023/3/62345611.5港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法基層材料料的回彈模模量土基回彈彈模量瀝青鋪面面設(shè)計(jì)使使用年限限面層材料料的彈性模模量底基層材材料回彈彈模量設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)荷載682023/3/61.5港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法1.荷載1、鋪面結(jié)構(gòu)上上的作用為可可變作用，包包括各種流動(dòng)動(dòng)機(jī)械荷載、、堆貨荷載以以及溫度變形形。2、結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)應(yīng)考慮持久狀狀況的承載能能力和正常使使用兩種極限限狀態(tài)。3、流動(dòng)機(jī)械荷荷載應(yīng)取重復(fù)復(fù)作用和一次次作用的兩種種形式；集裝裝箱荷載宜取取一次作用的的形式。4、流動(dòng)機(jī)械荷荷載應(yīng)采用單單軸單側(cè)輪載載形式。5、港區(qū)流動(dòng)機(jī)械械荷載可分為六六級(jí)，荷載分級(jí)級(jí)及各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)荷荷載計(jì)算參數(shù)按按下表確定。692023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法港區(qū)流動(dòng)機(jī)械荷載分級(jí)及各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算參數(shù)荷載等級(jí)P1P2P3P4P5P6標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算參數(shù)輪載QK（KN）50100150200300400接地面積（cm2）71510001500200030004000接地壓強(qiáng)（Mpa）0.701.001.001.001.001.00荷載適用范圍（KN）30～7070～130130～180180～250250～350＞350

702023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法當(dāng)有多種流動(dòng)機(jī)機(jī)械作用時(shí)，設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載采采用P1級(jí)。其計(jì)算參數(shù)數(shù)按下表確定。。我國(guó)瀝青路面設(shè)設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)荷荷載BZZ-100，雙輪中心距為為3δ=3×10.65=31.95cm712023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法荷載換算系數(shù)ηi按下式計(jì)算722023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法2.瀝青鋪面設(shè)計(jì)使使用年限732023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法3.回彈模量土基回彈模量和和各層鋪面材料料回彈模量，按按照現(xiàn)行《公路柔性路面設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的試驗(yàn)方方法測(cè)定。742023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)鋪鋪面設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)步驟：1、初步擬定路面結(jié)結(jié)構(gòu)2、設(shè)計(jì)參參數(shù)計(jì)算算1）瀝青鋪面面設(shè)計(jì)使使用年限限2）土基及及底基層層、基層層、面層層材料回回彈模量量3、荷載作作用次數(shù)數(shù)計(jì)算1）選取標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)荷載2）計(jì)算流流動(dòng)機(jī)械械年運(yùn)行行次數(shù)流動(dòng)機(jī)械械年運(yùn)行行次數(shù)的的估算方方式：A、通過(guò)調(diào)調(diào)查分析析確定。。B、經(jīng)驗(yàn)公公式估算算確定。。752023/3/61.5港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法經(jīng)驗(yàn)公式式：Zr—裝運(yùn)機(jī)械械的裝運(yùn)運(yùn)量擴(kuò)大大系數(shù)；；Wi——計(jì)算的裝裝運(yùn)機(jī)械械每年分分擔(dān)的貨貨運(yùn)量數(shù)數(shù)（T或TEU）；ψ—不平穩(wěn)系系數(shù)，單單條道路路或通道道取1，多條道道路或通通道取1.50-1.60；△—輪跡重疊疊系數(shù)，，用作跨跨運(yùn)車(chē)通通道計(jì)算算，取2，其他取取1；ωi—計(jì)算裝載載量（T或TEU)，為裝運(yùn)運(yùn)機(jī)械常常用起吊吊、載重重量。裝裝運(yùn)集裝裝箱時(shí)取取1，一次裝裝運(yùn)二箱箱時(shí)取2；nt—可以分流流的道路路、通道道條數(shù)，，用作集集裝箱堆堆場(chǎng)通道道計(jì)算時(shí)時(shí)，取集集裝箱堆堆放條數(shù)，用作件件雜貨堆場(chǎng)通通道計(jì)算時(shí)，，取2，用作散貨堆堆場(chǎng)通道計(jì)算算時(shí)，根據(jù)情況確定。762023/3/61.5港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法3）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)荷荷載作用次數(shù)數(shù)計(jì)算公式：ηi-荷載換算系數(shù)數(shù)；ηr2-道路鋪面寬度度折減系數(shù)或或堆場(chǎng)鋪面寬寬度折減系數(shù)數(shù)；ai—被換算的流動(dòng)動(dòng)機(jī)械荷載的的輪組系數(shù)；；ak—流動(dòng)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)荷載的輪組組系數(shù)；Pi—被換算的流動(dòng)動(dòng)機(jī)械荷載輪輪胎接地壓強(qiáng)強(qiáng)（Mpa）；Pk—流動(dòng)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)荷載輪胎接接地壓強(qiáng)（Mpa）；di—被換算的流動(dòng)動(dòng)機(jī)械荷載輪輪跡當(dāng)量圓直直徑D=√4Ai/π（cm）；dk—流動(dòng)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)荷載輪跡當(dāng)當(dāng)量圓直徑D=√4Ak/π（cm）。772023/3/61.5港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法782023/3/61.5港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法792023/3/61.5港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法4、試算并判斷斷擬定的各層層厚度的可行行性1）鋪面表面容容許回彈彎沉沉值[L](cm)計(jì)算β1——道路、堆場(chǎng)等等級(jí)系數(shù)；β2——鋪面面層類(lèi)型型系數(shù)；de——考慮多輪疊加加影響的等效效當(dāng)量圓直徑徑（cm）,當(dāng)鋪面通行多多種流動(dòng)機(jī)械時(shí)可根據(jù)據(jù)流動(dòng)機(jī)械數(shù)數(shù)量比例采用用加權(quán)平均法法或主要流動(dòng)動(dòng)機(jī)械確定de值.802023/3/61.5港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法812023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)鋪鋪面設(shè)計(jì)方法2）彎沉綜合修正系系數(shù)λ1計(jì)算822023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)鋪鋪面設(shè)計(jì)方法2）彎沉綜合修正系系數(shù)λ1計(jì)算我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范中確定的彎彎沉綜合修正系數(shù)數(shù)F公式：832023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)鋪鋪面設(shè)計(jì)方法3）理論彎沉系數(shù)λ2計(jì)算4）多層鋪面當(dāng)量厚厚度H計(jì)算，A理論計(jì)算的當(dāng)量厚厚度H理由理論彎沉系數(shù)λ2，及Eo/Ea值，查雙層體系鋪鋪面厚度計(jì)算諾謨謨圖，得出2H/de值從而H理=（2H/de）×de／2842023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)鋪鋪面設(shè)計(jì)方法852023/3/61.5港口道路、堆場(chǎng)鋪鋪面設(shè)計(jì)方法B多層鋪面當(dāng)量厚度度H若H＞H理，則所擬定的尺寸寸可作為鋪面設(shè)計(jì)計(jì)的結(jié)構(gòu)厚度。862023/3/61.6英國(guó)港口及其他工工業(yè)重型鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法第2版、第3版（1996年）與第4版（2007年）：相同：設(shè)計(jì)原理相同：以以線(xiàn)彈性層狀體系系理論為基礎(chǔ)，以以基層層底拉應(yīng)變變做為有效控制約約束條件。差異：計(jì)算方法不同：第第二版采用編程迭迭代的方法確定基基層厚度第三版采用有限元元法計(jì)算（線(xiàn)彈性性單元）第四版采用更加完完善的有線(xiàn)元法計(jì)計(jì)算靠近系數(shù)的確定方方法不同：第二版版根據(jù)輪距確定第三版根據(jù)輪距及及有效深度綜合確確定872023/3/61.6英國(guó)港口及其他工工業(yè)重型鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法第2版、第3版與第4版：查表不同：第二版版要查多個(gè)表第三版只要查一個(gè)個(gè)表第四版只要查一個(gè)個(gè)表內(nèi)容涵蓋的范圍不不同：第二版僅包包括設(shè)計(jì)方法第三版除此之外還還包括鋪面材料的的分類(lèi)，各種基層層、底基層材料的技術(shù)術(shù)規(guī)格，施工的工工藝等第四版除包括第三三版中內(nèi)容外，還還增加了加鋪層設(shè)設(shè)計(jì)，修正了基層設(shè)設(shè)計(jì)，給出了三個(gè)個(gè)新建路面設(shè)計(jì)示示例，更加簡(jiǎn)便和完完善。882023/3/61.6英國(guó)港口口及其他他工業(yè)重重型鋪面面設(shè)計(jì)方方法荷載分分級(jí)數(shù)數(shù)法：將輪載載總重重12t，輪壓壓0.8MPa的荷載載作為為“港港區(qū)荷荷載””，其其它荷荷載等等效換換算為為港區(qū)區(qū)荷載載PAWL，然后后根據(jù)據(jù)PAWL求得荷荷載分分級(jí)指指數(shù)LCI進(jìn)行結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)。。892023/3/61.6英國(guó)港口及及其他工業(yè)業(yè)重型鋪面面設(shè)計(jì)方法法第3版模型：902023/3/61.6英國(guó)港口及及其他工業(yè)業(yè)重型鋪面面設(shè)計(jì)方法法第3版設(shè)計(jì)步驟驟：1.根據(jù)地基情情況（CBR值）確定路路基加強(qiáng)層層、底基層層的厚度；；912023/3/61.6英國(guó)港口口及其他他工業(yè)重重型鋪面面設(shè)計(jì)方方法2.計(jì)算單側(cè)側(cè)單輪的的輪荷載載W值(根據(jù)工藝藝專(zhuān)業(yè)提提的條件件結(jié)合P14～P19公式確定定）；922023/3/61.6英國(guó)港口口及其他他工業(yè)重重型鋪面面設(shè)計(jì)方方法前叉車(chē)FrontLiftTrucks932023/3/61.6英國(guó)港口口及其他他工業(yè)重重型鋪面面設(shè)計(jì)方方法式中：W1-前輪重（（kg）W2-后輪重（（kg）Wc-集裝箱重重（kg）M-前軸車(chē)輪輪個(gè)數(shù)（（一般2，4，6個(gè)）fd-動(dòng)力修正正系數(shù)WT-卡車(chē)自身身重942023/3/61.6英國(guó)港口口及其他他工業(yè)重重型鋪面面設(shè)計(jì)方方法跨運(yùn)車(chē)StraddleCarriers952023/3/61.6英國(guó)港口口及其他他工業(yè)重重型鋪面面設(shè)計(jì)方方法Ui-空載輪載載（kg）Wc-集裝箱重重（kg）M-輪載個(gè)數(shù)數(shù)fd-動(dòng)力修正正系數(shù)承受荷載載時(shí)輪載載Wi計(jì)算962023/3/63.確定有效效計(jì)算深深度（P13）；式中：CBR——路基CBR值4.根據(jù)輪距距及有效效計(jì)算深深度確定定靠近系系數(shù)（P13）；1.6英國(guó)港口口及其他他工業(yè)重重型鋪面面設(shè)計(jì)方方法972023/3/61.6英國(guó)港口及其他工工業(yè)重型鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法982023/3/61.6英國(guó)港口及其他他工業(yè)重型鋪面面設(shè)計(jì)方法5.根據(jù)車(chē)輛的行駛駛特性及標(biāo)書(shū)的的具體要求確定定動(dòng)力修正系數(shù)數(shù)fd（考慮剎車(chē)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎、加速、不不平整度的綜合合影響，其中剎剎車(chē)的影響前輪輪取正，后輪取取負(fù)）；剎車(chē)轉(zhuǎn)彎加速不平整度992023/3/61.6英國(guó)港口及其其他工業(yè)重型型鋪面設(shè)計(jì)方方法6.修正后確定最最大輪荷載（（考慮破損和和動(dòng)載影響））；7.將其他輪荷載載等效為最大大荷載并累加加；8.根據(jù)原始資料料提供的交通通量及7的計(jì)算結(jié)果計(jì)計(jì)算同種車(chē)輛輛經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)點(diǎn)的作用次數(shù)數(shù)總和；9.根據(jù)8的結(jié)果及最大大荷載值查表表（P43），確定C10砼基層的厚度度；1002023/3/61.6英國(guó)港口及其其他工業(yè)重型型鋪面設(shè)計(jì)方方法1012023/3/61.6英國(guó)港口及其其他工業(yè)重型型鋪面設(shè)計(jì)方方法10.根據(jù)C10砼與不同材料料間的換算系系數(shù)，確定采采用所需材料料基層的厚度度（P21）。1022023/3/61.6英國(guó)港口及其其他工業(yè)重型型鋪面設(shè)計(jì)方方法計(jì)算示例：★荷載：托掛掛車(chē)1032023/3/61.6英國(guó)港口及其其他工業(yè)重型型鋪面設(shè)計(jì)方方法★計(jì)算單側(cè)輪輪載的輪荷載載W值W1=7.9T×10÷÷2=39.5KNW2=20T×10÷2=100KNW3=18.5T×10÷2=92.5KNW4=W3=92.5KN★假設(shè)CBR值為5％，則有效深度為：★根據(jù)輪距距及有效計(jì)計(jì)算深度確確定靠近系系數(shù)車(chē)輪間距3.0m8.7m1.15m靠近系數(shù)1.11.01.651042023/3/61.6英國(guó)港口及及其他工業(yè)業(yè)重型鋪面面設(shè)計(jì)方法法★修正后確定定最大輪荷荷載靜載:W1=(39.5+100××0.1)×1.3=64.35KNW2=(100+39.5××0.1)×1.3=135.14KNW3=(92.5+92.5×0.65)××1.3=198.42KNW4=W3=198.42KN最大輪載：：W3=W4=198.42KN★將其他輪荷荷載等效為為最大荷載載并累加以W3、W4為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行行等效換算算。W1等效為＝0.015passesW2等效為＝0.237passes★計(jì)算同種車(chē)輛經(jīng)經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)的作作用次數(shù)總和則198.42KN.荷載的重復(fù)作用用次數(shù)為=5×106(2+0.015+0.237)=1.126×107passes1052023/3/61.6英國(guó)港口及其他他工業(yè)重型鋪面面設(shè)計(jì)方法★確定C10砼基層的厚度參照C10貧混凝土基層路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表表,本項(xiàng)荷載需要520mm厚C10貧混凝土基層。?！锎_定采用所需材材料基層的厚度度C10混凝土等強(qiáng)代換換為C20混凝土的系數(shù)為為0.76。所以C20=520×0.76=400mm.★路面結(jié)構(gòu)為：1062023/3/61.6英國(guó)港口及其他他工業(yè)重型鋪面面設(shè)計(jì)方法1072023/3/61.6英國(guó)港口及其他工工業(yè)重型鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法第4版較第3版第四版采用更加完完善的有線(xiàn)元法計(jì)計(jì)算第四版除包括第三三版中內(nèi)容外，還還增加了加鋪層設(shè)設(shè)計(jì)，修正了基層層設(shè)計(jì)，給出了三三個(gè)新建路面設(shè)計(jì)計(jì)示例，更加簡(jiǎn)便便和完善。1082023/3/61.6英國(guó)港口及其他工工業(yè)重型鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法第4版設(shè)計(jì)步驟：1、單輪荷載分析2、確定有效計(jì)算深深度3、確定輪載靠近系系數(shù)4、計(jì)算單側(cè)單輪的的輪荷載W5、計(jì)算單輪等效荷荷載SEWL6、確定有效計(jì)算深深度設(shè)計(jì)年限7、查表確定各層厚厚度1092023/3/62、剛性路面設(shè)計(jì)方法法AASHTO設(shè)計(jì)方法1PCA設(shè)計(jì)方法2日本設(shè)計(jì)方法3港口道路、堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法4英國(guó)港口鋪面設(shè)計(jì)方法51102023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)特性影響可靠度PSI環(huán)境對(duì)△PSI影響凍脹設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1112023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方法法服務(wù)功能能指數(shù)設(shè)計(jì)期1122023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方法法設(shè)計(jì)方程程1132023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方方法可靠度度水平平和總總標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差交通分分析地基設(shè)設(shè)計(jì)反反應(yīng)模模量路面排排水系系數(shù)接縫傳傳荷系系數(shù)砼抗彎彎拉強(qiáng)強(qiáng)度和和彈性性模量量設(shè)計(jì)參參數(shù)1142023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方方法★設(shè)計(jì)計(jì)步驟驟★1、確定定各項(xiàng)項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)數(shù)★2、確定定地基基的設(shè)設(shè)計(jì)反反應(yīng)模模量K★3、面板板厚度度設(shè)計(jì)計(jì)（如如下圖圖）K，Ec——Sc—J—Cd—△PSI—DK-地基反反應(yīng)模模量；；Ec-混凝土土彈性性模量量；EC-混凝土土平均均彎拉拉強(qiáng)度度；J-傳荷系系數(shù)；；Cd-排水系系數(shù)；；D-板厚。。1152023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方法1162023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方法1172023/3/62.1AASHTO設(shè)計(jì)方法★評(píng)述★1、引進(jìn)耐久久性服務(wù)指指數(shù)PSI，且提出不不同道路等等級(jí)應(yīng)有不不同的設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)★2、以試驗(yàn)路路觀測(cè)資料料為基礎(chǔ)，，建立了△△PSI同板厚、地地基反應(yīng)模模量K和標(biāo)準(zhǔn)軸載載作用次數(shù)數(shù)的關(guān)系★3、采用△PSI為設(shè)計(jì)指標(biāo)標(biāo)，體現(xiàn)了了路面使用用性能★4、設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)全面1182023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法★設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)★1、砼板疲勞斷裂裂----縱縫中部1192023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法★設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)★1、砼板疲勞斷裂1202023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法★設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)★2、地基和路肩材材料侵蝕、沖刷刷——限制板間、接縫縫、自由邊撓度度1212023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法★設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)★2、地基和路肩材材料侵蝕、沖刷刷C2—對(duì)不設(shè)混凝土路路肩的路面為0.06，對(duì)有拉桿混凝土土路肩的路面為為0.94。1222023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法★設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)時(shí)還考慮★1、接縫傳荷能力力★2、路肩類(lèi)型★3、貧砼基層★4、三聯(lián)軸影響1232023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)參數(shù)交通分析混凝土強(qiáng)度路基和基層1242023/3/61、混凝凝土彎彎折模模量28d簡(jiǎn)支梁梁三分分點(diǎn)加加載確確定。。2、土基和底基層支支承土基和底基層支承承定義為地基反應(yīng)應(yīng)模量k。采用正常夏季或或秋季的k值作為設(shè)計(jì)所用的的合理平均值。2.2PCA設(shè)計(jì)方法1252023/3/6表1未處理底基層對(duì)k值的影響2.2PCA設(shè)計(jì)方法土基k值（pci）底基層k值（pci）4in6in9in12in506575851101001301401601902002202302703203003203303704301262023/3/6表2水泥穩(wěn)定基層的設(shè)設(shè)計(jì)k值2.2PCA設(shè)計(jì)方法土基k值（pci）底基層k值（pci）4in6in9in12in50170230310390100280400520640200470640830--1272023/3/63、設(shè)計(jì)年限20～40年4、交通在PCA設(shè)計(jì)方法中，需要要用到貨車(chē)的日平平均交通量（ADTT）和軸載分布方面面的資料。1）軸載分布需要用貨車(chē)交通軸軸載分布的數(shù)據(jù)來(lái)來(lái)計(jì)算預(yù)期設(shè)計(jì)年年限內(nèi)不同重量的的單軸和雙軸車(chē)輛輛數(shù)。2.2PCA設(shè)計(jì)方法1282023/3/6表3某工程軸載分布2.2PCA設(shè)計(jì)方法軸載kip(1)每1000輛貨車(chē)軸數(shù)（2）每1000輛貨車(chē)修正軸數(shù)（3）設(shè)計(jì)年限軸數(shù)（4）單軸28～300.280.58631026～280.651.3514690雙軸48～520.941.982132044～481.893.94428701292023/3/62）荷載安安全系數(shù)數(shù)（LSF）①對(duì)于于交通不不受干擾擾和貨車(chē)車(chē)交通量量大的州州際公路路和其他他多車(chē)道公路路LSF=1.2②貨車(chē)交通通量中等等的公路路和主干干道，LSF=1.1③貨車(chē)交通通量小的的道路和和住宅區(qū)區(qū)街道，，LSF=1.0在特殊情情況可高高達(dá)1.3。2.2PCA設(shè)計(jì)方法法1302023/3/6設(shè)計(jì)用表表和圖1、疲勞損損傷疲勞損傷傷是以板板邊應(yīng)力力為根據(jù)據(jù)的。表表中所示示的當(dāng)量量應(yīng)力為為板邊應(yīng)應(yīng)力乘以以系數(shù)0.894。(見(jiàn)表4、5)表4不設(shè)混凝凝土路肩肩面板的的當(dāng)量應(yīng)應(yīng)力2.2PCA設(shè)計(jì)方法法1312023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法法1322023/3/6表5設(shè)有混凝土路路肩面板的當(dāng)當(dāng)量應(yīng)力2.2PCA設(shè)計(jì)方法1332023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法當(dāng)量應(yīng)力確定定以后，可以以用當(dāng)量應(yīng)力力除以設(shè)計(jì)抗抗彎拉強(qiáng)度，，算出應(yīng)力比比。1342023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法圖1對(duì)是否設(shè)有有混凝土路路肩面板的的應(yīng)力比與與允許荷載載重復(fù)作用用次數(shù)的關(guān)關(guān)系1352023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法2、沖刷損傷傷由于沖刷損損傷發(fā)生在在板角，而而且受接縫縫類(lèi)型的影影響，所以以將有傳力力桿的接縫縫和集料嵌嵌鎖型接縫縫分開(kāi)，采采用不同表表格（如表表6、7）。1362023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法表6有傳力桿接接縫而不設(shè)設(shè)混凝土路路肩面板的的沖刷系數(shù)數(shù)1372023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法1382023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法表7集料嵌鎖型接縫縫和不設(shè)混凝土土路肩面板的沖沖刷系數(shù)1392023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法在查得沖刷系數(shù)數(shù)后可由圖2得到允許荷載重重復(fù)作用次數(shù)。。1402023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法圖2對(duì)不設(shè)有混凝土土路肩面板的沖沖刷系數(shù)與允許許荷載重復(fù)作用用次數(shù)的關(guān)系1412023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方法對(duì)于設(shè)有混凝土土路肩面板的類(lèi)類(lèi)似用表8、9及圖3.表8有傳力桿接縫和和混凝土路肩面面板的沖刷系數(shù)數(shù)1422023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方方法表9有集料料嵌鎖鎖型接接縫和和混凝凝土路路肩面面板的的沖刷刷系數(shù)數(shù)1432023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方方法1442023/3/62.2PCA設(shè)計(jì)方方法圖3對(duì)設(shè)有有混凝凝土路路肩面面板的的沖刷刷系數(shù)數(shù)與允允許荷荷載重重復(fù)作作用次次數(shù)的的關(guān)系系1452023/3/6評(píng)述1、PCA設(shè)計(jì)方法考慮板邊邊中間應(yīng)力產(chǎn)生的的混凝土疲勞和板板角撓度產(chǎn)生的地地基沖刷。2、通常在輕型交通通作用下，薄層路路面設(shè)計(jì)用疲勞分分析控制，而在重重型交通作用下，，厚層路面設(shè)計(jì)用用沖刷分析控制，，對(duì)于常規(guī)混合軸軸載重量作用下的的路面，單軸荷載載易于疲勞開(kāi)裂，，雙軸荷載易于產(chǎn)產(chǎn)生沖刷破壞。3、分別考慮每一個(gè)個(gè)荷載組，并根據(jù)據(jù)累積損份量總加加起來(lái)，反復(fù)驗(yàn)證證厚度，直至兩項(xiàng)項(xiàng)損份率均小于1；還考慮了接縫類(lèi)類(lèi)型及路肩類(lèi)型影影響。2.2PCA設(shè)計(jì)方法1462023/3/62.3日本設(shè)計(jì)方法◆采用溫克爾地基板板的基本理論◆混凝土路面板板厚，是按輪載應(yīng)應(yīng)力與溫度應(yīng)力的的合成應(yīng)力進(jìn)行疲疲勞計(jì)算求解的。。混凝土路面板的的設(shè)計(jì)包括對(duì)自由由邊緣，縱縫邊緣緣及板中三部分進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。1472023/3/62.3日本設(shè)計(jì)方法1、車(chē)輪荷載應(yīng)力計(jì)算算σ=2.12（1+0.54μ）p/h2（log10l-0.75log10a-0.18）(自由邊緣)σ=1.59（1+0.54μ）p/h2（log10l-0.75log10a-0.18）(縱縫邊緣)σ=1.1（1+μ）p/h2（log10l-0.75log10a-0.268）(板中)式中：σ—計(jì)算點(diǎn)（（自由邊邊緣，縱縱縫邊緣緣，板中中）最大大抗折應(yīng)應(yīng)力(kg/cm2)μ—混凝土泊泊松比p—車(chē)輪荷載載（kg）h—混凝土路路面板厚厚（cm）E—混凝土彈彈性模量量（kg/cm2）l—相對(duì)剛度度半徑=(Eh3/12(1-μμ2)K)1/4(cm)K—基層承載載力系數(shù)數(shù)（kg/cm2）1482023/3/62.3日本設(shè)計(jì)計(jì)方法▲設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)所用的的大型車(chē)車(chē)輪載分分布按表表12?！?chē)輪荷荷載距板板邊及板板中距離離不同時(shí)時(shí)，板邊邊板中應(yīng)應(yīng)力系數(shù)數(shù)如表13，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)采用的的車(chē)輪頻頻度關(guān)系系見(jiàn)表14。1492023/3/62.3日本設(shè)計(jì)計(jì)方法1502023/3/62.3日本設(shè)計(jì)計(jì)方法1512023/3/62.3日本設(shè)計(jì)計(jì)方法2、溫度應(yīng)力力計(jì)算σt=0.35CW×α×E××θ’式中：σt—混凝土板板底面的的溫度應(yīng)應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)值（kg/cm2）CW—翹曲約束束系數(shù)（（表15）α—混凝土的的膨脹率率θ’——混凝土板板的溫度度差（表表16）輪載應(yīng)力力與溫度度應(yīng)力組組合值見(jiàn)見(jiàn)表17。1522023/3/62.3日本設(shè)設(shè)計(jì)方方法1532023/3/62.3日本設(shè)設(shè)計(jì)方方法1542023/3/62.3日本設(shè)設(shè)計(jì)方方法3、疲勞設(shè)設(shè)計(jì)輪載應(yīng)應(yīng)力和和溫度度應(yīng)力力合成成后的的混凝凝土疲疲勞應(yīng)應(yīng)力曲曲線(xiàn)，，以下下圖為為準(zhǔn)。。1552023/3/62.3日本設(shè)設(shè)計(jì)方方法※評(píng)述■PCA設(shè)計(jì)方方法考考慮板板邊中中間應(yīng)應(yīng)力產(chǎn)產(chǎn)生的的混凝凝土疲疲勞和和板角角撓度度產(chǎn)生生的地地基沖沖刷。。在疲勞勞準(zhǔn)則則中未未考慮慮翹曲曲應(yīng)力力，這點(diǎn)點(diǎn)是很很有爭(zhēng)爭(zhēng)議的的。由由于將將荷載載應(yīng)力力與翹翹曲應(yīng)應(yīng)力綜綜合在在一起起考慮慮比較較復(fù)雜雜，比比較合合理的的是對(duì)對(duì)荷載載和翹翹曲造造成的的損傷傷分別別考慮慮，然然后組組合起起來(lái)。。在沖沖刷準(zhǔn)準(zhǔn)則中中，沖沖刷準(zhǔn)準(zhǔn)則有有利于于減少少錯(cuò)臺(tái)臺(tái)、唧唧泥等等現(xiàn)象象產(chǎn)生生。但但是沖沖刷準(zhǔn)準(zhǔn)則的的建立立主要要是采采納了了有特特定底底基層層的AASHTO道路實(shí)驗(yàn)結(jié)果果，可能不適適用于底基層層類(lèi)型不同的的情況?！鐾ǔＴ谳p型交交通作用下，，薄層路面設(shè)設(shè)計(jì)用疲勞分分析控制，而而在重型交通作用下，厚層層路面設(shè)計(jì)用用沖刷分析控制制，對(duì)于常規(guī)混混合軸載重量量作用下的路路面，單軸荷荷載易于疲勞勞開(kāi)裂，雙軸軸荷載易于產(chǎn)產(chǎn)生沖刷破壞壞?！龇謩e考慮每一一個(gè)荷載組，，并根據(jù)累積積損份量總加加起來(lái)，反復(fù)復(fù)驗(yàn)證厚度，，直至兩項(xiàng)損損份率均小于于1；還考慮了接接縫類(lèi)型及路路肩類(lèi)型影響響。1562023/3/62.4港口道道路、、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原原則混凝土土板的的厚度度，按按荷載載彎拉拉應(yīng)力力不超超過(guò)容容許荷荷載彎彎拉應(yīng)應(yīng)力確確定混凝土面板板荷載應(yīng)力力采用溫克克爾(Winkler)地基上中厚厚板理論計(jì)計(jì)算。1572023/3/62345612.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法基層材料料的回彈模模量土基回彈彈模量混凝土鋪鋪面設(shè)計(jì)計(jì)使用年年限面層材料料的彈性模模量底基層材材料回彈彈模量設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)荷載1582023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法1.荷載根據(jù)工藝藝荷載條條件及重重復(fù)荷載載作用的的影響（（一般以以車(chē)后軸軸荷載））選擇標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)荷載載。1592023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法1602023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法1612023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法2.設(shè)計(jì)年限限混凝土鋪鋪面設(shè)計(jì)計(jì)使用年年限宜取取30年。3.回彈模量量土基回彈彈模量和和各層鋪鋪面材料料回彈模模量，按按照現(xiàn)行行《公路柔性性路面設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》中規(guī)定的的試驗(yàn)方方法測(cè)定定。1622023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法設(shè)計(jì)步驟驟：1、初步擬擬定路面面結(jié)構(gòu)2、設(shè)計(jì)參參數(shù)計(jì)算算3、荷載作作用次數(shù)數(shù)計(jì)算1）選取標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)荷載根據(jù)工藝藝荷載條條件及重重復(fù)荷載載作用的的影響選選擇2）計(jì)算流流動(dòng)機(jī)械械年運(yùn)行行次數(shù)流動(dòng)機(jī)械械年運(yùn)行行次數(shù)的的估算方方式：A、通過(guò)調(diào)調(diào)查分析析確定。。B、經(jīng)驗(yàn)公公式估算算確定。。1632023/3/62.4港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法經(jīng)驗(yàn)公式：Zr—裝運(yùn)機(jī)械的裝裝運(yùn)量擴(kuò)大系系數(shù)；Wi—計(jì)算的裝運(yùn)機(jī)機(jī)械每年分擔(dān)擔(dān)的貨運(yùn)量數(shù)數(shù)（T或TEU）；ψ—不平穩(wěn)系數(shù)，，單條道路或或通道取1，多條道路或或通道取1.50-1.60；△—輪跡重疊系數(shù)數(shù)，用作跨運(yùn)運(yùn)車(chē)通道計(jì)算算，取2，其他取1；ωi—計(jì)算裝載量（（T或TEU)，為裝運(yùn)機(jī)械械常用起吊、、載重量。裝裝運(yùn)集裝箱時(shí)時(shí)取1，一次裝運(yùn)二二箱時(shí)取2；nt—可以分流的道道路、通道條條數(shù)，用作集集裝箱堆場(chǎng)通通道計(jì)算時(shí)，，取集裝箱堆堆放條數(shù)，用作件件雜貨堆場(chǎng)通通道計(jì)算時(shí)，，取2，用作散貨堆堆場(chǎng)通道計(jì)算算時(shí)，根據(jù)情況確定。1642023/3/62.4港口道路、堆堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)計(jì)方法3.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)荷載載作用次數(shù)1652023/3/62.4港口道路、、堆場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)方法法1662023/3/62.4港口道路、、堆場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)方法法1672023/3/62.4港口道路、、堆場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)方法法4、各層厚度度驗(yàn)算1)流動(dòng)機(jī)械荷荷載作用情情況A、計(jì)算底基（（墊）層頂頂面當(dāng)量回回彈模量Vo-土基泊松比比；Eo-土基回彈模模量；Wc-雙層體系表表面垂直位位移系數(shù)Wc；查雙層體系系表面垂直直位移系數(shù)數(shù)Wc諾謨圖，得得Wc值。1682023/3/62.4港口道路、、堆場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)方法法1692023/3/62.4港口道路、、堆場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)方法法B、計(jì)算基層頂頂面當(dāng)量回回彈模量及及地基綜合合反應(yīng)模量量查雙層體系系表面垂直直位移系數(shù)數(shù)Wc諾謨圖，得得Wc值。地基綜合反反應(yīng)模量1702023/3/62.4港口道路、、堆場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)方法法C、計(jì)算荷載彎彎拉應(yīng)力σc1712023/3/62.4港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法1722023/3/62.4港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法1732023/3/62.4港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法1742023/3/62.4港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法D、計(jì)算容許荷載彎彎拉應(yīng)力σa1752023/3/62.4港口道路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)方法法1762023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法E、判斷計(jì)計(jì)算荷載載應(yīng)力σc與容許荷荷載彎拉拉應(yīng)力σa的是否滿(mǎn)滿(mǎn)足0.95σa＜σc＜1.03σa，若滿(mǎn)足足，初擬擬板厚可可作為設(shè)設(shè)計(jì)板厚厚，否則則，重新新擬定板板厚。1772023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法2)集裝箱荷荷載作用用情況A、計(jì)算底底基（墊墊）層頂頂面當(dāng)量量回彈模模量Vo-土基泊松松比；Eo-土基回彈彈模量；；Wc-雙層體系系表面垂垂直位移移系數(shù)Wc；查雙層體體系表面面垂直位位移系數(shù)數(shù)Wc諾謨圖，，得Wc值。1782023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法B、計(jì)算基層層頂面當(dāng)當(dāng)量回彈彈模量及及地基綜綜合反應(yīng)應(yīng)模量查雙層體體系表面面垂直位位移系數(shù)數(shù)Wc諾謨圖，，得Wc值。地基綜合合反應(yīng)模模量1792023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法C、計(jì)算荷載載彎拉應(yīng)應(yīng)力σc1802023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法1812023/3/62.4港口道路路、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面設(shè)設(shè)計(jì)方法法1822023/3/62.4港口道道路、、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)計(jì)方法法D、計(jì)算容容許荷荷載彎彎拉應(yīng)應(yīng)力σa1832023/3/62.4港口道道路、、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)計(jì)方法法1842023/3/62.4港口道道路、、堆場(chǎng)場(chǎng)鋪面面設(shè)計(jì)計(jì)方法法E、判斷斷計(jì)算算荷載載應(yīng)力力σc與容許許荷載載彎拉拉應(yīng)力力σa的是否否滿(mǎn)足足0.95σσa＜σc＜1.03σσa，若滿(mǎn)滿(mǎn)足，，初擬擬板厚厚可作作為設(shè)設(shè)計(jì)板板厚，，否則則，重重新擬擬定板板厚。。1852023/3/62.5英國(guó)港港口及及其他他工業(yè)業(yè)