【導(dǎo)讀】4. 4. 4. 4. 4. 4. 5. 6. 6. 6. 7. 7. 8. 10. 10. 11. 11. 11. 12. 13. 13. 13. 13. 13. 14. 17. 17. 17. 17. 17. 18. 18. 18. 19. 19. 19. 19. 20. 20. 23. 23. 24. 24. 24. 25. 25. 25. 28. 36. 37. 37. 38. 39. 39. 44. 44. 44. 45. 47. 48. 49. 49. 50. 50. 51. 52. 52. 52. 53. 57. 58. 58. 59. 59. 59. 60. 61

　　

【正文】 （ 2）累計當(dāng)量軸次計算 由《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》 (JTJ014－ 97) 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 1N 按下式計算。 ?? 36 5]1)1([ ????teN ?1N （ 533） 式中： eN — 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次，次； 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 t — 設(shè)計年限，年； 1N — 路面竣工后第一年雙向日平均當(dāng)量軸次，次／日； ? — 設(shè)計年限內(nèi)交通量的平 均年增長率 (%),應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)查，預(yù)測交通量增長，經(jīng)分析確定； ? — 車道系數(shù)，查《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》 (JTJ014－ 97)確定車道系數(shù)為 ~,本設(shè)計取 ? =。 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 eN 為 20[ 1 ] 36 5( 1 0. 05 ) 22 51 .0 7 0. 45 ???? ? ?=（次） 4）驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計當(dāng)量軸次 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 ，凡軸載大于 50KN 的各級軸載 （包括車輛的前、后軸） 1P 的作用次數(shù) 1n ，均按下式轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)軸載 P 的當(dāng)量作用次數(shù) N? 。 ?? ?????????? Ki iPPnCCN 1 8121 （ 534） 式中： ?1C — 軸數(shù)系數(shù)； ?2C — 輪組系數(shù) ，單輪組為 ，雙輪組為 ，四輪組為 。 當(dāng)軸間距小于 3m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計算。 )1(211 ????? mC （ 535） 計算結(jié)果如下表。 表 534 標(biāo)準(zhǔn)軸載換算（二） 車 型 iP (KN) ?1C ?2C 1n iN 黃 河 JN— 150 后軸 900 前軸 900 —— 躍 進(jìn) NJ— 130 后軸 1100 —— 前軸 1100 —— 解 放 CA— 10B 后軸 1800 前軸 1800 —— 太脫拉 — 138 后軸 600 前軸 600 合 計 注：軸載小于 50KN 的軸載作用不計。 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 ?eN 仍按式（ 533）進(jìn)行計算： 20[ 1 ] 365( 1 ) eN???? ? ? ?= 1058670（次） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 29 路面結(jié)構(gòu)層厚度計算 方案一 路面結(jié)構(gòu)及計算參數(shù)見表 535。 表 535 路面結(jié)構(gòu)及計算參數(shù) 層次 材料名稱 厚 度(cm) 20 C 抗壓回彈模量 (MPa) 15 C 抗壓回彈模量 (Mpa) 15 C劈裂強(qiáng)度 (MPa) 1 細(xì)粒式抗滑瀝青混 凝土， AK13A 4 1400 2020 2 中粒式瀝青混 凝土 AC20Ⅰ 6 1200 1800 3 粗粒式瀝青混 凝土 AC30Ⅱ 6 1000 1400 4 二灰碎石 ? 1500 1500 5 二灰土 20 750 750 6 土基 —— 40 —— 1）按容許彎沉計算路面厚度 路面設(shè)計彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)，是根據(jù)設(shè)計年限內(nèi)每個車道累計標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次、公路等級、面層和基層的類型等確定的。 路面設(shè)計彎沉值可按下式計算： bsced AAANl 0 0 ?? （ 536） 式中： dl — 路面設(shè)計彎沉值 ()。 eN — 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次； cA — 公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為 ，二級公路為 ，三、四級公路為 ； SA — 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為 ； bA — 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， bA =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、瀝青碎石的半剛性基層結(jié)構(gòu)時， bA 可取 ；柔性基層底基層 bA =，當(dāng)柔性基層厚度大于 15cm、底基層為半剛性下臥層時， bA 可取 。 根據(jù)上式計算得： 6 9 1 9 9 4 96 0 0 ????? ?dl =（ ） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 30 2）結(jié)構(gòu)層材料的容許彎拉應(yīng)力 高速公路的瀝青混凝土面層或半剛性材料基層、底基層，在進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗算時，結(jié)構(gòu)層底 面計算點的拉應(yīng)力 m? 應(yīng)小于或等于該層材料的容許彎拉應(yīng)力 R? ，即： m? ≤ R? （ 537） 容許彎拉應(yīng)力 R? 按下式列公式計算： sSPR K?? ? （ 538） 式中： R? — 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許彎拉應(yīng)力 (MPa)； SP? — 瀝青混凝土或半剛性材料的劈裂強(qiáng)度 (MPa)。對瀝青混凝土指 15℃時的劈裂強(qiáng)度；對水泥穩(wěn)定類材料為齡期 90d 的劈裂強(qiáng)度 (MPa)；對二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類的材料為齡期 180d 的劈裂強(qiáng)度 (MPa)； SK — 抗壓強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。 對瀝青混凝土面層： ceas ANAK / ? (539) 式中： aA — 瀝青混凝土級配類型系數(shù)，細(xì)、中粒式瀝青混凝土為 ，粗粒式瀝青混凝土為 。 對無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定集料類： SK ce AN / ? （ 5310） 對無機(jī)結(jié)合類穩(wěn)定細(xì)粒土類： SK ce AN / ? （ 5311） （ 1）瀝青混 凝土上面層 AK13A SP? ＝ SK = (16919949)R? = M P a3 9 9 0 ? （ 2）瀝青混凝土中面層 AC20Ⅰ SP? ＝ SK = (16919949)R? = M P a2 8 5 0 ? 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 31 （ 3）瀝青混凝土下面層 AC30Ⅱ SP? ＝ SK = (16919949)R? = M P a2 0 7 5 ? （ 4）二灰碎石基層 SP? ＝ Mpa SK = (10586703)R? = M P ? （ 5）二灰土底基層 SP? ＝ SK = (10586703)R? = M P ? 3）路面厚度計算 路面厚度是根據(jù)多層 彈性理論、層間接觸條件為完全連續(xù)體系時，在雙圓均布荷載作用下，輪隙中心處實測路表彎沉值 sl 等于設(shè)計彎沉值 dl 的設(shè)計原則進(jìn)行計算（其力學(xué)圖式如圖 431），即 sl ＝ dl （ 5312） Aδ δδδδh2E1E2hn1 En1En=E0h1Ar圖4 31 路 表彎沉值計算圖式 圖 531 路表彎沉值計算圖式 路表彎沉值按下式計算： FEpl cs ??? ??121000 （ 5313） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 )......(102312121???nnc EEEEEEhhhf ，， ???? )()2 0 0 0( pElF s ?? ? （ 5314） 式中： sl — 路面實測彎沉值， ； p、 ? — 標(biāo)準(zhǔn)車型的輪胎接地壓強(qiáng) (MPa)和當(dāng)量圓半 徑， cm； F— 彎沉綜合修正系數(shù)； c? — 理論彎沉系數(shù)； 0E 或 )(nE — 土基回彈模量值， MPa； 1E 、 2E 、 1?nE — 各層材料回彈模量值； 1h 、 2h 、 1?nh — 各結(jié)構(gòu)層厚度， cm。 計算得： 0 . 3 8 0 . 3 62 1 . 5 0 4 01 . 6 3 ( ) ( )2 0 0 0 1 0 . 6 5 0 . 7F ? ? ??= 由式（ 4313）得理論彎沉系數(shù)： 1 1400 2 1000 2 lE pf? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? 這是一個多層體系，計算時可以先將多層體系轉(zhuǎn)換為當(dāng)量三層體系，求出中間層的厚度 H，然后再求出基層厚度，轉(zhuǎn)換圖式如下： h1= 4c mh2= 6c mh3= 6c mh4= ?c mh5 =2 0c m土基 E1= 140 0M PaE2= 120 0M PaE5 =7 50 MP aE3= 100 0M PaE4= 150 0M Pah1= 4c m E1= 140 0M PaH= ?c m E2= 120 0M Pa土基 圖4 3 2 彎沉三層體系換算圖式E0= 40 MP aE0= 40 MP a 圖 532 彎沉三層體系換算圖式 由 ???h ， 85 0012 0012 ??EE 查《路基路面工程》（鄧學(xué)鈞主編 張登良主審，人民交通出版社）第 360 頁圖 1414 得 ?? 。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 33 由 ???h ， 02 40 0 .0 3 3 31200E E ??查《路基路面工程》（鄧學(xué)鈞主編 張登良主審，人民交通出版社）第 360 頁圖 1414 得 1 ? 。 由于 ?? 21kkc ? ，所以 12 kkc?? ?? = ? = 再由 ??h ， 02 E E ? 和 2k = 查《路基路面工程》（鄧學(xué)鈞主編 張登良主審，人民交通出版社）第 360 頁圖 1414 得 ??H ， 從而， ???H cm 根據(jù)等效路表彎沉的結(jié)構(gòu)層轉(zhuǎn)換公式： ?? ?????????? 5 2 2 2 0 07 5 0201 2 0 01 5 0 01 2 0 01 0 0 066i ii hEEhH 得： ?h cm, 取 34cm計。 4）驗算彎拉應(yīng)力 （ 1）上面層底面彎拉應(yīng)力驗算 先轉(zhuǎn)化成三層體系（模量采用 15℃時的抗壓回彈模量），圖示如下： 圖4 3 3 AK 1 3A 面層彎拉應(yīng)力三層體系換算圖E0=40MPa土基 E2=1800MPaH=?cmE1=2020MPah1=4cmE0=40MPaE4=1500MPaE3=1400MPaE5=750MPaE2=1800MPaE1=2020MPa土基 h5=20cmh4=34cmh3=6cmh2=6cmh1=4cm圖 533 AK— 13A上面層彎拉應(yīng)力三層體系換算圖 上層厚度為 4?h cm。 中層厚度為： ?? ?????????? 5 2i 2i 8 6 2 0 06 0 0201 2 0 01 5 0 0361 2 0 01 0 0 075EEhH i cm 對高速公路的瀝青混凝土面層和半剛性基層、 底 基層進(jìn)行拉應(yīng)力的驗算時，各層按連續(xù)驗算。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 驗算層低拉應(yīng)力時根據(jù)多層彈性理論， 層間接觸條件為完全連續(xù)體系，以雙圓荷載作用下按下式計算層低最大拉應(yīng)力 m? 。 mm p ?? ?? （ 5315） ),......,。,......,( 102312121 ??? nnm EEEEEEhhhf ???? m? 應(yīng)以下式計算： 21 mmm ????? （ 5316） 式中： 1m 、 2m — 系數(shù)。 驗算層低拉應(yīng)力時，應(yīng)滿足下式要求： m? R?? （ 5317） 式中： R? — 容許拉應(yīng)力。 由 ???h ， 00 01 60 012 ??EE 查《路基路面工程》（鄧學(xué)鈞主編 張登良主審，人民交通 出版社）第 362 頁圖 1418 得無具體的 ? 。 由 ???h ， 00 01 80 012 ??EE ， 02 40 0 .0 2 21800E E ??查表無具體的 1m 值。 由 ??H ， 00 01 80 012 ??EE ， 02 40 0 .0 2 21800E E ??查表無具體的 2m 值。說明上面 層底面所受拉應(yīng)力較小，即可認(rèn)為： 0?? ，從而， m? ＜ 0＜ R? =，滿足強(qiáng)度要求。 （ 1）中面層底面拉應(yīng)力驗算 三層體系轉(zhuǎn)化圖示如下： 圖4 3 3 A C 20 Ⅰ 面層彎拉應(yīng)力三層體系換算圖土基 E2 =1 40 0M PaH= ?c mE1 =1 80 0M Pah1 =? cmE4 =1 50 0M P