【正文】 柔性路面電算成果 軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算 序號 車型名稱 前軸重(kN) 后軸重 (kN) 后軸數(shù) 后軸輪 組數(shù) 后軸距(m) 1 三菱 FR415 30 51 1 雙輪組 0 2 五十鈴NPR595G 44 1 雙輪組 0 3 江淮HF140A 1 雙輪組 0 4 江淮 HF150 1 雙輪 組 0 5 東風 KM340 1 雙輪組 0 6 東風SP9135B 2 雙輪組 4 7 五十鈴EXR181L 60 100 3 雙輪組 4 設(shè)計年限 15 車道系數(shù) 0 .5 交通量平均年增長率 5 ％ 當以設(shè)計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時 : 路面竣工后第一年日平均當量軸次 : 1310 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次 : 5158895 當進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 : 路面竣工后第一年日平均當量 軸次 : 1707 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次 : 6722316 公路等級 一級公路 公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 基層類型系數(shù) 1 路面設(shè)計彎沉值 : () 層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度 (MPa) 容許拉應(yīng)力 (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 2 中粒式瀝青混凝土 1 3 粗粒式瀝青混凝土 4 二灰碎石 5 石灰土 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 公 路 等 級 : 一級公路 新建路面的層數(shù) : 5 標 準 軸 載 : BZZ100 路面設(shè)計彎沉值 : () 路面設(shè)計層層位 : 5 設(shè)計層最小厚度 : 15(cm) 表 26 層位 結(jié)構(gòu)層 材料名稱 厚度 (cm) 抗壓模量 (MPa)(20℃) 抗壓模量 (MPa)(15℃) 容許應(yīng)力 (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 5 1400 2020 2 中粒式瀝青混凝土 6 1200 1600 3 粗粒式瀝青 混凝土 7 1000 1200 4 二灰碎石 20 1500 1500 5 石灰土 20 550 550 6 土基 35 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= () H( 5 )= 20 cm LS= () H( 5 )= 25 cm LS= () H( 5 )= cm(僅考慮彎沉 ) 按容許拉應(yīng)力驗算設(shè) 計層厚度 : H( 5 )= cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) H( 5 )= cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) H( 5 )= cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) H( 5 )= cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) H( 5 )= cm(第 5 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) 路面設(shè)計層厚度 : H( 5 )= cm(僅考慮彎沉 ) H( 5 )= cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力 ) 通過對設(shè)計層厚度取整 , 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下 : H( 5 )= cm(僅考慮彎沉 ) H( 5 )= cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力 ) 通過對設(shè)計層厚度取整以及設(shè)計人員對路面厚度進一步的修改 , 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下 : 細粒式瀝青混凝土 5 cm 。 路面電算優(yōu)化設(shè)計 通過將相關(guān)數(shù)據(jù)輸進道路路面設(shè)計軟件中可得路面設(shè)計，優(yōu)化成果如下。 路面材料參數(shù)確定 按規(guī)范取水泥混凝土面層的彎拉強度標準值為 ；相應(yīng)彎拉彈性模量標準值為31Gpa；路基回彈模量 E0=30Mpa；二灰碎石回彈模量 E1=1300Mpa；二灰土回彈模量 E2 =800Mpa 路面結(jié)構(gòu)示意圖如下： 面層 水泥混凝土 24cm 基層 二灰碎石 20cm E1 = 1400Mpa 墊層 二灰土 20cm E2 = 800Mpa 土基 E0 = 35Mpa 結(jié)構(gòu)層示意圖 計算基層頂面當量回彈模量，如下： 2221 222121X hh EhEhE ??? 2222 6 0 3 0 ? ???? Mpa1048? ? ? 12211221322311X hE 1hE 14 hh12hE12hED????????? ????? ? ? 1333 14 ??????? ?????????? ? 31XXX ED12h ????????? )( 31 m??????? ?? ???????? ?????????? ? 0 ???????? ??????????? = 0???????????301 0 4 ?????????? = 310X0bxt EEEahE ????????? 301 0 4 ??????????=175MPa 其中， tE — 基層頂面的當量回彈模量 0E — 路床頂面的回彈模量 XE — 基層和底基層或墊層的當量回彈模量 1E 2E — 基層和底基層的當量回彈模量 xh — 基層和底基層或墊層的 當量厚度 XD — 基層和底基層或墊層的當量彎曲剛度 1h 2h — 基層和底基層或墊層的厚度 a b — 與0XEE 有關(guān)的回歸系數(shù) 普通混凝土面層的相對剛度半徑計算為： mEEhr tc 33 ????? 計算荷載疲勞 應(yīng)力 標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為： ? ? ? ? M P ahsp ????? ???? 因縱縫為設(shè)拉桿平縫、接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù) ??K ，考慮設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù) ? ? ???? neNK f，根據(jù)公路等級，由規(guī)范表 ，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損傷影響的綜合系數(shù) ?cK 產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力 M p akkk pscfrr ?????? ?? 計算溫度疲 勞應(yīng)力 由規(guī)范，Ⅳ區(qū)最大溫度梯度取 )/(92 mc? ，板長 , mrl ?? , , ?? xBmh ，最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為： Xgcctm B2 hTE??? M p 1 0 0101 5 ??????? ? 查《規(guī)范》表 回歸系數(shù) a,b,c 得 a=,b=,c= 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) ???????? ????????? ??? bfafK crtmtmrt ???????? ?????????? 5 = 臨界荷載處的溫度疲勞應(yīng)力： M p ak tmttr 3 ???? ?? 。根據(jù)一級公路重交通和低級變異系數(shù)等級，查規(guī)范表 ，初擬水泥混凝土面層厚度為 ，基層選用二 灰碎石，厚度 ，墊層為二灰土，厚度 。 則設(shè)計使用年限內(nèi)設(shè)計車道的標準軸載累計作用次數(shù)： ? ?? ? ??? 36511 ???? te NN ? ?? ? 30 ?????? ?? 次 查規(guī)范，屬重交通等級。 公路剛性路面設(shè)計 （電算） 設(shè)計資料 使用剛性路面建一條一級公路擬修建水泥混凝土路面，交通量調(diào)查表如下，交通量增長率為 5%?？箟耗Ａ咳?c?20 的模量，各值取規(guī)范給定的中值，因此得到 c?20 的抗壓模量： 細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 二灰碎石（ 8： 17： 75）基層為 1500Mpa 12%石灰土墊層為 550Mpa 各層材料的劈裂強度： 細粒式密級配瀝青混凝土為 中粒式密級配瀝青混凝土為 粗粒式密級配瀝青混凝土為 二灰碎石基層為 石灰土墊層為 土基回彈模量的確定 由任務(wù)書知： 沿線無不良地質(zhì)狀況，沿線土質(zhì)為粉質(zhì)亞粘土， 為粘性土，稠度為 ，土基回彈模量為 35Mpa 如圖示： h1=5㎝ E1=1400 Mpa 細粒式密級配瀝青混凝土 h2=6㎝ E2=1200 Mpa 中粒式密級配瀝青混凝土 h3=7㎝ E5=1000 Mpa 粗粒式密級配瀝青混凝土 h4=20㎝ E4=1500 Mpa 二灰碎石基層 h5=？ ㎝ E5=550 Mpa 石灰土底基層 E0=35 Mpa 土基 瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層示意圖 設(shè)計指標的確定 （ 1）設(shè)計彎沉值 路面設(shè)計彎沉值根據(jù)公式計算，該公路為一級公路，公路等級系數(shù) Ac取 ，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù) As取 ，半剛性基層，基層類型系數(shù) Ab取 。 ? ? 1 6 5 2 7 7365115)(13651)1(?????????????????? ?NrtreN 路面參數(shù)計算 （ 1）結(jié)構(gòu)組合與材料選取 路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土 18cm，采用三層式瀝青面層，表面層采用細粒式密級配瀝青混凝土，厚 5cm,中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土，厚 6㎝，下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土，厚 7 ㎝，基層選用二灰碎石，厚 20 ㎝ ,底基層采用 12%石灰土，厚度待定。 計算結(jié)果如下表所示： 軸載換算結(jié)果表 (彎沉 ) 車型 I級軸載總重Pi(kN) 1C 2C 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) Ni(次/日) N 三菱 FR415 前軸 30 1 1 2 250 后軸 51 1 1 五十鈴 NPR595G 前軸 1 1 2 240 忽略 后軸 44 1 1 江淮 HF140A 前軸 1 1 2 200 忽略 后軸 1 1 江淮 HF150 前軸 1 1 2 220 后軸 1 1 東風 KM3 前軸 1 1 2 350 忽略 40 后軸 1 1 東風 SP9135B 前軸 1 2 2 180 忽略 后軸 2 1 五十鈴 EXR181L 前軸 60 1 3 2 230 后軸 100 3 1 230 匯總 注：小于 25KN 的軸載作用可忽略不計。 路面設(shè)計 柔性路面設(shè)計 交通分析 路面設(shè)計以雙輪組單軸載 100kN 為標準軸載。 路堤按填土高度不同，劃分為矮路堤，高路堤和一般路堤。路堤是值全部用巖石填筑而成的地基。由于填挖情況不同。 本路段的排水描述 本路段位于平原微丘處，河流較少，地勢變化較大，因而根據(jù)河流位置進行排水設(shè)計，利用自然水系排水，故只在路塹設(shè)置邊溝，進行有組織排水。 （ 5）路基排水要結(jié)合當?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，又必須講究經(jīng)濟效益。對于排水困難和地質(zhì)不良的路段，還應(yīng)于路段防護加固相配合，并進行特殊設(shè)計。路基邊溝一般不應(yīng)用作農(nóng)田灌溉渠道，兩者必需合并使用時，邊溝的斷面應(yīng)加大，并予以加固，以防水流危害路基。一般