【正文】 后軸 71 1 1 750 累計(jì) 3 軸載換算結(jié)果（半剛性材料層的拉應(yīng)力） 車型 Pi C180。 當(dāng)以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載 P 的當(dāng)量作用次數(shù) 39。 4 計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次 設(shè)計(jì)交通量是根據(jù)不同公路等級的設(shè)計(jì)年限、第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 (N1)、年平均交通量增長率、車道系數(shù)及該公路交通特點(diǎn)，計(jì)算的設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)方向一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次，按公式計(jì)算： Ne Nt? ? ? ? ? ?[( ) ]1 1 365 1? ? ? 式中： eN ── 設(shè)計(jì) 年限內(nèi)一個(gè)方向上一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次（次）； t ── 設(shè)計(jì)年限（年）； N1 ── 路面營運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次 /日）； r ── 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長率 (%)。交通調(diào)查資料為 2021 年，設(shè)計(jì)年限的起算年為 2021年。 驗(yàn)算彎沉和瀝青層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次 從調(diào)查年 2021 年到設(shè)計(jì)年限的起算年 2021 年，有 三年。 ? ?? ?? ?? ? 7 0 5 . 33 6 53 6 511711???????????? ?NrrNte = 次 ? ?? ?? ?? ? 0 6 4 . 03 6 53 6 511822???????????? ?NrrNte = 次 所以設(shè)計(jì)年限 15 年間的累計(jì)當(dāng)量軸次： eN = 21 ee NN ? =+= 次 次7 0 5 . 34)(3 5 .237)1( 331 ????? ?NN次8 0 6 4 .0)(3 5 . 237)1( 10102 ????? ?NN 5 驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次 從調(diào)查年 2021 年到設(shè)計(jì)年限的起算年 2021 年，有三年。 ? ?? ?? ?? ? 1 8 3 . 03 6 53 6 511711???????????? ?NrrNte = 次 ? ?? ?? ?? ? 0 5 9 6 .736536511821???????????? ?NrrNte = 次 所以設(shè)計(jì)年限 15年間的累計(jì)當(dāng)量軸次： eN = 21 ee NN ? =+= 次 交通等級 交通等級 BZZ100KN 累計(jì)標(biāo) 準(zhǔn) 軸次 Ne(萬次 /車道 ) 中型以上貨車及大客車（日 /輛） A 特輕 交通 100 300 B 輕交通 100～ 400 300～ 1000 C 中交通 400～ 1200 1000～ 4000 D 重交通 1200～ 2500 4000～ 10000 E 特重交通 2500 10000 由上表格可見，屬于 D 級重交通等級 。 1 輪隙中心處（ A點(diǎn)）路表計(jì)算彎沉值 Sl 小于或 等于設(shè)計(jì)彎沉值 dl ，即： dS ll ? 2 輪隙中心（ C點(diǎn)）或單圓荷載中心處（ B點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力 m? 應(yīng) 小于或 等于容許拉應(yīng)力 R? ， 即： Rm ?? ? B(c)ccpE n =E 0rAAE 1E 2E n 1h n 1h 2h 1B路面荷載及計(jì)算點(diǎn)圖示 設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等級、設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次、面層和基層類型按下公式計(jì)確定。 bA —— 基層類型系數(shù)，對半剛性基層 bA =；柔性基層 bA =； 對于混合式基層采用線性內(nèi) 插確定基層類型系數(shù)： 20/2）（ ?? Fb HA 7 式中： FH —— 為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（ cm） ； 因?yàn)槌鯏M定面層為瀝青混凝土面層，基層為半剛性基層，所以： 取 ?sA ， ?bA ， ?cA ）（ 0 .0 1 m 9 1 0 0 3 0 1 .86 0 06 0 0 0 . ??????? ? bsced AAANl 根據(jù)路基土類與干濕類型，確定土基彈性模量 確定土基干濕類型 該路段地處Ⅱ 2區(qū)， 沿線土質(zhì)為粉質(zhì)輕亞粘土， WL=40%， wp=18%，當(dāng)?shù)囟嗄昶骄畲髢錾顬? 米 。 cw = 確定土基回彈模量 根據(jù)土類和氣候區(qū)以及擬定的路基土的平均稠度，可參考附錄 F 估計(jì)路基回彈模量設(shè)計(jì)值。 oE = 3 0 . 5012 4 .5 ??? ）（ MPa . 8 初擬路面結(jié)構(gòu)，確定材料的參數(shù) 由 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 1910 萬次左右。 方案一： 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)，底基層采用水泥石灰砂礫土 (厚度待定 )。 方案二： 路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（ 27cm),基層采用水泥穩(wěn)定沙礫（待定） 底基層采用級配沙礫（ 18cm),見下表 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℃的抗壓模量和各層材料的劈裂強(qiáng)度（單位均為 MPa）： 材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度 材料名稱 厚度 細(xì)粒式瀝青混過凝土 3cm 中粒式瀝青混凝土 5cm 粗粒是瀝青混凝土 7cm 水泥穩(wěn)定碎石 25cm 水泥石灰砂礫土 待定 材料名稱 厚度 細(xì)粒式瀝青混過凝土 4cm 中粒式瀝青混凝土 8cm 粗粒式瀝青碎石 15cm 水泥穩(wěn)定沙礫 待定 級配沙礫 18cm 材料 細(xì)粒式瀝青 混凝土 中粒式瀝青 混凝土 粗粒式瀝青 混凝土 水泥穩(wěn)定 碎石 水泥石灰砂礫土 抗壓模量 1400 1200 1000 1500 1000 劈裂強(qiáng)度 材料 粗粒式瀝青 碎石 水泥穩(wěn)定沙 礫 級配沙礫 抗壓模量 1250 1300 175 劈裂強(qiáng)度 9 各層材料的容許層底拉應(yīng)力 瀝青混凝土面層、半剛性材料基層、底基層以彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，材料的容許拉應(yīng)力 R? 應(yīng)按下列公式計(jì)算：、 SSR K?? ? 式中： R? —— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力 (MPa)。 1 對瀝青混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，系指 15℃時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度；對水泥穩(wěn)定類材料齡期為 90d 的極限抗拉強(qiáng)度 (MPa)；對二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類的材料齡期為 180d 的極限抗拉強(qiáng)度 (MPa)。N σ s=σ s/Ks= 中粒式瀝青混凝土 : Ks=N σ R=σ s/Ks=水泥穩(wěn)定碎石 : Ks= σ R=σ s/Ks=水泥石灰砂礫土 : Ks= σ R=σ s/Ks= 10 設(shè)計(jì)彎沉值為 ()，相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)缦卤?: 材料名稱 h(cm) 15℃模量 20℃模量 劈裂強(qiáng)度 σ （ MPa） 容許拉應(yīng)力（ MPa） 細(xì)粒式瀝青混凝土 3 1800 1400 中粒式瀝青混凝土 5 1600 1200 粗粒式瀝青混凝土 7 1200 1000 水泥穩(wěn)定碎石 25 1500 1500 水泥石灰砂礫土 25 1000 1000 土基 40 由公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)計(jì)算新 建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力： 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 1 )= (MPa)＜ 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 2 )= (MPa)＜ 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 3 )= (MPa)＜ 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 4 )= .053 (MPa)＜ 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 5 )= .096 (MPa)＜ 負(fù)號表示瀝青面層的層底均受 壓應(yīng)力。查《道路工程》（徐家鈺 程家駒 編著） 335 頁表 236（最小防凍層厚度）可知中濕類路基當(dāng)土質(zhì)為粉質(zhì)輕亞粘土，道路凍深為 50～ 100cm 時(shí)，砂石類和穩(wěn)定土類的最小防凍厚度取為 40cm。 交通資料在 0+500~3+500 段鋪筑新建瀝青路面時(shí)已經(jīng)計(jì)算完畢。 對 3+500~5+000 段，測定時(shí)路表溫度與前 5H 平均氣溫之和為 ，在凍前進(jìn)行路面彎沉實(shí)測彎沉值為： 97 、 105 、 136 、 100 、 147 、 67 、 121 、 115 、 86 、 78 、 99 、 165 、 120 、 83 、 67 、 162 、 87 、 116 、 92 、 123 、 12 7 97 、 5 87 、 6 8 10 10 110。 原有路面厚度為 25 cm 天然沙礫底基層， 20cm 石灰土基層， 6cm 瀝青貫入。不同軸 輪型和軸載的作用次數(shù)，按式 1 換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的 作用次數(shù)。三軸 雙輪組時(shí) ,按式 (4)計(jì)算。 因此設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)水泥混凝土面層臨界荷位處所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)eN 可按下式計(jì)算： 式中： Ne—— 標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)； t —— 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期； γ —— 交通量年平均增長率； η —— 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，按下表選用。 ? ?? ?? ?? ? 1 0 7 436536511711???????????? ??? NNte = 次 ? ?? ?? ?? ? 365112322???????????? ??? NNte = 次 )(2 4 6 6 8 . 2 9)1( 331 ????? ?NN 2 5 65)( 4 6 6 8)1( 10102 ????? ?NN??? 365]1)1[( ????? tse NN 33 所以設(shè)計(jì)年限 30 年間的累計(jì)當(dāng)量軸次： eN = 21 ee NN ? =+= 次 水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)分為 4 級，分級范圍如下表。 初擬路面結(jié)構(gòu) 根據(jù)路基土質(zhì)和水溫狀況、路面材料性質(zhì)與供應(yīng)情況以及交通繁重程度 ，初擬路面結(jié)構(gòu)斷面，包括結(jié)構(gòu)層次、類型選擇和厚度。 水泥混凝土面層厚度的參考范圍 交通等級 特重 重 公路等級 高速 一級 二級 高速 一級 二級 變異水平等級 低 中 低 中 低 中 低 中 面層厚度（ mm） ≥ 260 ≥ 250 ≥ 240 270～ 240 260～ 230 250～ 220 交通等級 中等 輕 公路等級 二級 三、四級 三、四級 三、四級 變異水平等級 高 中 高 中 高 中 面層厚度（ mm） 240～ 210 230～ 200 220～ 200 ≤ 230 ≤ 220 查得特重交通等級的一級公路的變異水平等級為中， 得初擬水泥混凝土面層厚為 。混凝土預(yù)制塊面層應(yīng)采用瀝青混凝土基層 適宜各交通等級的基層類型 交通等級 基層類型 特重交通 貧混凝土、碾壓混凝土或?yàn)r青混凝土基層 重交通 水泥穩(wěn)定粒料或?yàn)r青穩(wěn)定碎石基層 中等或輕交通 水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級配粒料基層 34 查上表，擬定基層為碾壓混凝土基層厚度為 半剛性墊層采用低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料 ,厚度為 普通混凝土板的平面尺寸為寬 ，長 。 查《道路工程工程》（徐家鈺 編著） 358 頁表 246（混凝土彎拉強(qiáng)度和彈性模量）取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 ，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為 30MPa。低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土墊層回彈模量取 600MPa，碾壓混凝土基 層 回彈模量取 27000MPa。 當(dāng)面層板下設(shè)有基層和底基層時(shí)，依據(jù)“等彎曲剛度”的原則將基層和底基層換算為回彈模量和厚度當(dāng)量的單層結(jié)構(gòu)，而用一個(gè)基層頂面當(dāng)量回彈模量和基層當(dāng) 量厚度來