路面设计计算书
《路面工程》课程设计计算书

沥青路面设计 (2)1 设计资料 (2)1.1 公路等级情况及周边情况 (2)1.2 公路2007年交通量调查情况如下表: (2)1.3 沿线地理特征 (3)2 轴载分析 (3)2.1以设计弯沉值为设计指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 (3)2.1.1 轴载换算 (3)2.1.2 计算累计当量轴次 (4)2.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 (4)2.2.1 轴载换算 (4)2.2.2 计算累计当量轴次 (5)3 确定路面等级和面层类型 (5)3.1 路面等级 (5)3.2 面层类型 (5)3.3 结构组合与材料的选取 (5)4 确定各结构层材料设计参数。
(6)4.1 各层材料的抗压模量与劈裂强度 (6)4.2 土基回弹模量的确定 (6)4.2.1 确定路基的平均稠度 (6)4.2.2 确定土基回弹模量 (7)5 设计指标的确定 (7)5.1 设计弯沉值 (7)5.2 各层材料的容许底层拉应力 (7)6 设计资料总结 (8)7 确定石灰土层的厚度 (8)8 计算路面结构体系的轮隙弯沉值(理论弯沉值) (10)9 验算各层层底拉应力 (11)9.1 上层底面弯拉应力的验算 (11)9.1.1 第一层地面拉应力验算 (11)9.1.2 第二层地面拉应力验算 (11)9.1.3 第三层换算 (12)9.1.4 第四层换算 (13)9.2 计算中层底面弯拉应力。
(13)水泥路面设计 (14)1 设计资料 (14)1.1 公路等级情况及周边情况 (14)1.2 公路1998年交通量调查情况如下表: (14)1.3 沿线地理特征 (15)2 交通分析 (15)2.1 标准轴载与轴载换算 (15)2.2 交通分级,设计使用年限,和累计作用次数 (16)2.2.1 设计年限内一个车道累计作用次数 (16)2.2.2 交通等级的确定及初估板厚 (16)3 路面结构层组合设计 (16)4 确定结构层材料设计参数 (17)4.1 基层顶面的当量回弹模量与计算回弹模量 (17)4.2 复合式混凝土面层的截面总刚度与相对刚度半径 (18)5 荷载应力计算 (18)5.1荷载疲劳应力计算 (18)5.2 温度疲劳应力计算 (19)6 路面接缝处理 (20)6.1 纵向接缝 (20)6.1.1 根据规范的要求纵向接缝的布设应路面宽度和施工铺筑宽度而定。
路面结构设计计算书(原创)

路⾯结构设计计算书(原创)路⾯结构补强计算书1.轴载换算及设计弯沉值计算序号车型名称前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数后轴轮组数后轴距(m) 交通量1 北京BJ130 13.55 27.2 1 双轮组 24882 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 5953 黄河JN163 58.6 114 1 双轮组 2964 黄河JN360 50 110 2 双轮组 <3 2135 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 >3 2726 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 53527 四平SPK6150 38 77.8 2 双轮组 >3 471 设计年限取 8年车道系数 .5 交通量平均年增长率 4.7 %当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应⼒验算时,根据上述公式计算得:路⾯竣⼯后第⼀年⽇平均当量轴次 : 3512设计年限内⼀个车道上累计当量轴次 : 6055122当进⾏半刚性基层层底拉应⼒验算时 :路⾯竣⼯后第⼀年⽇平均当量轴次 : 4705设计年限内⼀个车道上累计当量轴次 : 8112001公路等级⼀级公路公路等级系数 1 ⾯层类型系数 1 基层类型系数 1路⾯设计弯沉值 : 26.4 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应⼒(MPa)1 中粒式沥青混凝⼟ 1 0.362 中粒式改性沥青混凝⼟ 0.9 0.323 ⽔泥稳定碎⽯ 0.5 0.264 ⽔泥稳定碎⽯ 0.4 0.212.原路⾯的计算弯沉值及当量回弹模量的计算本次外业资料收集中,对沿线各路段均采⽤BZZ-100标准轴载汽车,⽤贝克曼梁测定原有路⾯的弯沉值,每20m ~50m 测⼀点,对变化值较⼤路段进⾏加密检测,每车道、每路段的测点数不少于20点。
各路段的计算弯沉值按下式进⾏计算:路⾯回弹模量计算:公式如下:原路⾯计算弯沉值及当量回弹模量如下:3.拟定补强结构⽅案因考虑采⽤⽔泥稳定碎⽯就地再⽣技术,需铣刨⾯层并对⽼路20厘⽶基层进⾏再⽣,再⽣后强度不低于于⽼路强度,故对新加铺⽔泥稳定碎⽯基层(设计层位第3层)进⾏层底拉应⼒验算。
路面结构计算书

路面结构计算书
道路工程路面结构计算书
交工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级: 一级公路
新建路面的层数: 5
标准轴载: BZZ-100
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 细粒式沥青玛蹄脂碎石50 1400 201 1800 344 1
2 中粒式沥青混凝土50 1200 105 1600 187 1
3 粗粒式沥青混凝土80 1000 55 1200 60 1
4 水泥稳定碎石250 1500 150 1500 150 1
5 级配碎石200 250 0 250 0 1
6 新建路基36 1
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 31.6 (0.01mm)
第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 35.7 (0.01mm)
第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 41.1 (0.01mm)
第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 52 (0.01mm)
第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 195.8 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS= 258.8 (0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)
第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.17 (MPa)
第2 层底面最大拉应力σ( 2 )= .033 (MPa)
第3 层底面最大拉应力σ( 3 )= .016 (MPa)
第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .205 (MPa)。
(整理)路基路面工程课程设计计算书

(一) 路面稳定性分析(1)汽车荷载当量换算BLNQh γ=0 N —横向分布车辆数,四车道N =4; Q —每一辆车的重力,Q=550kN ; γ—路基填料的容重,γ=18.6kN /m 3; L —汽车前后轴的总距,L =12.8m ;B —横向分布车辆轮胎外缘之间的总距,B =Nb +(N -1)d =4×1.8+3×1.3=11.1m ;m BL NQ h 85.08.121.116.1855040=⨯⨯⨯==γ (2) 按4.5H 法确定滑动圆心辅助线。
在此取边坡斜度i 0=1:1.5,查表得β1=26°,β2=35°。
距此两角分别自坡脚和左顶点作直线相交于O 点,BO 的延长线即为滑动圆心辅助线。
(3)绘出三条不同位置的滑动曲线:①一条通过路基中心线;②一条通过路基的右边缘;③一条通过距右边缘1/4路基宽度处。
(4)滑动圆弧中心确定方法:用直线连接可能滑弧的两端点,并作此直线的中垂线相交于滑动圆心辅助线BO 于A 点。
A 点即是该滑动曲线的中心。
(5)将圆弧范围土体每1.5米分为一段,自滑动曲线的中心到基层直线向两边依次分。
算出滑动曲线每一分段中点与圆心竖线之间的偏角αiRX ii =αsin 式中:Xi —分段中心距圆心竖线的水平距离,圆心竖线左侧为负,右侧为正; R —滑动曲线的半径。
(6)每一段的滑动弧曲线可近似取直线,将各分段图形简化为梯形或者三角形,计算面积Ωi ,其中包括荷载换算成土柱部分的面积在内。
(7)以路堤纵向1m 计算出各分段的重力G i ; (8)在每一段的重力G i 化为两个分力: a)在滑动曲线法线方向分力:N i =G i cos αi b)在滑动曲线切线方向分力:T i =G i sin αi 并分别求出此两者之和,∑ N i 和∑T i 。
(9)算出滑动曲线圆弧长L 。
(10)计算稳定系数∑∑==+=ni ini i TcLN f K 11K 1=1.67 K 2=3.58 K 3=2.49由于第一条曲线(通过路基中心线)的稳定系数最小,而又是最靠左边,因此在左边缘与路基中线之间再绘一条滑动曲线,并计算其稳定系数。
路基路面工程课程设计计算书

路基路面工程课程设计计算书
摘要:
一、路基路面工程课程设计计算书概述
二、设计资料
三、设计计算
四、设计结果与分析
五、结论
正文:
一、路基路面工程课程设计计算书概述
路基路面工程课程设计计算书是针对道路工程设计中的一种重要文档,主要用于记录设计过程和结果。
本文将以某一路基路面工程为例,详细介绍设计计算书的内容和编制方法。
二、设计资料
在进行路基路面工程设计计算前,需要先收集和整理相关的设计资料,包括道路的基本参数、地质条件、交通量等。
这些资料将为后续的设计计算提供依据。
三、设计计算
根据设计资料,进行路基路面工程的设计计算。
设计计算主要包括以下内容:
1.确定道路的横断面形式和尺寸;
2.计算路基的稳定性;
3.设计路面的结构层;
4.计算路面的厚度;
5.确定路面的材料种类和规格。
四、设计结果与分析
根据设计计算的结果,对路基路面工程的设计进行分析和评价。
分析主要包括以下内容:
1.评价路基的稳定性;
2.评价路面的承载能力和使用寿命;
3.分析设计的合理性和经济性。
五、结论
通过对路基路面工程的设计计算和分析,得出结论:设计方案可行,满足道路的使用要求和经济性。
路面结构计算书

1、路面结构计算书1.1 水泥混凝土路面设计道路等级:城市主干道Ⅰ级;设计车速:50Km/h;设计荷载:公路-Ⅰ级;标准轴载:道路BZZ-100KN;路面类型:水泥混凝土路面;路面结构达到临界状态设计年限:30年;交通量达饱和设计年限:20年。
本次路面结构计算采用“《公路路面程序设计系统》HPDS2006”电算软件进行计算。
按一级公路标准等级进行计算。
变异水平的等级 : 中级可靠度系数 : 1.195面层类型 : 普通混凝土面层序号路面行驶车辆名称单轴单轮组的个数轴载总重(kN)单轴双轮组的个数轴载总重(kN)双轴双轮组的个数轴载总重(kN)三轴双轮组的个数轴载总重(kN)交通量1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 5420序号分段时间(年) 交通量年增长率1 10 9.6 %2 10 7.2 %3 10 6.4 %行驶方向分配系数 .5 车道分配系数 .6轮迹横向分布系数 .22混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa混凝土面层板长度 4 m 地区公路自然区划Ⅳ面层最大温度梯度 88 ℃/m 接缝应力折减系数 .87基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32基层顶面当量回弹模量 ET= 189.5 MPa中间计算结果 :HB= 260 r= .764 SPS= .97 SPR= 2.7BX= .53 STM= 1.87 KT= .46 STR= .85SCR= 3.55 GSCR= 4.12 RE=-17.6 %其中:HB-----拟定的混凝土面层厚度(mm)r------混凝土面层板的相对刚度半径(m)SPS----混凝土面层的荷载应力(MPa)SPR----混凝土面层的荷载疲劳应力(MPa)BX-----温度应力系数STM----混凝土面层的温度应力(MPa)KT-----温度疲劳应力系数STR----混凝土面层的温度疲劳应力(MPa)SCR----混凝土面层的综合应力(荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和)(MPa)GSCR---可靠度系数与混凝土面层综合应力的乘积(MPa)RE-----GSCR与面层混凝土弯拉强度标准值的相对误差(%)设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 1626路面的设计基准期 : 30 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 1.502976E+07路面承受的交通等级 :重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 189.5 MPa混凝土面层设计厚度 : 260 mm通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:---------------------------------------普通混凝土面层 260 mm---------------------------------------水泥稳定粒料 250 mm---------------------------------------级配碎砾石 200 mm---------------------------------------新建路基新建基(垫)层及路基顶面交工验收弯沉值计算新建基(垫)层的层数 : 2基(垫)层及路基交工验收综合影响系数 : 1标准轴载 : BZZ-100层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32第 1 层顶面交工验收弯沉值 LS= 53.6 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 第 2 层顶面交工验收弯沉值 LS= 211.5 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 291.1 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)1.2 沥青混凝土路面设计道路等级:城市主干道Ⅰ级;设计车速:50Km/h;设计荷载:公路-Ⅰ级;标准轴载:道路BZZ-100KN;路面类型:沥青混凝土路面;路面结构达到临界状态设计年限:15年;交通量达饱和设计年限:20年。
路基路面课程设计计算书

路基路面课程设计计算书设计背景:随着交通运输的发展和经济的繁荣,道路建设成为城市发展的重要环节之一、而路基路面设计是道路建设中的重要内容,主要包括路基和路面的设计。
路基是指道路的基础部分,承受车辆荷载并传递给路面,起到支撑和分散荷载的作用。
路面是指用于车辆行驶的道路表层。
设计目标:本次设计的目标是设计一条道路的路基和路面,满足交通量大、车速快(80km/h)等条件下的设计要求,确保道路的安全性、平稳性和经济性。
1.路基设计:a.车道宽度:根据交通量和车速要求确定车道宽度,假设为3.5m。
b.路基厚度:根据路面材料的类型和厚度确定路基厚度,假设路面材料为沥青混凝土,厚度为0.2m。
c.路基面积:路基面积等于道路总宽度乘以路基厚度,计算得到路基面积为3.5m×0.2m=0.7平方米。
d.路基材料:选择合适的路基材料,如砂石或碎石,保证路基的稳定性和强度。
2.路面设计:a.路面材料:选择合适的路面材料,如沥青混凝土或水泥混凝土,考虑到道路使用量大且车速快,选择沥青混凝土作为路面材料。
b.路面厚度:根据设计要求和承载能力计算得到路面的厚度,假设路面厚度为0.15m。
c.路面面积:路面面积等于道路总宽度乘以路面厚度,计算得到路面面积为3.5m×0.15m=0.525平方米。
d.路面结构:按照设计要求确定路面的结构,包括基层、底基层、面层等。
基层一般采用碎石、砂石等材料,底基层采用砂石或砾石,面层采用沥青混凝土。
3.荷载计算:a.车辆荷载:根据设计要求和交通量确定道路设计的车辆荷载,假设为100kN。
b.路基承载力:根据路基材料的承载能力和荷载计算得到路基的承载力,确保路基的稳定性和安全性。
c.路面承载力:根据路面材料的承载能力和荷载计算得到路面的承载力,确保路面的平稳性和耐久性。
设计结论:根据以上的设计计算,得出以下结论:1.道路的路基厚度为0.2m,路基面积为0.7平方米。
2.道路的路面厚度为0.15m,路面面积为0.525平方米。
(整理)路面设计计算书

(整理)路面设计计算书第六章路面设计6.1沥青路面结构设计6.1.1设计资料1、地形、地貌拟建公路位于盆地,公路沿线地形总体比较平缓,属于平原微丘区,地势由东南向西北倾斜,自然地面坡度约为3~8‰。
本段地处公路自然区划的Ⅵ2区,海拔高度在500m~700m之间。
2、起止桩号起止桩号K0+000-K1+504.01,建设里程为1504.01m。
路基宽度为10m。
3、地层岩性项目所在区域自西向东,根据沿线地貌、工程地质、水文地质等条件,本地区主要划分为三个工程地质分区:残积—坡积低山丘陵区、剥蚀—堆积平原区和风积沙漠区。
残积—坡积低山丘陵区岩性以泥岩、粉砂岩、砾岩、凝灰岩、碎屑岩、煤层为主;剥蚀—堆积平原区岩性以泥质砂岩、细砂岩、红色砾岩、中、细砂、低液限粉土为主。
风积沙漠区岩性以细砂、中砂、低液限粉土为主。
地层主要分为两层,=100~第一层为细砂、低液限粉土,层厚0.4~0.7m,松散、硬塑,容许承载力σ120kPa,土、石工程分级为Ⅰ;第二层为角砾、砾砂,揭示层厚1.1~1.6m,中=400kPa,土、石工程分级为Ⅲ。
密,容许承载力σ4、水文及水文地质本项目沿线基本为戈壁荒漠,无大型沟河,降水稀少,无地表水流入。
路线全线有多处冲沟,沿线沟壑多呈漫流状,流程较短,水量不大,地表水冲刷痕迹明显。
主要的河沟有2条。
沿线地下水的唯一来源是大气降水补给,地势较低段落受地形条件影响形成洼地,周边地下水汇集在此。
地下水埋深情况见下表表1.地下水埋深情况一览表编号地下水埋深1 1.3-2.52 1.2-1.83 2.0-3.04 1.5-2.55 3.0-4.56 1.8-3.07 1.2-3.58 1.4-2.09 1.5-2.210 0.9-1.511 1.6-2.412 0.8-1.313 1.2-1.614 1.2-2.415 0.8-2.54、气候气象项目区域地处荒漠、戈壁地带,日照充足,蒸发强烈,夏季炎热,冬季寒冷,空气干燥,昼夜温差大,春夏季多风,属典型的大陆性干旱气候。
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第六章路面设计6.1沥青路面结构设计6.1.1设计资料1、地形、地貌拟建公路位于盆地,公路沿线地形总体比较平缓,属于平原微丘区,地势由东南向西北倾斜,自然地面坡度约为3~8‰。
本段地处公路自然区划的Ⅵ2区,海拔高度在500m~700m之间。
2、起止桩号起止桩号K0+000-K1+504.01,建设里程为1504.01m。
路基宽度为10m。
3、地层岩性项目所在区域自西向东,根据沿线地貌、工程地质、水文地质等条件,本地区主要划分为三个工程地质分区:残积—坡积低山丘陵区、剥蚀—堆积平原区和风积沙漠区。
残积—坡积低山丘陵区岩性以泥岩、粉砂岩、砾岩、凝灰岩、碎屑岩、煤层为主;剥蚀—堆积平原区岩性以泥质砂岩、细砂岩、红色砾岩、中、细砂、低液限粉土为主。
风积沙漠区岩性以细砂、中砂、低液限粉土为主。
地层主要分为两层,=100~第一层为细砂、低液限粉土,层厚0.4~0.7m,松散、硬塑,容许承载力σ120kPa,土、石工程分级为Ⅰ;第二层为角砾、砾砂,揭示层厚 1.1~1.6m,中=400kPa,土、石工程分级为Ⅲ。
密,容许承载力σ4、水文及水文地质本项目沿线基本为戈壁荒漠,无大型沟河,降水稀少,无地表水流入。
路线全线有多处冲沟,沿线沟壑多呈漫流状,流程较短,水量不大,地表水冲刷痕迹明显。
主要的河沟有2条。
沿线地下水的唯一来源是大气降水补给,地势较低段落受地形条件影响形成洼地,周边地下水汇集在此。
地下水埋深情况见下表4、气候气象项目区域地处荒漠、戈壁地带,日照充足,蒸发强烈,夏季炎热,冬季寒冷,空气干燥,昼夜温差大,春夏季多风,属典型的大陆性干旱气候。
区域内年平均气温 3.0℃~6.5℃,一月份平均气温-11.7℃~-18.4℃,七月份平均气温23.5℃~26.0℃,极端最低气温-42.6℃,极端最高气温43.0℃,年均降水量170mm,蒸发量约2141mm,最大冻土深度136~141cm。
项目所在区域内日照充足,全年日照时数2841~3650小时,全年大风日达100天以上,主导风向为东风、东南风,瞬时最大风速可达41m/s。
冬季寒冷,平均降雪量5~12mm。
6、自然区划根据公路自然区划,拟建公路位于Ⅵ2区,即绿洲荒漠区。
7、交通量调查与分析1.交通量年平均增长率4.95%,交通组成见表7-1。
表7-1 近期交通组成、交通量与不同车型的交通参数6.1.2.计算标准轴载确定交通等级路面设计以双轮组单轴载100KN作为标准轴载。
1、以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累积当量轴次a.轴载换算的计算公式35.412 1∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=niii ppnCCN(7-1)式中:N—标准轴载的当量轴次,次/日;in—被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;P—标准轴载,KN;iP—被换算车辆的各级轴载,KN;2C—轮组系数,双轮组为1.0,单轮组为6.4,四轮组为0.38;1C—轴数系数;当轴间距大于3m时,按单独的一个轴载计算,对轴间距小于3m的双轴或多轴应考虑轴数系数,1C=1+1.2(m-1),m为轴数。
根据上述公式,具体计算结果,见表7-2。
表7-2 轴载换算表注:轴载小于25KN 的轴载作用不计b.设计年限内标准轴载累计当量轴次设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计当量标准轴次e N 按下式计算:()[]ηγγ136511N N te⨯-+=(7-2)式中:Ne —设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次,次;t —设计年限,年;N 1—路面营运第一年双向日平均当量轴次,次/日; γ—设计年限内交通量平均增长率,%;η—与车道数有关的车辆横向分布系数,简称车道系数。
将N1=1764.3 ,t=12 ,γ=4.45% ,η=0.6代入式(7-2),得e N =5957831 (次) 2、以半刚性材料层底弯拉应力为设计指标计算累计当量轴次 轴载当量轴次验算半刚性基层底拉应力的轴载换算公式:8'21'1'⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=p p n C C N i i ni (7-3)式中:1C '-轮组系数,双轮组为1.0,单轮组为18.5,四轮组为0.09;2C '-轴数系数:当轴间距大于3m 时,按单独一个轴计算,此时轴数系为1;当轴间距小于3m 时,双轴或多轴的轴数系数按2C '=1+2(m-1)计算。
根据上述公式,计算结果见表7-3表7-3 轴载换算表设计年限内标准轴载累计当量轴次N=4974821(次)将N1=1473.2,t=12 ,γ=4.45% ,η=0.65代入式(7-3),得e根据累计轴次结果,由《公路沥青路面设计规范》表3.1.8查得沥青路面交通等级属于C级交通等级即中等交通等级。
6.1.3土基回弹模量设计路段路基土质为砾石类土,土基处于中湿状态,土基回弹模量为50MPa。
6.1.4初拟路面结构组合确定设计参数(1)设计方案一(半刚性基层沥青路面):拟采用4cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+6cm粗粒式沥青混凝土+?水泥稳定砂砾+20cm矿渣稳定粒料, 以水泥稳定砂砾为设计层。
(2)确定设计参数按试验规程规定的方法试验确定20℃的沥青混合料和其他结构层材料的抗压回弹模量。
15℃沥青混合料和其他结构层材料的弯拉回弹模量值,以及沥青混合料15℃弯拉强度和半刚性材料的弯拉强度值,见表7-4。
表7-4 路面结构设计参数6.1.5路面结构层厚度设计(1)计算确定设计弯沉通常设计时,选用半刚性材料龄期为三个月或六个月的模量值,土基模量值为不利年份不利季节。
材料设计参数期与路面竣工后第一年不利季节基本接近,因此我们称这一状态为设计状态。
表征设计状态的弯沉值称为设计弯沉值。
设计弯沉是根据设计年限内一个车道上预测通过的累积当量轴次、公路等级、路面结构类型而确定的路表设计弯沉值。
根据下式计算路面设计弯沉值ld :b sc eA A A N ld 2.0600-= (7-4)式中:ld -路面设计弯沉值,0.01mm ;e N -设计年限内一个车道上标准轴的累计当量轴次;c A -道路等级系数,二级公路为1.1;s A -面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0;b A —基层类型系数,对半刚性基层为1.0,柔性基层为1.6。
计算结果如下:0.26005957831 1.1 1.0 1.030.75ld -=⨯⨯⨯⨯=(0.01mm )(2)各层材料的容许层底拉应力通过大量路面实验,表明承受一次加载断裂的极限弯拉应力与受多次加载后达到同样断裂所施加疲劳应力之间的比值与加载次数存在如下相关关系:sspR k σσ=(7-5)式中:sp σ—沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度(MPa );R σ—路面结构材料的容许拉应力;S k —抗拉强度结构系数,根据结构层材料不同,按以下公式计算S k 值。
对沥青混凝土层的抗拉强度结构系数,按下式计算:c e s A N k /09.022.0= (7-6)对无机结合稳定集料类的抗拉强度结构系数,按下式计算:ce s A N k /35.011.0= (7-7)对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数,按下式计算:c e s A N k /45.011.0= (7-8) a.细粒式密集配沥青混凝土:0.220.220.09/0.095957831/1.1 2.53s e c k N A ==⨯=1.40.55332.53sp R s k σσ===Mpa b.中粒式密集配沥青混凝土:0.220.220.09/0.095957831/1.1 2.53s e c k N A ==⨯=1.00.39532.53sp R s k σσ===Mpac.粗粒式密级配沥青混凝土:0.220.220.09/0.095957831/1.1 2.53s e c k N A ==⨯=0.80.31622.53spR sk σσ===Mpa d.水泥稳定沙砾:0.110.110.3559578310.35/ 1.771.1s ec k NA ⨯===0.50.28241.77spR sk σσ===Mpa e.级配碎石:由于级配碎石没有劈裂强度,故不用计算其容许拉应力。
计算结果列于表7-5。
表7-5 结构层参数6.1.6路面结构层厚度计算(1)计算弯沉综合修正系数36.0038.0200063.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=p E L F s δ (7-9)式中:F —综合修正系数;ls —路表计算弯沉(0.01mm ),此时可取设计弯沉值代入计算; δ—当量圆半径(cm ),此处为双圆荷载,取δ=10.65cm ; p —标准车轴载轮胎接地压力(MPa )。
E 0—土基回弹模量(MPa )。
0.360.380.380.36030.75501.63 1.630.63122000200010.650.7s L E F p δ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭(2)计算理论弯沉系数 F E p l c S αδ121000= (7-10) 式中:c α—理论弯沉系数;1E —各结构层材料的回弹模量(MPa )。
即:31100.0307514004.57220.710.650.6312s c l E p F αδ-⨯⨯===⨯⨯⨯ (3)确定石灰土底层的厚度这是一个多层体系,计算时可以先将多层体系转化为当量三层体系,求出中间层的厚度H ,然后再求出基层厚度,转换图式如图7-1。
图7-1 弯沉三层体系换算图式1h =4cm 1E =1400MPah=1h =4cm 1E =1400MPa2h =5cm 2E =1200 MPaH=?cm 2E =1200 MPa3h =6cm 3E =1000 MPa4h =?cm 4E =1500 MPa5h =20cm 5E =750 MPa土基 0E =50 MPa 土基 0E =50 MPa由2140.37610.6512000.8751400h E E δ⎧==⎪⎪⎨⎪==⎪⎩ ,查诺谟图得 6.43α=;0240.37610.65500.041000h E E δ⎧==⎪⎪⎨⎪==⎪⎩ ,查诺谟图得1 1.1K =; 由于αα21K K C =,所以2 4.570.721.1 5.8K ==⨯再由0240.37610.65500.041000h E E δ⎧==⎪⎪⎨⎪==⎪⎩和20.72K =,查诺谟图得 4.75H δ=则:10.65 4.850.6H =⨯=根据等效路表弯沉的结构层转换公式:423k k H h h ==+∑ (7-11)则:45620H h =+⨯⨯⨯上式解得4h =14.35cm ,取15cm 。