路面结构厚度自动评定计算
路面厚度计算
课程设计大型作业之三 -- 沥青路面设计同学们要自觉呀，此课程设计要在6月15日前交哟！一、目的要求通过沥青路面的设计，要求学生掌握设计的方法、计算内容和查图步骤，提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、设计题目（一）设计资料南昌地区某级公路，其中某段经调查路基为中液限粘土，地下水位1.2米，路基填土高度为0.6米。
近期交通量如下表所示。
年平均增长率为10%，设计年限15年。
沿河可开采砂砾、碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰等材料可供应。
（二）设计依据：《公路沥青路面设计规范》三、设计方法与设计内容（一）根据设计资料要求，确定路面等级和面层类型。
（二）计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。
（三）根据路基土类与干湿类型，确定其土基回弹模量。
（四）拟定二种可能的路面结构组合与厚度（留一层厚度待计算）方案（均为四层以上），确定各结构层材料的抗压回弹模量。
（五）沥青混凝土容许拉应力为：0.71Mpa;水泥稳定砂砾（碎石）容许拉应力为：0.32Mpa。
路面容许弯沉为65(1/100)mm 。
（六）根据设计弯沉值计算路面厚度（h1或h2，另二层厚度为已知）。
（七）对沥青路面的上层底面、中层底面进行拉应力验算。
四、设计要求根据所给的资料，拟定路面设计方案，进行路面结构厚度计算，要求设计计算条理清晰，符合要求，并根据自己的二种方案进行经济技术比较，确定路面方案。
五、设计时间安排因课时有限，本次课程设计利用二个课时，其它利用业余时间，要求在十个小时内完成。
六、参考文献1、《路基路面工程》教材2、《公路沥青路面设计规范》3、《公路设计手册—路面》作业提示：自己做吧，朋友！哈哈！！！参考答案：沥青路面设计过程1、求土基回弹模量根据设计资料（一）查表1-9可知，H=1.8m属干燥类型；再查表1-7得稠度为1.2，最后查表14-9得土基的回弹模量为E0=42.0Mpa。
2、累计当量轴次1）当轴载大于25KN时：轴载级位KN20-3031-5051-7071-9091-110111-130131-150151-170171-190解放CA10B400-400------解放CA50803-803------东风EQ140215-215------黄河JN150-201--201----黄河JN162A--506--506---日野ZM440--267-2*267----切贝尔D750--238-----238小计1418 201 2429 - 735 506 - - 238轴载换算系数0.0024 0.019 0.108 - 1 2.21 - - 12.9标准轴载数3.4 3.8 262 -2015871118 - - 3070合计5245（次）2）当轴载大于50KN时：轴载级位KN20-3031-5051-7071-9091-110111-130131-150151-170171-190解放CA10B400-400------解放CA50803-803------东风EQ140215-215------黄河JN150-201--201----黄河JN162A--506--506---日野ZM440--267-2*267----切贝尔D750--238-----238小计- 201 2429 - 735 506 - - 238轴载换算系- 0.004 0.02 - 1 4 - - 110 数201标准轴载数- 1 49 -2024 - - 26180801合计29256（次）所以，累计当量轴次：3、根据设计资料的要求，该公路确定为一级公路，路面应该使用高级路面。
混凝土路面计算书自动计算表格
一
计算路基基顶当量回弹模量及砼面层相对刚度半径输入数据
1
普通砼面层弯拉弹性模量Ec（MPa） = 31000
2
面层厚度h（m） = 0.24
3
基层材料回弹模量E1（MPa） = 1500
4
基层厚度h1（m） = 0.15
5
底基层材料回弹模量E2（MPa） = 1300
6
底基层厚度h2（m） = 0.15
b = 1-1.44*(Ex/E0）-0.45 = 0.77
基层顶面当面回弹模量Et = a*hxb*E0*(Ex/E0)1/3 = 247.60
普通砼面层的相对刚度半径r = 0.537*h*(Ec/Et)(1/3) = 0.645
二
荷载疲劳应力计算
荷载应力σps = 0.077*r0.6*h-2
温度疲劳应力σtr = kt*σtm = 1.02
Rr*（σpr+σtr） = 4.66
极限状态计算
综合疲劳应力小于面层砼弯拉标准强度值，能够满足使用要求
= 1.03
疲劳应力系数kf = Nev = 2.894
荷载疲劳应力σpr = kr*kf*kc*σps = 3.10
三
温度疲劳应力计算
温度翘曲应力σtm = αc*Ec*h*Tg*Bx/2
= 2.07
温度疲劳应力系数kt = (fr/σtm)*(a*(σtm/fr)c-b)
四 结论
= 0.493
路面计算书
项目名称：本表格已经设计好所有函数公式，只需在表格中填入相关的数 据即可自动进行计算
屈汨公路属平微二级公路，路面宽为9m，土路肩（一侧）宽1.5m；自然区划为Ⅴ3区，项目沿线砂砾石、水泥丰富，故推荐采用水泥砼路面结 项目概述及 构，设计使用年限为30年。据交通量分析和轴载谱调查计算其设计使用年限内标准轴载累计作用次数为125085934次。路面结构面层采用24cm普通 路面结构说明 砼，基层采用15cm6%水泥稳定砂砾，底基层为15cm4%水泥稳定砂砾。面板尺寸为长5m，宽4.5m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆缩缝。本结
路基路面现场检测记录表 多参数(自动计算)
路面厚度试验检测记录表（挖坑或钻芯法）
页 JJ1401
试验室名称： 工程部位/用途
记录编号： 委托/任务编号
试验依据
样品编号
样品描述
样品备及编号
结构类型及层次 上面层厚度(cm)
设计厚度(cm)
总厚度(cm)
测点位置 桩号(幅段) 位置
实测厚度（cm） 芯样外
测点位置
保 证 率 (%)
t分 布 概 率 系 数
厚 度 代 表 值
变 异 系 数 (%)
合 格 点 数
合 格 率 (%)
备注 试验：
复核：
日期： 年 月 日
1 2 3 4 平均 观描述 桩号(幅段) 位置
实测厚度（cm） 芯样外 1 2 3 4 平均 观描述
测点数n
平均值 (cm)
标 准 差 (cm )
保 证 率 (%)
t分 布 概 率 系 数
厚 度 代 表 值
变 异 系 数 (%)
合 格 点 数
合 格 率 (%)
测点数n
平均值 (cm)
标 准 差 (cm )
路面厚度计算(共6页)
枣潜高速公路新建沥青路面结构层厚度(hòudù)计算一、主线(zhǔ xiàn)路面1、基本(jīběn)资料枣潜高速公路(ɡāo sùɡōnɡ lù)地处Ⅴ1区，双向四车道，根据工可研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量及轴载换算，见表1。
预测交通量增长率见表2。
表1 近期交通组成与交通量及轴载换算表2 预测交通量年增长率1）、当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次： 2636设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.905121E+07属重交通等级2）、当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：969设计年限内一个车道上的累计当量轴次：7003270属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级2、新建路面结构厚度计算根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，初步拟定路面结构组合与各层厚度如下：4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+2×20cm水泥稳定碎石+ ? cm级配碎石。
以级配碎石为设计层，设计层最小厚度：20cm。
该结构为半刚性基层，沥青路面的基层类型(lèixíng)系数为1.0，经计算(j ì suàn)，路面(lùmiàn)设计弯沉值为21(0.01mm)。
利用计算程序计算得出(dé ch ū)，当级配碎石厚度为20cm时同时满足设计弯沉值和层底拉应力的要求。
表3 路面材料设计参数1）、按设计弯沉值计算设计层厚度：H( 6 )= 200 mm LS= 19.1 (0.01mm)由于设计层厚度 H( 6 )=Hmin时 LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .2）、按容许拉应力计算设计层厚度：H( 6 )= 200 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)3、交工验收弯沉值和层底拉应力计算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= 19.1 (0.01mm)第 2 层路面(lùmiàn)顶面交工验收弯沉值 LS= 20.7 (0.01mm)第 3 层路面顶面交(miàn jiāo)工验收弯沉值 LS= 23.2 (0.01mm)第 4 层路面顶面交(miàn jiāo)工验收弯沉值 LS= 27.1 (0.01mm)第 5 层路面顶面交(miàn jiāo)工验收弯沉值 LS= 54.2 (0.01mm)第 6 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 170.6 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 232.9 (0.01mm)( 根据《公路沥青路面设计规范》公式计算)2）、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 )=-0.185 (MPa)第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.017 (MPa)第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.032 (MPa)第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.032 (MPa)第 5 层底面最大拉应力σ( 5 )= 0.111 (MPa)二、枢纽互通(hùtōng)路面1、基本(jīběn)资料根据(gēnjù)工可研究报告可知路段所在地区近期交通(jiāotōng)组成与交通量及轴载换算，见表4。
水泥混凝土路面厚度计算
16
Ns
ADTT 3000
ni (k p,ij pij )
i
j
各类车辆的设计轴载当量换算系数
k p,k k p,ij pij
ij
车道使用初期的设计轴载日作用次数
N s ADTT (k p,k pk )
k
设计轴载累计作用次数
最重轴载在上层板临界荷位处产生的最大荷载应力 p.max
p,max kr kc pm
pm
1.45 103 1 Db Dc
h P 0.65 2 0.94
g cm
pm——最重轴载Pm 在四边自由板临界荷位处产生的最大荷载应力
（MPa），设计轴载Ps改为最重轴载Pm（以单轴计，kN）；
ct
6 温度应力计算----弹性地基双层板模型
在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力σtr
tr kt t,max
最大温度梯度时混凝土面层板最大温度应力σt,max
t,max
c EchcTg
2
BL
综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL
BL 1.77e-4.48hcCL 0.131 1 CL
N S
n i 1
Ni
Pi PS
16
设计轴载累计作用次数
Ne
Ns
1
gr t
gr
1
365
交通调查与分析
初期年平均日货车交通量（双向） 方向分配系数，一般0.5-0.6 车道分配系数 设计车道的年平均日货车交通量（ADTT） 货车交通量的年平均增长率gr
路面公式计算范文
路面公式计算范文路面公式是指用于计算路面结构设计中各项参数的公式。
在道路工程中，路面的设计是非常重要的一项工作，它直接影响到道路的使用寿命和运行安全。
因此，准确计算路面各项参数对于保障道路的性能非常关键。
下面将介绍路面设计中常用的一些计算公式。
1.路面厚度计算公式：路面厚度是指路面结构中各层厚度的总和，它用来承受车辆荷载并分散荷载到下层土壤中。
常用的路面厚度计算公式如下：H=H1+H2+H3+H4+H5其中，H为路面总厚度，H1为沥青砼层厚度，H2为沥青面层厚度，H3为砂浆层厚度，H4为碎石层厚度，H5为基层厚度。
这些层厚度的选择需根据所在地区的气候、车流量等因素来确定。
2.路面结构强度计算公式：路面结构强度主要指承受车辆荷载时各层材料的变形和应力情况。
常用的路面结构强度计算公式有：a)热胀冷缩应力计算公式：ΔS=α×ΔT×L其中，ΔS为热胀冷缩应力，α为热胀系数，ΔT为温度变化量，L 为路面长度。
b)动荷载应力计算公式：σ=P/A其中，σ为动荷载应力，P为车辆荷载，A为路面面积。
c)沥青砼层应力计算公式：σ=P/(2×H1)其中，σ为沥青砼层应力，P为车辆荷载，H1为沥青砼层厚度。
3.稳定性计算公式：路面的稳定性是指路面结构在车辆荷载下不发生破坏或严重变形的能力。
常用的路面稳定性计算公式有：a)荷载传递系数计算公式：K=(1-ε)/(1-ε^2)×(1-ε^3)其中，K为荷载传递系数，ε为基层弹性模量与沥青砼层弹性模量之比。
b)路面层间剪切应力计算公式：τ=q×K×H其中，τ为路面层间剪切应力，q为单位面积车辆荷载，K为荷载传递系数，H为路面厚度。
此外，根据不同道路类型和设计要求，还有其他各种路面公式可供选择和应用。
在实际工程中，需要根据具体情况来选择和使用适当的路面公式，并结合实际测量和试验数据进行校正和调整，以确保路面设计的安全和可靠性。
案例1 新建沥青路面结构层厚度计算
案例1 新建沥青路面结构层厚度计算1.设计资料湖北省某新建高速公路，双向四车道，拟采用沥青路面结构。
沿线土质为黏性土，地下水位距路床顶面1.4 m，沿线有水泥及碎石供应。
根据计划安排，该项目于2010年建成通车。
经交通调查预测，2010年平均日交通量见案例表1；交通量年增长率：2010～2014年为8%，2015～2019年为7%，2020～2024年为5%。
1）交通量计算及交通等级的确定（1）车辆参数及交通量计算，见案例表2。
（2）计算累计当量轴次N e。
①当量轴次N1。
a.当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，通车第一年（2010年）双向日平均当量轴次N1的计算。
按式（1-7）进行前轴、后轴当量轴次的换算，计算过程见案例表3。
计算当量轴次时应注意如下几点。
●前轴均为单轴单轮。
●当后轴距大于3 m时，按单独轴载计算，即C1=轴数。
例如，案例表3中交通SH-141的后轴轴数系数C1=2。
●当后轴距小于3 m时，按式（1-3）计算C1。
例如，案例表3中东风EQ240的后轴轴数系数C1=2.2。
b.当以半刚性材料层拉应力为设计指标时，通车第一年（2010年）双向日平均当量轴次N1的计算。
按式（1-4）进行前轴、后轴当量轴次的换算，计算过程见案例表4。
要注意式（1-9）与式（1-7）中指数的区别，并注意案例表3与案例表4中C1、C2取值的区别。
②累计当量轴次N e。
按式（1-11）计算设计年限内一个车道的累计当量轴次N e。
该公式为等比数列求和公式，其中，365N1η是首项，（1+γ）是公比。
365是指一年的天数，365N1将日作用次数换算为年作用次数；η是车道系数，将双向交通换算为设计车道上（即最不利车道）的作用次数。
设计年限t：查表1-8，高速公路设计年限t=15年。
车道系数η：查表1-9，取车道系数η=0.4。
a.当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，设计年限内一个车道的累计当量轴次N e的计算见案例表5。
沥青路面设计层厚度的计算
沥青路面
路面结构厚度设计方程式与设计参数
路面厚度设计验算，主要验算路面结构能否满足两项设计控制指标， 路面厚度设计验算，主要验算路面结构能否满足两项设计控制指标，即
l s 1000 αc F E1
ls 0.38 E0 0.36 F = 1.63( ) ( ) 2000δ p
查表12-6可求得
4 = = 0.375 δ 10.65
E 2 1200 = = 0.857 E1 1400
E0 39 = = 0.028 E 2 1200
h
a = 6.5
K1 = 1.47
H
δ
= 5 .4
又因 a = a • K • K 求得 K 2 = 0.48 反查表12-6得 H = 5.4从而推出
n −3 i =1 n−2 4 i n−2
n −1
Ei E2
34 = =3.2 δ 1065 .
h
查表12-6 ac =a•K •K2 a = 6.8 1
γ = 0 .7
H 34 = =3.2 δ 1065 .
E2 550 = = 0.37 E1 1500
E0 34 = = 0 .06 E 2 550
δ = δ • p • n 1 • n 2 = 0 . 7 × 0 . 24 × 1 . 07 × 0 . 4 = 0 . 071 MPa
均小于容许拉应力，因此满足设计要求
c 1 2
δ
H = 5.4 × 10.65 = 57.5mm
运用路表弯沉等效法换算如下图所示
H = h2 + ∑ hi 2.4
i =3
代入上述条件可得即 h5 ≈ 33.9cm 因实际工程中精度值不很高故 h5 = 34cm 弯拉应力的检验： 此时将路基结构层简化为如上图所示的三 层结构，等效层厚度的转换公式为： E h=h +∑ 代入求得面层厚度 h=34cm E 则有
路面厚度代表值计算表第二版
178 168 185 182 190 185 204 175 170 180 191 185 178 199 201 205 210 186 192 188 195 201
实 测 项 目 1△
厚度 (mm)
198
代表值 (mm)
-5
合格值 (mm)
-10
设计厚度(mm) 180
保证率（%） 90
填表员:
13
14
15
16
0.376 0.361 0.347 0.335
0.494 0.473 0.455 0.438
0.744 0.708 0.678 0.651
17
18
19
20
21
0.324 0.314 0.305 0.297 0.289
0.423 0.41 0.398 0.387 0.376
0.626 0.605 0.586 0.568 0.552
170
<设计厚度-合格值偏差的测点数
0
合格率(%)
100.0
评定结果
监理工程师：
年
合格 月日
说明：仅需要从黄色区域输入检测数据，其他区域为自动生成数据。
测点数 N
2
保证率 90%
2.176
保证率 95%
4.465
保证率 99%
22.501
3
1.089
1.686
4.201
1 0.275
4
5
6
7
0.819
22
23
24
25
0.282 0.275 0.269 0.264
0.367 0.358 0.35 0.342
0.537 0.523 0.51 0.498
路面结构层厚度评定表(代表值自动计算)教学内容
190 186 145
测
项 目
1△
厚度 (mm)
合格值 (mm)
-10
设计厚度(mm) 180
一级路路面基层 保证率（%） 99
XL≥设计厚度-代表值偏差,合格率=>设计厚度-合格值偏差的检测点数所占的百分率;XL<设计厚度-代表值偏差时不合格
检测点数
28
设计厚度-代表值偏差
175
系数tａ/√-n(查表) 厚度平均值-X 均方差S
山东省***高速公路***段公路工程项目
路面结构层厚度评定表
施工单位： 山东省***公路工程有限公司 监理单位： 山东省***公路工程监理检测中心
工程名称 ：第一合同段 桩号及部位：K99+888-K188+999
合 同 号 ： ZC0028 编 号： GC006
项 检 查 规定值或允许
实测值
次 项目
0.31
0.306 0.301 0.297 0.292 0.288 0.284 0.279 0.275
0.27
0.266 0.263
0.26
0.257 0.254 0.252 0.249 0.246 0.243
0.24
0.237
0.487 0.477 0.467 0.458 0.449 0.442 0.436 0.429 0.423 0.416 0.409 0.403 0.396
保证率 99%
2
2.176 4.465 22.501
3
1.089
1.686
4.201
1 0.25
4
0.819
1.177
2.27
2 0.322
56
0.686 0.603