2013年路面作业

例举国内外2~3个路面设计计算软件，试分析设计计算内容，原理，和方法的异同。

答：国内：（1）HPDS路面设计软件

原理：本系统是根据现行《公路沥青路面设计规范》JTG

D50-2006和《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2002以及《城市道路设计规范》CJJ37-90的有关内容编制的。HPDS路面设计软件是东南大学交通学院王凯教授与毛世怀副教授合作编制的。HPDS共包括如下九个程序：

（1）沥青路面设计弯沉值和容许拉应力计算程序HLS

1）根据输入的车辆及交通参数进行交通量换算，计算出路面竣工后第一年或设计年限末年双向日平均标准轴载当量轴次以及

设计年限内一个车道上的累计当量轴次。在进行交通量计算时，

程序要求用户输入交通量年增长率分段数NM。当NM=1时，程

序按常规的方法即按交通量的平均年增长率计算累计当量轴次；

当NM>1时，程序按不同交通量年增长率分段计算累计当量轴次。

2）在窗口右上角“计算内容”框架中，当用户选择“仅计算设计弯沉值”单选按钮时，在上述计算的基础上，程序进一步计

算出路面设计弯沉值；当用户选择“计算设计弯沉值和容许拉应力”单选按钮时，程序不仅计算出路面设计弯沉值，还将计算出

沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层材料容许拉应力。

3）在“计算内容”框架和“公路等级”组合框的输入中，请注意所选择的“计算内容”与“公路等级”相匹配。对于高速公

路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层，应根据容许拉应力验算设计层厚度。所以对于这三类公路，除了计算设计弯沉值外，一般还应计算容许拉应力。

（2）改建路段原路面当量回弹模量计算程序HOC（适用于沥青路面设计）

1）输入路段实测弯沉值，若弯沉值测定车为非标准轴载（轴载60kN-130kN）汽车时，程序可根据测定车的轴重将实测弯沉值换算为标准轴载下的弯沉值；

2）计算路段弯沉值的平均值和弯沉值标准差，根据误差理论中的肖维勒准则（“公路柔性路面设计规范”和“公路路基路面现场测试规程”都规定采用此准则），舍去异常弯沉测定值；

3）确定保证率系数、季节影响系数、湿度影响系数，并按照《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）中T0951-95的规定计算温度修正系数，在此基础上计算出路段计算弯沉值并最终确定改建路段原路面当量回弹模量，为下一步的沥青路面设计或水泥混凝土路面设计服务。当设计在旧柔性路面上铺筑的水泥混凝土面层时，程序给出了两个“原柔性路面顶面当量回弹模量”计算值，其中一个是根椐“公路水泥混凝土路面设计规范”式（B.1.6）计算确定的，宜用于设计混凝土面层厚度；另一个是根据“公路沥青路面设计规范”式（8.0.10-1）计算确定的，宜用于计算旧路面上加铺的各层竣工验收弯沉值。

（3）沥青路面设计程序HMPD

1）根据输入的路面设计参数和路基路面结构参数进行沥青路面设计，计算路面结构中拟定设计层厚度。

2）根据用户对主窗口中“设计类型”的选择，程序可进行新建路面设计或改建路面补强设计。

3）根据用户对主窗口中“设计内容”的选择，程序或者仅根据设计弯沉值计算路面设计层厚度，或者除了根据设计弯沉值计算路面设计层厚度外，对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层还根据容许拉应力验算设计层厚度。

4）当用户在主窗口“验算防冻厚度”框架中选择“验算”单选按钮时，程序还对所设计的路面结构进行防冻厚度验算。

（4）沥青路面及土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算程序HMPC

1）根据输入的路面计算参数和路基路面结构参数计算土基和路面各层竣工验收弯沉值以及路面各层层底最大拉应力。

2）根据用户对主窗口“计算类型”的选择，程序可进行新建路面的上述计算或改建路面的上述计算。

3）根据用户对主窗口“计算内容”的选择，程序或者仅计算土基和路面各层竣工验收弯沉值，或者不仅计算土基和路面各层竣工验收弯沉值，而且还计算路面各层层底最大拉应力。

（5）改建路段原路面当量回弹模量计算程序HOC1（适用于水泥混凝土路面设计）

1）输入路段实测弯沉值，若弯沉值测定车为非标准轴载（轴载60kN-130kN）汽车时，程序可根据测定车的轴重将实测弯沉值换算为标准轴载下的弯沉值；

2）计算路段弯沉值的平均值和弯沉值标准差，根据误差理论中的肖维勒准则（“公路柔性路面设计规范”和“公路路基路面现场测试规程”都规定采用此准则），舍去异常弯沉测定值；

3）确定保证率系数、季节影响系数、湿度影响系数，并按照《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）中T0951-95的规定计算温度修正系数，在此基础上计算出路段计算弯沉值并最终确定改建路段原路面当量回弹模量，为下一步的沥青路面设计或水泥混凝土路面设计服务。当设计在旧柔性路面上铺筑的水泥混凝土面层时，程序给出了两个“原柔性路面顶面当量回弹模量”计算值，其中一个是根椐“公路水泥混凝土路面设计规范”式（B.1.6）计算确定的，宜用于设计混凝土面层厚度；另一个是根据“公路沥青路面设计规范”式（8.0.10-1）计算确定的，宜用于计算旧路面上加铺的各层竣工验收弯沉值。

（6）新建单层水泥混凝土路面设计程序HCPD1

根据用户对主窗口中“面层类型”的选择，本程序可进行新建单层普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土、钢纤维混凝土和连续配筋混凝土路面设计。主要功能为：

1）根据公路等级确定变异水平等级和可靠度系数；

2）进行交通量换算并计算设计车道上使用初期标准轴载日作

用次数和设计基准期内设计车道上标准轴载累计作用次数；

3）计算基层顶面当量回弹模量；

4）计算混凝土面层板荷载疲劳应力和温度疲劳应力(当采用碾压混凝土或贫混凝土作基层时, 基层与混凝土面层视作分离式双层板进行应力分析),并根据“公路水泥混凝土路面设计规范”式3.0.3最终确定混凝土面层厚度；

5）验算路面防冻厚度。

（7）新建复合式水泥混凝土路面设计程序HCPD2

本程序可进行新建复合式（上面层为沥青混凝土，下面层为连续配筋混凝土或设传力杆的普通混凝土）水泥混凝土路面设计。具体功能为：

1）根据公路等级确定变异水平等级和可靠度系数；

2）进行交通量换算并计算设计车道上使用初期标准轴载日作用次数和设计基准期内设计车道上标准轴载累计作用次数；

3）计算基层顶面当量回弹模量；

4）当采用沥青类、粒料类或半刚性基层时，按照“规范”附录D的方法，计算具有沥青上面层的水泥混凝土下面层板的荷载疲劳应力和温度疲劳应力，并根据“规范”式3.0.3确定混凝土下面层的厚度；当采用碾压混凝土或贫混凝土基层时, 基层与混凝土下面层视作分离式双层板，由于在此情况下，无法使用附录D的图D.1.2和图D.2.1对双层板进行应力分析，只能先按无沥青上面层的混凝土面层进行应力分析，并确定混凝土面层的厚度，然后