[精品](全过程精细讲解)路面结构设计与计算
路面工程的分类计算及设计步骤PPT课件
5.2.3.3 路面结构组合设计
一. 组合设计原则 充分考虑道路所承担的交通荷载特点、当地
的自然环境、材料供用情况，以路面结构达到最 佳的工作状态，方便施工为原则。
二. 结构层数、类型 1.面层
沥青面层通常由双层或三层组成。
2.基层
选择基层结构类型时，应充分考虑材料供用及 各类基层的特点及适用性。
柔性路面主要指各类沥青路面。它的刚度较 小，在荷载作用下弯沉变形较大，抗剪、抗 弯拉强度较低。土基和基层的强度对路面结 构整体强度有较大的影响。此类路面有弹性， 柔性较好，路面无接缝，有较好的行车舒适 性能。路面结构计算采用弹性层状体系理论。
路面等级 分为高级、次高级、中级和低级路面四级。
5.1.3 路拱横坡
0 1 4 2h2 ML Me2h Le2h
J1 ( h)d
f ( E0 , h ) E1 D
Dp
c --弯沉系数。计算或查图
14-4(P335)
lc
h
E11
则，理论弯沉
lc
pD E0
c
E0 0
Z
单圆图示
双圆图示
2 2 p
h
lc
E11
E0 0
Z
单圆叠加,理论弯沉
l
2 p
E0
c
式中：c --弯沉系数。计算或查图14-13(P359)
m R
1)层底最大拉应力 m
2) 容许拉应力
式中：
R
R
SP
KS
SP —劈裂抗拉强度，MPa ks —抗拉强度结构系数。
抗拉强度结构系数：
对于沥青混凝土面层：KS
0.09
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。
(2021年整理)路面结构设计计算
路面结构设计计算编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（路面结构设计计算）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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7.2 路面结构设计7。
2.1 路面结构设计步骤新建沥青路面按以下步骤进行路面结构设计：(1) 根据设计任务书和路面等级及面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值.(2) 按路基土类型和干湿状态，将路基划分为几个路段，确定路段回弹模量值。
（3) 根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几中可能的路面结构组合及厚度方案，根据选用的材料进行配合比实验及测定结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。
(4) 根据设计弯沉值计算路面厚度。
对二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求.如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构层组合,或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。
7。
2。
2 路面结构层计算该路位于中原黄河冲积平原区,地质条件一般为a）第一层：冲积土；b)第二层:粘质土；c)第三层:岩石.平原区二级汽车专用沥青混凝土公路,路面使用年限为12年，年预测平均增长率为6％。
（1)轴载分析本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ—100表示。
标准轴载的计算参数按表7—1确定。
表7—1 标准轴载计算参数标准轴载 BZZ-100 标准轴载 BZZ-100标准轴载P（kN） 100 单轮传压面当量圆直径d(cm) 21.30轮胎接地压力p（MPa) 0。
70 两轮中心距（cm） 1.5d表7—2 起始年交通量表车型小汽车解放CA15 东风EQ140 黄河JN162数量(辆/d） 1500 800 600 2001)以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力①轴载换算各级轴载换算采用如下计算公式：（7-1）式中:N1—标准轴载的当量轴次,次/日；ni—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P—标准轴载，kN；Pi-被换算车辆的各级轴载，kN；k-被换算车辆类型；C1—轴数系数，C1=1+1.2(m-1），m是轴数。
16公路路面结构设计讲解ppt课件
▪
C、中级路面
▪
D、低级路面
第二节 路面类型及基本要求
▪ 3、根据路面结构的力学特性和设 计方法的相似性，可分为：
▪ A、柔性路面 ▪ B、刚性路面 ▪ C、半刚性路面
第二节 路面类型及基本要求
▪ 柔性路面〔flexible pavement）
▪ 用柔性结构层组成的路面称柔性 路面。
▪ 特点：刚度较小
第二节 路面类型及基本要求
▪ 三、影响路面结构稳定的因素 ▪ 1．大气水分与路基湿度状况 ▪ 2．气温周期变化
第二节 路面类型及基本要求
▪ 柔性基层〔flexible base） ▪ 用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯
入碎石、以及不加任何结合料的粒料类 等材料铺筑的基层，包括级配碎石、级 配砾石、符合级配的天然砂砾、部分砂 砾经轧制而成的级配碎、砾石、以及泥 结碎石、填隙碎石等材料结构层。
第一节 路面结构及层次划分
▪ 3、垫层 ▪ 在路基土质较差、水温情况不
良时，宜在基层之下设置垫层， 起排水、隔水、防冻、防污或扩 散荷载应力等作用。
第一节 路面结构及层次划分
▪ （1〕作用 ▪ A、改善土基湿度和温度状况 ▪ B、将基层传下的荷载应力加以扩
散
第一节 路面结构及层次划分
▪ （2〕修筑材料 ▪ A 由松散粒料〔砂、砾石、炉渣〕
第一节 路面结构及层次划分
▪ （1〕作用 ▪ 承受较大行车荷载、水平力和
冲击力。 ▪ （2〕特性 ▪ 高强度、抗变形、稳定性、耐
久性、耐磨、不透水
第一节 路面结构及层次划分
▪ （3〕修筑材料
▪ 主要是水泥砼、沥青砼
▪
沥青碎〔砾〕石混合料
▪
砂砾
▪
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路面结构设计及计算](https://img.taocdn.com/s3/m/2b5ee3d94a7302768f993978.png)
路面结构设计及计算7.1 轴载分析路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载a.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。
（1）轴载换算轴载换算采用如下的计算公式：35.421⎪⎭⎫⎝⎛=P P N C C N i i （7.1）式中： N —标准轴载当量轴次，次/日in —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P —标准轴载，KNip —被换算车辆的各级轴载，KNK —被换算车辆的类型数1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。
当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。
2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。
轴载换算结果如表所示：表7.2 轴载换算结果表注：轴载小于25KN 的轴载作用不计。
（2）累计当量轴数计算根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次：][γηγ13651)1(N N te⨯⨯-+=[]次）（.5484490042.040.0327.184********.0115=⨯⨯⨯-+=(7.2) 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算验算半刚性基底层底拉应力公式为81'2'1')(∑==ki i i P pn c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21'1-+=m c'2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。
计算结果如下表所示：注：轴载小于50KN 的轴载作用不计。
[]γηγ'13651)1(N Nte⨯⨯-+=⋅[]次3397845%042.040.0313.13473651%)042.01(15=⨯⨯⨯-+=7.2 结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为700万次左右，根据规范推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm ）、基层采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定）、底基层采用石灰土（30cm ）。
精品](全过程精细讲解)沥青路面结构设计
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公称最大粒径 最小压实厚度
（mm）
（mm）
4.75
15
9.5
20
13.2
35
16
40
19
50
26.5
70
26.5
70
31.5
90
37.5
120
适宜厚度 （mm） 15～30 25～40 40～60 50～80 60～100 80～120 80～120 90～150 120～150
1
400
205.9
6.4
400
1.2
1
400
74.6
1793
沥青路面结构设计方法
当以半刚性基层层底拉应力为设计指标时，各级轴 载的作用次数均应按下式换算成标准轴载的当量作 用次数N＇
N '
k i 1
C1'C2 'ni
Pi P
8
式 中 ， C1 ＇ —— 轴 数 系 数 ； 当 轴 间 距 大 于 3m 时 ， 按单独一个轴载计算，小于3m时，按双轴或多轴 计算， C1＇ ＝1＋2（m－1），式中m为轴数；
对无机结合料稳定细粒土类：
Ks 0.45Ne0.11 / Ac
沥青路面结构设计
新建沥青路面结构设计步骤
1）根据设计要求，按弯沉和弯拉指标分别计算Ne ，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层 类型，并计算ld 和容许拉应力。
2）根据路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将 路基划分为若干路段，确定各路段土基回弹模量 设计值。
设计程序流程图
例题
甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路， 设计年限内交通量年平均增长率为10％。该路段 处于Ⅳ7区，为粉质土，稠度为1.00,沿途有大量碎 石集料，并有石灰供给。预测该路竣工后第一年 的交通组成如下表，试进行路面结构设计。
公路水泥混凝土路面结构设计及厚度计算
第1章绪论1.1路面课程设计的任务与要求及参考文献1.1.1课程设计题目：公路水泥混凝土路面结构设计及厚度计算1.1.2设计内容：1.交通量计算2.判别路基干湿类型并确定土基回弹模量；3.拟定路面结构方案；4.进行结组合设计，确定路面设计参数，并初拟路面厚度；5.进行应力计算，并验算路面厚度；6.方案比较，确定合理路面结构；7.绘制路面结构设计图。
1.1.3设计资料：Ⅱ区某城市郊区道路，今年来，由于交通量大量增加，要对下列路段进行设计K0+800—K4+500段改线，在新路基上铺筑水泥混凝土路面；K4+500—K6+000段，利用旧路，但路面强度不够，须进行补强。
1.路况调查资料(1）经预测设计使用初期年平均日交通量（双向）如下表1.1:表1.1交通两年平均增长率5.6%(2）原有路面结构和路基状况调查：①路基宽度10米，路面宽度8.5米。
②路面结构为：3cm沥青表面处置，20cm石灰土基层，20cm沙砾垫层。
③沿线路基土质为粘质土，液限30%，塑限17%，当地最大冻深2.1米。
2.材料调查沿线可供给各种砂石料，并有矿渣，炉渣，水泥，石灰，沥青等多种筑路材料。
3.设计参考资料《路基路面工程》邓学军主编，人们交通出版社，2009.9《公路水泥混凝土路面设计规范》 人们交通出版社，2003.5 《公路工程技术标准》 人们交通出版社，2004.4 1.2交通调查与分析 1.2.1 交通量计算解放的载重量 ＝08.48.940=吨 2<4.08<7 所以为中型车 折算系数 1.5 沃尔沃的载重量＝20.108.9100=吨 7<10.20<14 所以为大型车 折算系数 2.0 尼桑的载重量＝70.88.925.85=吨 7<8.70<14 所以为大型车 折算系数 2.0 交通的载重量＝41.48.925.43=吨 2<4.41<7 所以为中型车 折算系数 1.5 黄河的载重量＝43.88.960.82=吨 7<8.43<14 所以为大型车 折算系数 2.0 东风的载重量＝10.58.900.50=吨 2<5.10<7 所以为中型车 折算系数 1.5 确定公路等级，将以上各型号汽车的使用初期年平均日交通量折算成小客车的年平均日交通量。
路面结构设计计算书（有计算过程的）
路⾯结构设计计算书（有计算过程的）公路路⾯结构设计计算⽰例⼀、刚性路⾯设计1）轴载分析路⾯设计双轮组单轴载100KN⑴以设计弯沉值为指标及验算⾯层层底拉⼒中的累计当量轴次。
①轴载换算：161100∑=?=ni i i i s P N N δ式中：sN ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作⽤次数；iP —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN ；i N—各类轴型i 级轴载的作⽤次数； n —轴型和轴载级位数；i δ—轴—轮型系数，单轴—双轮组时，i δ=1；单轴—单轮时，按式43.031022.2-?=i i P δ计算；双轴—双轮组时，按式22.051007.1--?=i i P δ；三轴—双轮组时，按式22.081024.2--?=i i P δ计算。
注：轴载⼩于40KN 的轴载作⽤不计。
②计算累计当量轴次根据表设计规，⼀级公路的设计基准期为30年，安全等级为⼆级，轮迹横向分布系数η是0.17~0.22取0.2，08.0=r g ，则[][]362.69001252.036508.01)08.01(389.8343651)1(30=??-+?=?-+=ηr t r s e g g N N 其交通量在44102000~10100??中，故属重型交通。
2）初拟路⾯结构横断⾯由表3.0.1，相应于安全等级⼆级的变异⽔平为低~中。
根据⼀级公路、重交通等级和低级变异⽔平等级，查表4.4.6 初拟普通混凝⼟⾯层厚度为24cm ，基层采⽤⽔泥碎⽯，厚20cm ；底基层采⽤⽯灰⼟，厚20cm 。
普通混凝⼟板的平⾯尺⼨为宽3.75m ，长5.0m 。
横缝为设传⼒杆的假缝。
3）确定基层顶⾯当量回弹模量tc s E E ,查表的⼟基回弹模量a MP E 0.350=，⽔泥碎⽯a MP E 15001=，⽯灰⼟a MP E 5502= 设计弯拉强度：acm MP f 0.5=，ac MP E 4101.3?=结构层如下：⽔泥混凝⼟24cm ⽔泥碎⽯20cm ⽯灰⼟20cm×按式（B.1.5）计算基层顶⾯当量回弹模量如下：a x MP h h E h E h E 102520.020.055020.0150020.022222221222121=+?+?=++= 12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x1233)2.055012.015001(4)2.02.0(122.0550122.01500-?+?++?+?=)(700.4m MN -=m E D h x x x 380.0)10257.412()12(3131=?==165.4)351025(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=-=-?=--E E a x786.0)351125(44.11)(44.1155.055.00=?-=-=--E E b xa x bx t MP E E E ah E 276.212)351025(35386.0165.4)(31786.03100===式中：t E ——基层顶⾯的当量回弹模量，aMP ；0E ——路床顶⾯的回弹模量，x E ——基层和底基层或垫层的当量回弹模量， 21,E E ——基层和底基层或垫层的回弹模量， x h ——基层和底基层或垫层的当量厚度， x D ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度， 21,h h ——基层和底基层或垫层的厚度， b a -——与E E x有关的回归系数普通混凝⼟⾯层的相对刚度半径按式（B.1.3-2）计算为： ()m E E h r tc679.0)276.21231000(24.0537.0)(537.03131=??==4）计算荷载疲劳应⼒p σ按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产⽣的荷载应⼒计算为： a ps MP h r 060.124.0679.0077.0077.026.026.0=??==--σ因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能⼒的应⼒折减系数87.0=r K 。
公路路面结构设计计算
公路路面结构设计计算一、刚性路面设计交通组成表车型 总重 （kN ） 前轴重 (kN) 后轴重 (kN) 后轴数 后轴轮组数 原始交通量 （辆/日）北京BJ130 40.75 13.55 27.2 1 2 398 跃进NJ131 58.4 20.2 38.2 1 2 621 解放CA340 78.7 22.1 56.6 1 2 822 东风LZ341 94 29.5 64.5 1 2 579 黄河JN360 270 50 110 2 2 46 宇通ZK6820G 85 30 55 1 2 983 红旗CA63047.219.327.91212511）轴载分析路面设计双轮组单轴载100KN⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。
① 轴载换算：161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni i i i s P N N δ 式中 ：s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数； i P —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN ；i N —各类轴型i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数；i δ—轴—轮型系数，单轴—双轮组时，i δ=1；单轴—单轮时，按式43.031022.2-⨯=i i P δ计算；双轴—双轮组时，按式22.051007.1--⨯=i i P δ；三轴—双轮组时，按式22.081024.2--⨯=i i P δ计算。
轴载换算结果如表所示车型i Pi δi N16)(PP N i i i δ 北京BJ130后轴27.2 1398 3.57×10-7 前轴 13.55 43.0355.131022.2-⨯⨯ 398 3.72×10-9 跃进NJ131前轴20.2 43.032.201022.2-⨯⨯621 2.91×10-6 后轴 38.2 1621 1.28×10-4 解放CA340前轴22.1 43.031.221022.2-⨯⨯822 1.56×10-5 后轴 56.6 18229.12×10-2 东风LZ341前轴29.5 43.03601022.2-⨯⨯ 579 9.87×10-4 后轴 64.5 1579 5.20×10-1黄河JN360后轴2⨯110.0022.052201007.1--⨯⨯ 46 45.25 前轴50 43.03501022.2-⨯⨯46 2.90×10-1 宇通ZK6820G前轴 30 43.03301022.2-⨯⨯983 2.18×10-3 后轴 55 1 983 6.89×10-2 红旗CA630后轴27.911251 1.69×10-6 前轴19.343.033.191022.2-⨯⨯12512.88×10-6 161)(PP N N i i i ni s δ∑== 46.22② 计算累计当量轴次根据设计规范（表3.0.1），一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数η是0.17~0.22取0.2，05.0=rg ，则[][]次224158.282.036505.01)05.01(46.223651)1(30=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N 其交通量在4103⨯～6101⨯之间，故属中等型交通。
《路面结构设计》课件
考虑材料的成本和来源，尽量选择当 地或易于获取的材料，以降低工程成 本。
03
路面结构分析
路面结构应力的分析方法
有限元法
通过建立路面结构的有限元模型，模拟不同工况 下的应力分布，为路面结构设计提供依据。
边界元法
适用于分析路面结构的应力分布，特别是对于复 杂边界条件下的路面结构。
解析法
基于力学原理和经验公式，对简单路面结构进行 应力分析。
参考和借鉴。
详细描述
典型案例分析
稳定土路面结构设计实例
总结词
成本低、施工方便、适用于交通量较 小的农村公路
总结词
典型案例分析
详细描述
稳定土路面结构设计需要考虑土的性 质、气候条件和施工条件等因素，通 过合理的材料配比和厚度设计，确保 路面的稳定性和耐久性。
详细描述
介绍国内典型的稳定土路面结构设计 案例，包括其设计思路、材料配比和 厚度设计等，为读者提供参考和借鉴 。
路面结构变形的分析方法
弹性力学法
基于弹性力学理论，分析路面结构的变形特性。
有限元法
通过建立路面结构的有限元模型，模拟不同工况下的变形情况，为 路面结构设计提供依据。
实测法
通过实地测量和观测，获取路面结构的变形数据，评Fra bibliotek其变形特性 。
路面结构稳定性的分析方法
1 2
极限平衡法
基于极限平衡理论，分析路面结构的稳定性。
路面结构设计涉及土基、垫层、基层和面层等各个层次的设 计，需要综合考虑材料性能、施工工艺、环境因素等多种因 素。
路面结构设计的目的和意义
提高道路的使用性能
合理的路面结构设计可以减少路面的损坏和维修费用，延长道路 的使用寿命，提高道路的通行能力和舒适性。
路面结构设计计算书
公路路面结构设计计算示例、刚性路面设计1 )轴载分析路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。
①轴载换算：双轴一双轮组时，按式i1.07 10 5 p°型；三轴一双轮组时，按式轴载换算结果如表所示N siN iP i 16100式中：N s——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数；R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型i 级轴载的总重KN ；N i—各类轴型i 级轴载的作用次数;n—轴型和轴载级位数；i —轴一轮型系数，单轴一双轮组时,=1 ；单轴一单轮时，按式3 2.22 10 R0.43计算;g r44量在100 10 ~ 2000 10中，故属重型交通。
2） 初拟路面结构横断面由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低~中。
根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表446初拟普通混凝土面层厚度为24cm ，基层采用水泥碎石，厚20cm ;底基层采用石灰土，厚20cm 。
普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ，长5.0m 。
横缝为设传力杆的假缝。
式中： E t ――基层顶面的当量回弹模量， MP a ;E 0路床顶面的回弹模量，E x ――基层和底基层或垫层的当量回弹模量,E 1, E 2 ――基层和底基层或垫层的回弹模量, h x ――基层和底基层或垫层的当量厚度，注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。
②计算累计当量轴次根据表设计规范，一级公路的设计基准期为0.17~0.22 取 0.2，g r 0.08，则 N N s （1 gj 1 36530年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数30834.389 (1O.°8)——1365 0.2 6900125362 其交通E x h 2D xh ； E z h ；h x12 31500 0.2 124.700(MN(12D(WE t126.220.202 1500 0.202 5502 2 1025MP a0.202 0.202m 0)2( 14 3550 0.2(0.212m)112 4.7、亍 )3(10250.380m 1.51(牙) 匕00.45亠1 E 2h 20.2) 46.22 12 (1500 0.2550 0.21.51 (^) 0.4535E x 、0.551 1.44( )1 EE 1ah ；E °( -)3 4.165 0.3860.78635 E 1.44 (些)0.55 350.7861)14.1651025 丄( )3 212276MP a35s tc 3） 确定基层顶面当量回弹模量E s , E按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下:h 12E 1 h |E 2D x ――基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度, h i ,h 2 ――基层和底基层或垫层的厚度，a b ――与E xE 有关的回归系数普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B.1.3-2 ）计算为：r 0.537h （E c 巳）30.537 0.24（31°°° 212 276户4）计算荷载疲劳应力按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：ps°.077r °.6h 2 0.077 0.679°'6 0.24 21.06°MP a因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数 K r0.87。
路面结构设计计算示例
课程名称：学生姓名：学生学号：专业班级：指导教师：年月日路面结构设计计算1 试验数据处理路基干湿状态和回弹模量路基干湿状态路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度~。
查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=~，H2=~，H3=~，本路段路基处于过湿~中湿状态。
土基回弹模量1) 承载板试验表承载板试验数据承载板压力（MPa）回弹变形（拟合后的回弹变形20 1035 2550 4165 5780 72119 剔除169 剔除220 剔除计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。
拟合过程如图所示：路基回弹模量：2101011000(1)4nii nii pDE lπμ===-=∑∑2）贝克曼梁弯沉试验表 弯沉试验数据测点 回弹弯沉（）1 1552 1823 1704 1745 1576 2007 1478 1739 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14170根据试验数据：l =∑li =155+⋯+170=178.4315.85(0.01mm)S =s=√∑(li−l )2n−1=式中：l ——回弹弯沉的平均值（）；S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。
根据规范要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。
计算代表弯沉值：1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S -=+=+⨯=l 1=l +z a s =178.43+1.645×20.56=212.25Z a 为保证率系数，高速公路、一级公路取，二、三级公路取，四级公路取。
土基的回弹模量：220201220.70106.5(1)(10.35)0.71246.3(MPa)200.860.01p E l δμα⨯⨯=-=⨯-⨯=⨯二灰土回弹模量和强度 抗压回弹模量二灰土抗压回弹模量为：735MPa 。
道路结构设计计算书
道路结构设计计算书1、累计当量轴数计算根据《城市道路设计规范》（CJJ 37-90），路面结构达到临界状态的设计年限：沥青混凝土路面的设计年限为15年；交通等级为重，设计初期设计车道的日标准轴载的轴数500n/d≤N li≤1500n/d，取N li=1400n/d；γ=15%。
设计年限内设计车道上标准轴载累计数：N=365N li[（1+γ）t-1]/γ=15.0]1 15.01[140036515-+⨯⨯）（=24313590次2、结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为2400 万次左右，根据规范推荐结构并考虑道路实际使用情况，路面结构层采用沥青混凝土（18cm）、基层采用二灰结石（30cm）、底基层采用二灰土（厚度待定）。
规范规定城市次干道的面层由二至三层组成，查规范，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式沥青混凝土（厚4cm），中间层采用中粒式沥青混凝土（厚6cm），下面层采用粗粒式沥青混凝土（厚7cm）。
3、各层材料的抗压模量与劈裂强度查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度4cm A 沥青玛蹄脂碎石混合料1600 6cm B 中粒式沥青混凝土AC-20 1200 7cm C 粗粒式沥青混凝土AC-251000 30cm D 二灰结石 1500 ？ E 二灰土 750土基304、土基回弹模量的确定该路段处于Ⅳ1区，为粘质土，路基处理后稠度为1.00，查相关表的土基回弹模量为30.0Mpa 。
5、设计指标的确定对于城市次干路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验算。
a)设计弯沉值对于城市次干路，公路等级系数A c =1.1; 面层是沥青混凝土，面层类型系数A s =1.0; 对半刚性基层，基层类型系数A b =1.0。
路面设计弯沉值为：L d =600N e -0.2A c ·A s ·A b =600×24000000-0.2×1.1×1.0×1.0=22.1（0.01mm ）b)各层材料的容许层底拉应力σR =sSK ①细粒式沥青混凝土AC-13K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×240000000.22/1.1=3.44σR =sSK σ=1.7/3.44=0.494Mpa ②中粒式沥青混凝土AC-20K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×240000000.22/1.1=3.44 σR =sSK σ=1.0/3.44=0.29Mpa ③粗粒式沥青混凝土AC-25K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×24000000.22/1.1=3.44 σR =sSK σ=0.8/3.44=0.23Mpa ④二灰结石K s =0.35N e 0.11/A c =0.35×240000000.11/1.1=2.06 σR =sSK σ=0.65/2.06=0.32Mpa ⑤二灰土K s =0.45N e 0.11/A c =0.45×240000000.11/1.1=2.65 σR =sSK σ=0.25/2.65=0.09Mpa 6 设计资料总结设计弯沉值为22.1（0.01mm ），相关资料汇总如下表：材料名称 结构层厚度（cm ）20℃抗压模量（Mpa ）容许层底拉应力（Mpa ）细粒式沥青混凝土AC-13 4 1600 0.494 中粒式沥青混凝土AC-20 6 1200 0.29 粗粒式沥青混凝土AC-257 1000 0.23 二灰结石 30 1500 0.32 二灰土？7500.097、确定二灰土层厚度（换算成三层体系）h 1=4cm E 1=1400Mpa → h 1=4cm E 1=1600Mpa h 1=6cm E 2=1200Mpa h 1=7cm E 3=1000Mpah 1=30cm E 4=1500Mpa H=? E 2=1200Mpa h 1=? E 5=750MpaE 0=30Mpa E 0=30Mpa 路表容许回弹弯沉值L R =[l ]=1.1αr αs / N 0.2=1.1×1.2×1.0/240000000.2=0.044cm 路表回弹弯沉综合修正系数F =A F 38.002⎥⎦⎤⎢⎣⎡δP E L R =φ1=1.47（[l ] E n /（2p tr ））0.38=1.47×38.065.107.0230044.0⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=0.585αL =FP E L d δ21=αn 1n 2=585.065.107.021400022.0⨯⨯⨯⨯=3.531h=h 1=4cm E 1=1400Mpa H=H 2+4.2213E E h kn k k ∑-= E 2=1200Mpa⎩⎨⎧====86.01400/1200/38.065.10/4/12E E h δ ∴查表得α=6.3 ⎩⎨⎧====025.01200/30/38.065.10/4/2E E h n δ ∴查表得K 1=1.52 ∴K 2=1K L αα=52.13.6531.3⨯=0.369∴查表得：δH=5.6∴H=6.5δ=6.5×10.65=59.64cm根据H=H 2+4.2213E E h kn k k ∑-= 69.22=6+7×4.212001000+30×4.212001500+ h 14.21200750∴h 1=17.307cm 取h 1=18cm 8 弯拉应力验算A 点 细粒式沥青混凝土层底h 1=4cm E 1=1400Mpa → h=4cm E 1=1400Mpa h 1=6cm E 2=1200Mpa h 1=8cm E 3=1000Mpah 1=30cm E 4=1500Mpa H=? E 2=1200Mpa h 1=18cm E 5=750MpaE 0=30Mpa E 0=30Mpa H=9.0112+-=∑i k n k k E E h =6+8×9.012001000+30×9.012001500+18×9.01200750=60.835cmh/δ=4/10.65=0.38 E 2/E 1=0.86 E 0/E 2=0.025查图得σa = -0.188MPa 为压应力，不需验算。
路面结构设计计算书
专业.专注公路路面结构设计计算示例、刚性路面设计车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量小客车1800解放CA10B19.4060.851双一300黄河JN15049.00101.601双一540交通SH36160.00 2 X110.002双130.0120太脱拉13851.40 2 X80.002双132.0150吉尔13025.7559.501双一240尼桑CK10G39.2576.001双一1801) 轴载分析路面设计双轮组单轴载100KN⑴以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次①轴载换算：式中：Ns——100KN的单轴一双轮组标准轴载的作用次数R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型i级轴载的总重KN ；车型P i6N i EM(書厂解放CA10B后轴60.8513000.106黄河JN150前轴49.00 2.22咒103咒49亠43540 2.484后轴101.61540696.134U00丿N i—各类轴型i级轴载的作用次数n—轴型和轴载级位数；;i—轴一轮型系数，单轴一双轮组时，3 0.436=1 ；单轴一单轮时，按式°i =222°° R计算；双轴一双轮组时，按式, _5 -0 22「=1.07 10 R .；三轴一双轮组时，按式r 8 0 225=2.24汉10 R 计算专业.专注 -4交通SH361前轴 60.00 2.22 "03 汉 60亠3120 12.923后轴2"10.00 1.07如0上汉220』22 120 118.031 太脱拉138前轴 51.40 2.22"03 x 51.40^43 150 1.453后轴2 汇 80.00 1.07x10*x160』22150 0.969 吉尔130 后轴 59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G后轴76.00118002.230nN =Zi=4M (旦)16P834.389②计算累计当量轴次根据表设计规范，一级公路的设计基准期为 30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数 是0.17~0.22 取 0.2， g r =0.08，贝V二 N s （1 gj -1丨 365 834.389 （1 O.O8）30 -1】g r0.0844量在100 10 ~ 200010中，故属重型交通。
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路面结构设计及计算7.1 轴载分析路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载a.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。
（1）轴载换算轴载换算采用如下的计算公式：35.421⎪⎭⎫⎝⎛=P P N C C N i i （7.1）式中： N —标准轴载当量轴次，次/日in —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P —标准轴载，KNip —被换算车辆的各级轴载，KNK —被换算车辆的类型数1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。
当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。
2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。
轴载换算结果如表所示：（2）累计当量轴数计算根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次：][γηγ13651)1(N N te⨯⨯-+=[]次）（.5484490042.040.0327.184********.0115=⨯⨯⨯-+=(7.2) 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算验算半刚性基底层底拉应力公式为81'2'1')(∑==ki i i P p n c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21'1-+=m c'2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。
计算结果如下表所示：注：轴载小于50KN 的轴载作用不计。
[]γηγ'13651)1(N Nte⨯⨯-+=⋅[]次3397845%042.040.0313.13473651%)042.01(15=⨯⨯⨯-+=7.2 结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限一个行车道上的累计标准轴次约为700万次左右，根据规推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm ）、基层采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定）、底基层采用石灰土（30cm ）。
规规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成，查规，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚4cm ），中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚5cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚6cm ）。
7.3 各层材料的抗压模量与劈裂强度查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度7.4 土基回弹模量的确定该路段处于Ⅲ4区，为粉质土，稠度为1.05，查相关表的土基回弹模量为51.5MPa。
7.5 设计指标的确定对于一级公路，规要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验算。
a.设计弯沉值（一级公路）:该公路为一级公路，路面等级系数Ac=1.0，面层是沥青混凝土路面s A取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm ，基层类型系数Ab=1.0。
设计弯沉值为：b sc ed A A A N L 2.0960-= )01.0(5.260.10.10.154844909602.0mm =⨯⨯⨯⨯=- (7.4)b.各层材料的容许层底拉应力s spR K σσ=(7.5)（1）细粒式密级配沥青混凝土cea S A N A K 22.009.0=(7.6)734.20..154844900.109.022.0=⨯⨯=a SSPR MP K 5.0734.24.1===σσ (7.7) （2）中粒式密级配沥青混凝土ce a S A N A K 22.009.0=734.20..154844900.109.022.0=⨯⨯=a SSPR MP K 36.0734.21===σσ （3）粗粒式密级配沥青混凝土ce a S A N A K 22.009.0=01.30.154844901.109.022.0=⨯⨯=a SSPR MP K 26.001.3===σ （4）细粒式沥青玛蹄脂碎石cea S A N A K 22.009.0=734.20..154844900.109.022.0=⨯⨯=a SSPR MP K 5.0734.24.1===σσ （5）中粒式沥青玛蹄脂碎石ce a S A N A K 22.009.0=734.20..154844900.109.022.0=⨯⨯=a SSPR MP K 36.0734.21===σσ （6）粗粒式沥青玛蹄脂碎石ce a S A N A K 22.009.0=01.30.154844901.109.022.0=⨯⨯=a SSPR MP K 26.001.38.0===σσ （7）水泥碎石93.1548449035.035.011.011.0=⨯==ceS A N K (7.8)a R SP R MP 27.093.15.0===σσσ （9）石灰粉煤灰碎石48.2548449045.045.011.011.0=⨯==ce S A N K (7.9)a R SP R MP 32.048.2===σσ （10）石灰土48.2548449045.045.011.011.0=⨯==c e S A N Ka R SP R MP 1.048.225.0===σσσ （11）二灰土48.2548449045.045.011.011.0=⨯==c e S A N Ka R SP R MP 12.048.23.0===σσσ 7.6 设计资料总结相关资料汇总如下表： 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 : 26.5 (0.01mm)按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 26.5 (0.01mm)H( 4 )= 15 cm LS= 29.4 (0.01mm) H( 4 )= 20 cm LS= 25.9 (0.01mm) H( 4 )= 19.1 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 4 )= 19.1 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19.1 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19.1 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19.1 cm(第4 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19.1 cm(第5 层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H( 4 )= 19.1 cm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 19.1 cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度60 cm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求 .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:---------------------------------------细粒式沥青混凝土 4 cm---------------------------------------中粒式沥青混凝土 5 cm---------------------------------------粗粒式沥青混凝土 6 cm---------------------------------------石灰粉煤灰碎石20 cm---------------------------------------石灰土30 cm---------------------------------------土基表7.7 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:第1 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 25.9 (0.01mm)第2 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 28.7 (0.01mm)第3 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 32.5 (0.01mm)第4 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 37.2 (0.01mm)第5 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 89.6 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值LS= 322.9 (0.01mm)LS= 258.8 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-0.224 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.069 (MPa)第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.042 (MPa)第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.123 (MPa)第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= 0.076 (MPa)方案B：LD= 26.5 (0.01mm)H( 4 )= 15 cm LS= 29.4 (0.01mm)H( 4 )= 20 cm LS= 25.8 (0.01mm)H( 4 )= 19 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H( 4 )= 19 cm(第1 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19 cm(第4 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 19 cm(第5 层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H( 4 )= 19 cm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 19 cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度60 cm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求 .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:---------------------------------------细粒式沥青玛蹄脂碎石 3 cm---------------------------------------中粒式沥青玛蹄脂碎石 4 cm---------------------------------------粗粒式沥青玛蹄脂碎石 6 cm---------------------------------------水泥稳定碎石20 cm---------------------------------------石灰粉煤灰土30 cm---------------------------------------土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:第1 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 25.8 (0.01mm)第2 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 27.9 (0.01mm)第3 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 31 (0.01mm)第4 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 35.5 (0.01mm)第5 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 85.7 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS= 322.9 (0.01mm)LS= 258.8 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-0.242 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-0.129 (MPa)第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-0.061 (MPa)第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= 0.127 (MPa)第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= 0.085 (MPa)7.7方案比选经分析，A方案路面结构造价低于B方案。