公路路面结构设计计算
路面结构设计计算
路面结构设计计算
路面结构设计涉及到许多方面的计算,包括以下几个关键要素:
车辆荷载:需要根据设计车型和交通流量等因素确定路面所需承载的车辆荷载。
常用的计算方法有AASHTO(美国公路与运输官员协会)标准、Pavement ME Design等。
路面材料特性:不同路面材料具有不同的强度、弹性模量等特性。
需要根据路面所使用的材料类型,如沥青混合料、水泥混凝土等,进行相应的材料特性计算。
路面厚度设计:为了确保路面能够承受车辆荷载并具备足够的寿命,需要计算适当的路面厚度。
常用的计算方法包括经验公式、层间抗裂分析、有限元分析等。
基底和地基设计:路面结构的稳定性也依赖于基底和地基的设计。
需要进行地质勘探和土壤力学参数测试,并根据工程要求计算基底和地基的承载能力。
排水设计:良好的排水系统对路面结构的长期稳定性至
关重要。
需要进行降雨径流计算,确定适当的排水设计参数,包括路肩和排水系统的尺寸和材料。
施工工艺选择:路面结构设计还需要考虑施工工艺,包括路面层次、铺设方式、压实方法等。
需要根据具体情况进行合理的选择。
综上所述,路面结构设计涉及到多个方面的计算和分析,需要根据具体情况采用相应的计算方法和标准,以确保设计的路面结构具备足够的承载能力和稳定性。
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。
公路路面结构图的识读—路面工程量的计算
一、设计图纸路面结构层工程量的计算
起点桩号
止点桩号
水泥稳定碎 水泥稳定碎 距离(m) 石基层的顶 石基层底面
面宽度(m) 宽(m)
(顶面+底 面)/2
水泥稳定碎 级配碎石底 级配碎石底 石基层的面 基层顶面宽 基层底面宽 积(m2) 度(m) (m)
(顶面+底 面)/2
级配碎石面 积(m2)
K54+860 K55+860
K54+860 K55+860
1000 11.25 11.25 11.25
11250 11.25 11.25 11.25 11250 11.25 11.25 11.25 11250
上、中、下面层的计算宽度11.25m,上、中、下面层的面积11250m2; 由于上、中、下面层边部构造是垂直的两种方法计算的结果是一样的。
情景1 公路路面结构图 的识读
实训1:路面结构层宽度和路面工程量计算
路面结构层次及路面结构图的识读
【知识目标】
熟悉路面结构图的识读; 理解路面结构宽度计算和路面工程量。
【能力目标】
能计算路面结构层宽度和路面工程量。
你的标题
路面结构图的识读
能从图中读出如下信息: 路面各结构层次 路面各结构层次的材料 路面各结构层次的厚度
级配碎石底基层的计算宽度12.166m, 水泥稳定碎石基层的面积(m2) 12166 m2; 第二种方法计算:级配碎石底基层的计算宽度12.106m,级配碎石底基层的面积(m2) 12106 m2 第一种方法计算:级配碎石底基层的计算宽度12.166m,级配碎石底基层的面积(m2) 12166 m2; 两种方法计算的工程量每公里相差60m2
情景1 公路路面结构图 的识读
农村公路水泥混凝土路面结构计算与分析
农村公路水泥混凝土路面结构计算与分析农村公路的水泥混凝土路面结构设计和分析是确保农村公路的承载能力和耐久性的重要环节。
在进行路面结构计算和分析时,需考虑交通量、车辆类型、气候条件、地质条件等多个因素,并根据实际情况进行合理的设计。
下面将详细介绍水泥混凝土路面结构的计算和分析方法。
水泥混凝土路面结构通常由多层结构组成,包括基层、底基层、底面层和面层。
基层一般采用黏土、砂土等材料,底基层采用砾石或砂石料,底面层采用碎石。
在进行计算和分析时,首先需确定路面的可承受车辆荷载。
根据农村公路的交通量和车辆类型,可以确定设计车辆荷载。
常用的设计车辆荷载有ESAL(等效单轴集中荷载)和EAL(等效轴重)。
ESAL是以标准轴重为基础,根据交通量和车辆类型计算得到的等效单轴集中荷载。
EAL是以标准轴重为基础,根据轴数和轴距计算得到的等效轴重。
然后需要进行路面结构的厚度计算。
根据设计车辆荷载和材料特性,可以通过结构设计方法计算出每个结构层的厚度。
常用的计算方法有SN (结构系数)法和美国AASHTO法。
SN法根据路面结构层的材料特性、路面结构层数和设计车辆荷载,结合结构层之间的相互作用,计算出每个结构层的最佳厚度。
AASHTO法根据路面结构层的材料强度、设计车辆荷载和自然环境等条件,以最小化经济投资和最大化使用寿命为目标,确定每个结构层的厚度。
完成厚度计算后,还需进行路面结构的应力分析。
应力分析是评估路面结构的承载能力和稳定性的关键步骤。
通过应力分析,可以确定各个结构层的应力情况,以及各层之间的剪应力和压应力。
常用的应力分析方法有计算机模拟分析和试验方法。
计算机模拟分析是通过建立数学模型和应力分析软件,模拟车辆荷载对路面结构的作用,计算出各个结构层的应力情况。
试验方法是在实际路面上进行荷载试验,通过检测路面应变情况,计算出路面结构的应力分布。
最后,还需考虑路面结构的耐久性和防水性能。
水泥混凝土路面结构在使用过程中,会受到车辆荷载、温度变化和水分侵害等影响,因此需要进行耐久性和防水性能的评估。
一级公路沥青路面结构设计计算实例
一级公路沥青路面结构设计计算实例一级公路是国家重点建设的高速公路,需要经过严格的设计计算才能确保路面的质量和安全。
下面是一级公路沥青路面结构设计的一个实例,包括路基设计、沥青路面厚度计算以及路面结构层的设计。
1.路基设计:路基是公路的基础层,承受着交通荷载的传递和分布。
路基设计主要考虑的因素包括:土质和胀缩性,交通量和荷载频率,基床沉降和变形,以及排水和防渗等。
在这个实例中,我们以典型的路基设计参数为例进行计算。
根据实际情况,我们假设路基的土质为砂土,没有明显的胀缩性。
交通量为每天6000辆,荷载频率为20,基床沉降和变形可容许值为30mm,路基的排水和防渗设计要求满足A2级。
计算方法:首先,计算基床厚度:H_base = 0.05 * N * P * f (单位:m)其中,N为每天通过的车辆数,P为荷载频率,f为修正系数,根据表1查得当P=20时,f=1.0。
带入数据,我们得到基床厚度 H_base = 0.05 * 6000 * 20 * 1.0 = 600mm。
然后,计算沥青路面的修正系数 k :k = H_base / (H_base + H) ,其中,H为沥青路面厚度。
根据实际情况和设计要求,可以选择不同宽度的沥青路面厚度。
2.沥青路面厚度计算:在这个实例中,我们选择沥青路面的宽度为6m,根据设计要求,计算沥青路面的厚度。
计算方法:首先,计算水平交通荷载分布系数:Z=1.28+0.03W+0.003W^2,其中,W为车道的有效宽度。
带入数据,我们得到Z=1.28+0.03*6+0.003*6^2=1.67然后,计算沥青路面最小厚度:H_min = (P * Z) / k ,其中,P为荷载频率。
带入数据,我们得到H_min = (20 * 1.67) / (0.6) ≈ 55.7mm。
最后,根据设计要求,选择适当的沥青路面厚度为70mm。
3.路面结构层设计:路面结构层是由多层不同材料组成的,可以有效地承受交通荷载并分散载荷。
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。
水泥混凝土路面的设计计算
水泥混凝土路面的设计计算1.路面设计荷载计算设计荷载是路面结构设计的基础,需要考虑到车辆轴载、重车通行频次等因素。
根据不同的道路类型和交通量,可以选择不同的设计荷载标准,例如一般道路设计荷载为60kN,高速公路为100kN。
设计荷载可以根据实际情况确定。
2.路面厚度计算路面结构的主要功能是为交通提供平整、安全的行车路面,要求路面具有一定的厚度,能够承受车辆荷载并分散到下层土体中。
根据路面结构和荷载情况,可以采用不同的厚度设计方法进行计算。
例如根据美国AASHTO设计方法,可以根据车辆荷载和所需寿命确定路面厚度。
3.路面材料特性选择水泥混凝土路面中的材料包括水泥、骨料、沙子和水。
这些材料的选择要考虑到路面的承载能力、耐久性以及施工工艺等因素。
例如,水泥的选择要考虑到其强度等级和早期强度发展特性;骨料的选择要考虑到颗粒大小、形状等因素。
4.路面结构设计水泥混凝土路面的结构设计包括基层、底基层、面层等组成。
基层的作用是分散荷载到下层土体中,可以采用砾石、碎石或者碎石混凝土进行铺设。
底基层是为了提供路面的平整度和耐久性,可以采用砂砾混凝土进行铺设。
面层是水泥混凝土路面的承载层,要求具有较高的强度和平整度。
5.路面施工工艺设计水泥混凝土路面的施工工艺设计包括路面准备、铺设和养护等步骤。
路面准备包括路基处理、基层铺设和底基层施工等;铺设包括制浆、铺浆、振捣和压光等;养护包括初始养护和维护养护等。
施工工艺需要根据路面结构和材料特性进行合理设计,确保路面质量。
路面设计计算书——主干路
路面设计弯沉值:26.49(0.01mm)
层结构层材料名称劈裂强容许拉应有效沥青空隙动态回弹容许拉应变
位度(MPa)力(MPa)含量(%)率(%)模量(MPa) (10-8)
1改性沥青玛蹄脂混合料
2中粒式沥青混凝土
3石灰粉煤灰碎石.5.257
4石灰粉煤灰碎石.5.257
1标准轴载BZZ100 100 1双轮组1350
设计基准期(年) 15设计车道分布系数.6
序号分段时间(年)交通量年增长率
1 65%
2 53%
3 42%
当以设计弯沉值和沥青层剪应力为设计指标时:
路面营运第一年单向日平均当量轴次:1350
设计基准期内一个车道上的累计当量轴次:5913376
属中等交通等级
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:
路面营运第一年单向日平均当量轴次:1350
设计基准期内一个车道上的累计当量轴次:5913376
属中等交通等级
路面设计交通等级为中等交通等级
交叉口设计基准期内同一位置停车的累计当量轴次100000
停车站计基准期内同一位置停车的累计当量轴次100000
道路等级主干路
-C10-04
A/1
中城路(文阳路-环城路)
升级改造工程
设计计算书
项目编号:2020032601
设计_________________
校对_________________
专业负责_____________
审核_________________
审定_________________
青岛市市政工程设计研究院有限责任公司
沥青表面层材料的60℃抗剪强度.8 MPa
公路路面结构验算
公路路面结构验算公路路面结构是指由路面基层、路面结构层和表面层组成的公路路面系统,其主要功能是承载和传递车辆荷载,同时满足行车的平稳度、舒适度和安全性要求。
路面结构验算是公路设计中的重要内容之一,其目的是保证路面结构的稳定性、耐久性和经济性,同时保障公路安全、畅通、舒适和节能。
路面结构验算涉及到诸多因素,如设计车速、设计荷载、材料性能、地基土质条件、气候条件等,其主要内容包括以下几个方面:一、荷载计算荷载是公路路面结构的主要外部作用力,荷载计算是路面设计的基础。
荷载的作用主要有轴载、轮压、弯矩、剪力等,计算时需考虑车速、车型、车辆分布、荷载系数等因素。
根据荷载计算结果确定路面结构层的厚度和材料,以保证结构的稳定性和承载能力。
二、结构层设计路面结构层是公路路面结构的核心部分,其主要作用是承载荷载和保护路面基层。
结构层一般分为基层、面层和封层三层,每层的材料、厚度和性能需根据荷载、气候和地基土质等条件综合考虑。
基层一般采用水泥稳定砂、碎石、砼等材料,面层一般采用沥青混凝土、水泥混凝土等材料,封层一般采用沥青封层或聚酯封层等材料。
三、结构层稳定性校核结构层稳定性校核是路面设计的重要环节之一,其目的是验证路面结构层在荷载作用下的稳定性和承载能力是否满足设计要求。
稳定性校核需综合考虑路面材料强度、路面结构层厚度、荷载分布等因素,根据相关规范计算出结构层在荷载作用下的最大应力和变形情况,以保证路面结构的功能和安全性。
四、压实度检测压实度检测是路面结构验收的重要环节之一,其目的是验证路面结构层的压实质量是否满足设计要求,以保证公路的平稳度、舒适度和耐久性。
压实度检测需采用专业的检测仪器和方法,通过测量路面表面的压实度指标来评估路面的压实质量和性能。
总之,公路路面结构验算是公路设计的重要工作之一,其能否得到合理、稳定和经济的设计,直接影响公路的使用寿命和安全性。
因此,在路面设计中需要充分考虑荷载计算、结构层设计、稳定性校核和压实度检测等因素,以保证公路路面结构的稳定性、耐久性和经济性。
03-水泥路面结构计算书
设计内容:新建单层水泥混凝土路面设计
公路等级:三级公路
变异水平的等级:中级
可靠度系数:1.07
面层类型:普通混凝土面层,设计轴载100kN,最重轴载150kN
路面的设计基准期:15年
设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:915892
路面承受的交通荷载等级:中等交通荷载等级
混凝土弯拉强度4.5Mpa,混凝土弹性模量29000MPa,混凝土面层板长度 4.5m,地区公路自然区划Ⅱ,面层最大温度梯度92℃/m,接缝应力折减系数0.87,混凝土线膨胀系数1010-6/℃,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)材料模量(MPa),1水泥稳定粒料,2水泥稳定粒料,3新建路基板底地基当量回弹模量ET=38MPa
混凝土面层荷载疲劳应力:3.91MPa
混凝土面层温度疲劳应力:0.15MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力:4.34MPa(小于或等于面层混凝土弯拉强度)
面层最大荷载应力:2.62MPa
混凝土面层最大温度应力:0.73MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力:3.58MPa(小于或等于面层混凝土弯拉强度)
满足路面结构极限状态要求的混凝土面层设计厚度:240mm。
城市支路路面结构计算书(完整版)
城市支路路面结构计算书本次设计采用2017版公路路面设计程序系统(Hpds)计算软件一、设计弯沉值计算Nh= 540 ,属轻交通等级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: 900设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 2597935属轻交通等级路面设计交通等级为轻交通等级城市道路类型支路道路分类系数 1.2 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值: 37.5 (0.01mm)二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数: 4标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 37.5 (0.01mm)路面设计层层位: 4设计层最小厚度: 150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差(mm) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 02 中粒式沥青混凝土60 1200 03 水泥稳定碎石180 1500 04 水泥稳定碎石? 1500 05 新建路基30按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 37.5 (0.01mm)H( 4 )= 150 mm LS= 36.8 (0.01mm)由于设计层厚度H( 4 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.路面设计层厚度:H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)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40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------水泥稳定碎石170 mm----------------------------------------新建路基三、交工验收弯沉值计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 12 中粒式沥青混凝土60 1200 0 13 水泥稳定碎石180 1500 0 14 水泥稳定碎石170 1500 0 15 新建路基30 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= 34.5 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 39.4 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 47.8 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 128.5 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 310.5 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)LS= 383.1 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算)。
全过程精细讲解路面结构设计及计算
路面构造设计及计算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i n —被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日 P —标准轴载,KNi p —被换算车辆的各级轴载,KN K —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,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:表7.3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构造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,根据规推荐构造,路面构造层采用沥青混凝土〔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 〕。
公路路基路面宽度计算公式
公路路基路面宽度计算公式公路是现代交通的重要组成部分,而公路路基路面宽度的计算是公路设计中一个关键的环节。
正确的路基路面宽度计算可以保证公路的安全、稳定和持久使用。
下面将介绍公路路基路面宽度的计算公式及其相关内容。
一、公路路基路面宽度的意义和作用公路路基路面宽度是指公路路基的宽度和路面的宽度之和。
它的设计和计算是为了满足公路的运输需求和安全要求。
合理的路基路面宽度可以提供足够的行车空间,确保车辆的安全通行,并且能够承受车辆的荷载,减少路面变形和破坏,延长路面的使用寿命。
二、公路路基路面宽度计算公式公路路基路面宽度的计算公式主要包括两个方面:车辆通行要求和路基路面结构要求。
1. 车辆通行要求车辆通行要求是指根据公路的交通量、车辆类型和车速等参数,确定公路需要提供的车道宽度。
常见的车道宽度有标准车道宽度和额外车道宽度。
标准车道宽度是指能够满足一般交通需求的车道宽度,通常为3.5米。
而额外车道宽度是指用于特殊车辆或交通需求的车道宽度,例如超车道和紧急停车带。
根据公路交通量和车辆类型的需求,可以确定车道的数量和宽度,进而计算出车辆通行所需的路基路面宽度。
2. 路基路面结构要求路基路面结构要求是指根据公路的设计荷载和路基路面的结构类型,确定路基路面所需的宽度。
路基路面的结构类型包括刚性路面和柔性路面。
刚性路面是指采用水泥混凝土等刚性材料作为结构层的路面,能够承受较大的荷载,但对于变形能力较差。
柔性路面是指采用沥青等柔性材料作为结构层的路面,能够适应较大的变形,但承载能力较差。
根据公路的设计荷载和路基路面的结构类型,可以确定路基路面的厚度和宽度。
一般来说,刚性路面的宽度要大于柔性路面的宽度,因为刚性路面能够承受更大的荷载。
综合考虑车辆通行要求和路基路面结构要求,可以得出公路路基路面宽度的计算公式:公路路基路面宽度 = 车辆通行要求 + 路基路面结构要求三、公路路基路面宽度计算实例以一条双车道公路为例,假设该公路的交通量较大,车辆类型较多,车速较快,需要提供标准车道宽度和紧急停车带。
沥青路面结构设计计算案例
沥青路面结构设计计算案例(案例简介)地区的一条新建道路需要进行沥青路面结构的设计计算。
该道路长1000米,设计速度为50公里/小时,设计总重为1万标准车辆,道路设计年限为20年。
现需要根据给定条件进行路面结构设计计算。
(路面结构设计计算步骤)1.设计交通量和轴重根据道路设计年限、设计速度和设计总重,可以计算出设计交通量和轴重。
道路设计年限为20年,设计总重为1万标准车辆,即每年要过1万标准车辆。
假设每天通行时间为8小时,每小时通行率为设计交通量/8、设计速度为50公里/小时,即设计交通量=设计速度×设计交通量/8=50×1万/8=6250(辆/小时)。
2.设计轴重参数3.计算配筋系数根据设计速度和设计交通量,可以计算出设计配筋系数。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,设计交通量为6250(辆/小时),设计速度为50公里/小时时的设计配筋系数为0.45、所以设计交通量为6250辆/小时时,设计配筋系数为0.454.计算设计厚度根据设计交通量、设计速度和设计配筋系数,可以计算出设计厚度。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,设计厚度d(cm)=2.07×ln(qv)+0.61×ln(V)-3.15,其中qv为设计交通量(辆/小时/米),V为设计速度(km/h)。
所以设计厚度d=2.07×ln(6250)+0.61×ln(50)-3.15=3.48(cm)。
5.计算沥青混合料配合比根据设计厚度,可以计算沥青混合料中沥青的用量。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,沥青混合料中沥青用量为每m2路面面积的0.055t。
假设道路宽度为6m(含路肩)。
6.结构层分配厚度根据设计厚度,可以计算出沥青面层、底面层和基层的分配厚度。
根据《公路工程沥青路面设计规范》,沥青面层分配厚度为总设计厚度的40%;底面层分配厚度为总设计厚度的25%;基层分配厚度为总设计厚度的35%。
路面结构计算书
路面结构计算1、项目概况沿太行高速公路是《河南省高速公路网规划(2021-2035年)》中16条南北纵向通道之一,拟建沿太行高速公路焦段是沿太行高速公路的组成部分。
项目东接沿太行高速公路新乡段,西接沿太行高速公路焦作•济源段,设计采用四车道高速公路标准,全线设计速度采用100公里/小时标准,路基宽度26米。
地层为第四系残坡积及冲洪积地层,地基土多以粉质黏土、黏土、碎石土为主,河谷多为砾卵石含漂石,路基填料以碎石土为主。
2、气象水文资料项目区属暖温带大陆性气候,冷暖气团交替频繁,春、夏、秋、冬四季分明。
年平均气温14.4°C左右,1月份最冷,平均气温-0.1°C;7月份最热,平均气温27.5。
C0年平均最高气温20.7°C,极端最高气温43.6°C;年平均最低气温9.3o C,极端最低气温-19.3°C。
平均年降水量为584毫米,年降水量最多为908.7亳米(1964年),年降水量最少是333毫米(1965年)。
平均日照时数为2553小时,年日照百分率为58%。
3交通参数依据项目工可,本项目交通量如下表:经计算,整体式货车比例为49.8%,半挂式货车比例为36.7%。
初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量(辆/日)2703O设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆)1.167414×107o路面设计交通荷载等级为重交通荷载等级。
4初拟路面结构方案结合工程经验,初拟水泥稳定碎石基层沥青路面结构列于下表,其中水泥稳定碎石基层厚度分别取340mm、360mm和38Ommo5路基和结构层材料参数⑴路基顶面回弹模量路基为受气候影响的干燥类,土质为碎石土。
参考《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)与既有工程经验,干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为60MPa,满足规范522条规定。
⑵级配碎石底基层模量⑶水泥稳定碎石基层模量和弯拉强度根据试验测定结果,水泥稳定碎石材料弹性模量为24000MPa,乘以结构层模量调整系数0.5,水泥稳定碎石基层模量为1400MPa、底基层模量取100OOMPa,弯拉强度为1.6MPa。
沥青路面结构设计计算说明书(含电算)
沥青路面结构设计计算说明书(一)设计资料济南地区新建一级公路,设计速度为80km/h,双向四车道。
沿线土质为粘土,地下水位为1m,路基填土高度为1.2m。
公路沿线有可开采碎石、砂砾,并有粉煤灰、石灰供应。
根据工程可行性报告得知,近期交通组成与交通量、不同车型的交通参数见表1,交通量年平均增长率为6%。
【表1.1 近期交通组成与交通量、车辆交通参数】注:基本要求为车道系数、车辆类型分布系数、当量设计轴载换算系数等均按照新建沥青路面,可采用水平三选取计算。
(二)设计任务该公路拟采用沥青路面结构,沥青面层要求采用沥青混凝土,基层采用无机结合料稳定类基层,试设计沥青路面结构和厚度。
(三)设计步骤1.交通荷载参数分析依表1.1,初始年大型客车和货车双向年平均日交通量为1946辆/日,交通量年增率γ=6%.(1)设计使用年限根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)3.0.2,沥青路面一级公路的设计使用年限t=15(年)。
(2)方向系数及车道系数根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)A.2.4,方向系数DDF取0.55。
根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)A.2.5,车道系数LDF取0.6。
(3)各类车比例、满载比例、设计轴载换算系数整体式货车即表1.1中3类、4类、5类车,占比为62.95%;半挂式货车即表1.1中7类车,占比为16.19%。
根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)A.2.6,新建路面按水平三考虑,故公路TTC分类为TTC4,由此车辆类型分布系数VCDF(%)分别为如下:【表3.1.1 车辆类型分布系数】各类车型的满载车占比PERmh如下取值:【表3.1.2 各类车型满载车占比】2-11类车辆当量设计轴载换算系数EALFml (非满)和EALFmh(满)依不同计算作用,如下:【表3.1.3 2-11类车辆当量设计轴载换算系数】(4)交通荷载等级、设计使用年限内设计车道的年平均日当量轴次初始年设计车道的年平均日货车交通量Q1=AADTT×DDF×LDF=642(辆/日),设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆)Qt = Q1×365×[(1+γ)t-1]/γ=5454258(辆/日),属于中等交通荷载等级;初始年设计车道的年平均当量轴次N1=Q1×Σ(VCDFm×EALFm)=1043.4(次),设计使用年限内设计车道的年平均日当量轴次Nt依表3.1.3有:①当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne1=8864560(次);②当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne2=6.146937×108(次);③当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修期限内设计车道的当量设计轴载累计作用次数Ne3=8864560(次);④当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne4=1.393465×107(次)。
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1.1 路基干湿状态和回弹模量1.1.1 路基干湿状态路基土为粘性土,地下水位距路床顶面高度0.98m~1.85m。
查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=1.7~1.9m,H2=1.3~1.4m,H3=0.9~1.0m,本路段路基处于过湿~中湿状态。
1.1.2 土基回弹模量1) 承载板试验表1.1 承载板试验数据承载板压力(MPa)回弹变形(0.01mm)拟合后的回弹变形(0.01mm)0.02 20 100.04 35 250.06 50 410.08 65 570.10 80 720.15 119 剔除0.20 169 剔除0.25 220 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1.2 弯沉试验数据测点 回弹弯沉(0.01mm )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 =15.85(0.01mm)S =l20.56(0.01mm)式中:l ——回弹弯沉的平均值(0.01mm );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 -=+=+⨯= lZ a 为保证率系数,高速公路、一级公路取2.0,二、三级公路取1.645,四级公路取1.5。
路面地面结构设计书
复合式土路面结构设计计算书1.设计依据及规定:«公路路线设计规范»JTJ 011—2006«公路沥青路面设计规范»JTG D50-2006«公路水泥混凝土设计规范»JTG D40-2011«公路路基设计规范» JTJ 034-2000«公路自然区划标准» JTJ 001-1986«公路路基施工技术规范» TJ 033-1995«城市道路工程设计规范» CJJ 37-2012«公路桥涵设计通用规范» JTGD60-20042.设计软件:公路路面设计程序系统 HPDS20113.设计内容:1、新建复合式水泥混凝土路面设计程序(HCPD2)2、基(垫)或加铺层及新建路基交工验收弯沉值计算程序(HCPC)4.设计参数4.1 基本参数公路等级:二级公路路面设计基准期:20年变异水平等级:中级可靠度系数: 1.08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:1 混凝土线膨胀系数: 10 10-6/℃4.2 轴载及交通量本工程采用现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100KN,设计使用年限为20年。
参照以前厂区交通流量,设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数取30000次,设计轴载100KN,最重轴载150KN。
4.3 路面结构材料(初拟定材料)5. 计算结果5. 1新建复合式水泥混凝土路面设计程序(HCPD2)水泥混凝土路面设计设计内容 : 新建复合式水泥混凝土路面设计公路等级 : 二级公路变异水平的等级 : 中级可靠度系数 : 1.08上面层类型 : 沥青混凝土上面层下面层类型 : 普通混凝土下面层设计轴载 100 kN最重轴载 150 kN路面的设计基准期 : 20 年设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数 : 30000路面承受的交通荷载等级 :中等交通荷载等级沥青混凝土上面层厚度 80 mm 下面层混凝土弯拉强度 4.5 MPa下面层混凝土弹性模量 29000 MPa 混凝土下面层板长度 4.5 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 1 混凝土线膨胀系数 10 10-6/℃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) 材料模量(MPa)1 水泥稳定粒料 200 15002 石灰土 300 5503 新建路基 60板底地基当量回弹模量 ET= 60 MPa中间计算结果 : ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明” )HB= 150 DC= 8.34 DB= 2.33 RG= .68SPS= 2.974 SPM= 4.354 SPR= 5.62 SPMAX= 4.57 CL= .977 BL= .88 STMAX= 1.68 KT= .46STR= .77 SCR= 6.39 GSCR= 6.9 RE= 53.33 % SCM= 6.25 GSCM= 6.75 REM= 50 %HB= 199 DC= 19.48 DB= 2.33 RG= .864SPS= 2.256 SPM= 3.303 SPR= 4.26 SPMAX= 3.47 CL= .814 BL= .566 STMAX= 1.44 KT= .4STR= .58 SCR= 4.84 GSCR= 5.23 RE= 16.22 % SCM= 4.91 GSCM= 5.3 REM= 17.78 %HB= 221 DC= 26.69 DB= 2.33 RG= .95SPS= 2.003 SPM= 2.933 SPR= 3.79 SPMAX= 3.08 CL= .719 BL= .436 STMAX= 1.23 KT= .34STR= .42 SCR= 4.21 GSCR= 4.55 RE= 1.11 % SCM= 4.31 GSCM= 4.65 REM= 3.33 %HB= 226 DC= 28.54 DB= 2.33 RG= .97SPS= 1.952 SPM= 2.858 SPR= 3.69 SPMAX= 3CL= .697 BL= .409 STMAX= 1.18 KT= .32STR= .38 SCR= 4.07 GSCR= 4.4 RE=-2.22 % SCM= 4.18 GSCM= 4.51 REM= .22 %HB= 228 DC= 29.3 DB= 2.33 RG= .977SPS= 1.931 SPM= 2.826 SPR= 3.65 SPMAX= 2.97CL= .689 BL= .398 STMAX= 1.16 KT= .32STR= .37 SCR= 4.02 GSCR= 4.34 RE=-3.56 %SCM= 4.13 GSCM= 4.46 REM=-.89 %混凝土下面层荷载疲劳应力 : 3.65 MPa混凝土下面层温度疲劳应力 : .37 MPa考虑可靠度系数后混凝土下面层综合疲劳应力 : 4.34 MPa (小于或等于面层混凝土弯拉强度)混凝土下面层最大荷载应力 : 2.97 MPa混凝土下面层最大温度应力 : 1.16 MPa考虑可靠度系数后混凝土下面层最大综合应力 : 4.46 MPa (小于或等于面层混凝土弯拉强度)不考虑沥青上面层影响时混凝土下面层的设计厚度 : 228 mm考虑沥青上面层影响折减后的混凝土下面层的设计厚度 : 208 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:---------------------------------------沥青混凝土上面层 80 mm---------------------------------------普通混凝土下面层 150 mm---------------------------------------水泥稳定粒料 200 mm---------------------------------------石灰土 300 mm---------------------------------------新建路基5. 2基(垫)或加铺层及新建路基交工验收弯沉值计算程序(HCPC)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测定车后轴轴重 : 100kN层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa) 综合影响系数1 水泥稳定粒料 200 1500 1.52 石灰土 300 550 1.53 新建路基 60 1.5第 1 层顶面交工验收弯沉值 LS= 25.6 (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= 55.1 (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= 103.5 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)LS= 136.7 (0.01mm)(根据“公路路面基层施工技术规范”有关公式计算)6. 设计结论上述计算结果、考虑到当地的实际情况以及有关规范的规定,路面结构材料及厚度仍按原来的设计。
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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。
2)初拟路面结构横断面表 3.0.1 可靠度设计标准公路技术等级 高速公路 一级公路 二级公路 三、四级公路安全等级 一级 二级 三级 四级 设计基准期(a ) 30302020目标可靠度(%) 95908580目标可靠指标 1.64 1.28 1.04 0.84 变异水平等级低低~中中中~高表 4.4.6 水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级 特重 重 公路等级 高速 一级 二级 高速 一级二级 变异水平等级低中 低中低 中 低中面层厚度(mm ) ≥260 ≥250≥240 270~240260~230250~220交通等级 中等 轻 公路等级 二级 三、四级 三、四级 三、四级 变异水平等级 高 中高 中 高 中 面层厚度(mm )240~210230~200220~200≤230≤220由上表知:相应于安全等级二级的变异水平为低~中。
根据一级公路、中等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25cm ,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:a cm MP f 5.4=,a c MP E 4109.2⨯= 结构层如下:水泥碎石20cm 石灰土20cm×水泥混凝土25cm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 x 786.0)351125(44.11)(44.1155.055.00=⨯-=-=--E E b xa x bx t MP E E E ah E 276.212)351025(35380.0165.4)(31786.03100=⨯⨯⨯==式中:t E ——基层顶面的当量回弹模量,a MP ; 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0E Ex 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 t c691.0)276.21229000(25.0537.0)(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 987.025.0691.0077.0077.026.026.0=⨯⨯==--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 。
考虑设计基准期内荷应力累计疲劳作用的疲劳应力系数005.2972.199676057.0===v e f N K(v —与混合料性质有关的指数,普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土,计算。
ff fd l v ρ017.0053.0-=) 根据公路等级,由表B.1.2考虑偏载和动载等因素,对路面疲劳损失影响的综合系数25.1=c K按式(B.1.2),荷载疲劳应力计算为a ps c f r pr MP K K K 152.2987.025.1005.287.0=⨯⨯⨯==σσ 5)温度疲劳应力由表3.0.8,Ⅱ5a 区最大温度梯度取88(℃/m)。
板长5m ,236.7691.05==r l , 由图B.2.2可查普通混凝土板厚61.0,25.0==x B cm h 。
按式(B.2.2),最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为:a x gc c tm MP B hT E a 94.161.028825.029*******5=⨯⨯⨯⨯⨯==-σ温度疲劳应力系数t K ,按式(B.2.3)计算为 470.0058.0)0.594.1(841.094.10.5)(323.1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=b f a f Kc r tm tm r t σσ 再由式(B.2.1)计算温度疲劳应力为 a tm t tr MP K 912.094.1470.0=⨯==σσ查表3.0.1 ,一级公路的安全等级为二级,相应于二级安全等级的变异水平为低级,目标可靠度为90%。
再据查得的目标可靠度和变异水平等级,查表3.0.3,确定可靠度系数16.1=r r按式(3.0.3)a r a tr pr r MP f MP r 0.555.3)912.0152.2(16.1)(=≤=+⨯=+σσ ∴所选普通混凝土面层厚度(0.25cm )可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。
二、柔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CA63047.219.327.9121251设计年限为15年,车道系数为4,交通量平均年增长率为5 %。
一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 972,属中等交通等级。
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:481;设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1515376;属轻交通等级。
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:336;设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1058558;属轻交通等级,路面设计交通等级为中等交通等级。
公路等级:一级公路公路等级系数为1;面层类型系数为1;路面结构类型系数为1 。
路面设计弯沉值:34.8 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)1 细粒式沥青混凝土1.4 682 中粒式沥青混凝土1 493 粗粒式沥青混凝土8 394 石灰粉煤灰碎石 6 375 石灰土25 12二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:34.8 (0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:150 (mm)层位结构层材料名称厚度(mm)20℃平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)15℃平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)容许应力(MPa)40 1400 0 2000 0 68 1 细粒式沥青混凝土2 中粒45 1200 0 1600 0 49式沥青混凝土3 粗粒65 900 0 1200 0 39式沥青混凝土200 1500 0 300 0 37 4 石灰粉煤灰碎石250 550 0 550 0 12 5 石灰土6 新建36路基按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 34.8 (0.01mm)H( 4 )= 150 mm LS= 2.3 (0.01mm)由于设计层厚度H( 4 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求。