B—回归系数,取1.1; β—lR随N改变的变化率。 ② 计算弯沉综合修正系数F
?E?lF?1.63(S)0.38?0?2??p?0.360.360.0630.38?23.0??1.63?()???2?10.65?0.7?=0.627 (7-8)
式中:F—弯沉综合修正系数;
lS—路面实测弯沉值,在计算路面厚度时,可用容许弯沉值;
P、?—标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径(cm),
通常P 取0.7MPa,?取10.65cm; E0—土基回弹模量。 ③ 计算理论弯沉系数ac
?c?lR?E12p?F?0.063?14000.7?2?10.65?0.627=9.43 (7-9)
用三层体系为计算体系,将四层体系按照弯沉等效的原则换算为三层体系。换算图式如图7-1所示。
图7-1 多层体系换算示意图
由已知参数求得:
h??6EE130023.0?0.563 ;2??0.93;0??0.0176; 10.65E11400E21300查邓学均主编的《路基路面工程》P360页图14-14三层体系表面弯沉系数诺谟图,可得?=5.80,K1=1.87。 由公式 K2?ac (7-10) ?K1得: K2??c9.43=0.87 ??K15.8?1.87由K2=0.87,
hHE0?0.0176,?0.563,查诺谟图得:?3.3
??E2则 H=3.3×10.65==35.15cm; ④ 计算石灰土底基层厚度h3 根据公式 h3?H?h22.4E3E2?35.15?152.46001300?27.80 cm (7-11)
取最小厚度h3=28.0 cm。
由于本路段属于Ⅳ2区,常年无冻土出现,因此不必进行防冻验算。 (8)各层底弯拉应力的验算
先把四层体系换算成当量三层体系,此时第一层用15℃抗压模量,其余各层抗压模量不变,换算成当量层三层体系如图7-2所示。
图7-2 体系换算示意图
① 确定允许弯拉应力
查表知沥青混凝土和石灰土的抗弯拉强度分别为:
SA?1.2MPa,SL?0.35MPa;
沥青混凝土和石灰土的抗拉强度结构系数分别为:
KSA?0.120.20.12Ne??25225050.2?2.08 (7-12) AC1.10.40.4?Ne0.1??25663960.1?1.59 (7-13) AC1.1KSL?其容许弯拉应力分别为:
?RA?SAKSA?1.22.08?0.58MPa (7-14)
?RL?SL0.35??0.22MPa (7-15) KSL1.59② 验算弯拉应力
沥青混凝土层和水泥稳定碎石的计算回弹模量分为E1=1800MPa,E2=1300MPa,石灰土为E3=600 MPa。
a)结构上层等效换算:h?h1?6cm 换算公式为:
H?h20.9h610.65E2E3?h3?15?0.91300600?28?63.42cm (7-16)
又
???0.563,
E21300=0.72,换算后的三层体系其上层及中 ?E11800下层间均是连续接触,查诺谟图知?为负值,故?r1?p?m1m2为负值。
Ks?0.120.20.12Ne??25225050.2?2.08 (7-17) Ac1.1SA1.2??0.58??r1 (7-18) KS2.08?RA?即面层设计满足要求。
b)验算石灰土层的弯拉应力 h?h14E023.0600E1E2?h2?6418001300?15= 21.5cm (7-19)
由
E3??0.038,
H??28=2.63,查诺谟图可得??0.34; 10.65又
h21.5E3?2.02,查诺谟图可得?0.33,查诺谟图可得n1=1.04;以及??10.65E2n2?0.78。
?L?p?n1n2?0.7?0.34?1.04?0.78?0.19MPa (7-20)
可见,?L??RL设计满足要求。故h3=28cm也满足要求。
综上所述,路面结构各层厚度分别取h1=6cm,h2=15cm,h3=28cm。经过上述的设计,计算及验算,最终拟定路面结构图如图7-3所示。
中粒式沥青混凝土水泥稳定碎石石灰土土基图7-3 路面结构示意图