设计弯沉值和容许拉应力计算
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 衡阳HY681 47.6 88.4 1 双轮组 975
2 北京BG660 84.5 108.35 2 双轮组 >3 268 3 跃进NJ131 20.2 38.2 1 双轮组 571 4 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 369 5 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组 6 日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组 7 太脱拉138 51.4 80 2 双轮组 <3
设计年限 15 车道系数 .35 交通量平均年增长率 6.12 ％
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= 818 ,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 : 3477
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.043388E+07 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 :
路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 3549
设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.064994E+07 属中等交通等级
路面设计交通等级为中等交通等级
公路等级 高速公路
公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1
路面设计弯沉值 : 23.7 (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 .32 2 中粒式沥青混凝土 .8 .25 3 粗粒式沥青混凝土 .6 .19 4 水泥稳定碎石 .6 .29 5 水泥粉煤灰砂砾 .25 .12
369 180 176 层位 结构层材料名称 厚度 (MPa) 20℃平均抗压 模量(MPa) 1991 1425 978 3183 1783 标准差 (MPa) 201 105 55 782 280 15℃平均抗压 (MPa) 2680 2175 1320 3188 1783 标准差 344 187 60 782 280 容许应力 .32 .25 .19 .29 .12 模 量(mm) (MPa) 1 2 3 4 5 6 细粒式沥40 青混凝土 中粒式沥80 青混凝土 粗粒式沥100 青混凝土 水泥稳定碎石 水泥粉煤灰砂砾 300 ? 新建路基 40 按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 23.7 (0.01mm)
H( 5 )= 40 mm LS= 23.8 (0.01mm) H( 5 )= 90 mm LS= 21.5 (0.01mm)
H( 5 )= 42 mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度 :
H( 5 )= 42 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求)
H( 5 )= 42 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求)
H( 5 )= 42 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)
H( 5 )= 42 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)
H( 5 )= 142 mm σ( 5 )= .121 MPa H( 5 )= 192 mm σ( 5 )= .109 MPa
H( 5 )= 147 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 5 )= 42 mm(仅考虑弯沉)
H( 5 )= 147 mm(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 500 mm
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, 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 80 mm ----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 100 mm ----------------------------------------
水泥稳定碎石 300 mm ----------------------------------------
水泥粉煤灰砂砾 150 mm ---------------------------------------- 新建路基
交工验收弯沉值和层底拉应力计算
公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5
标 准 轴 载 : BZZ-100 层位 1 2 3 4 5 6 结构层材料名称 厚度 (mm) 20℃平均抗压 模量(MPa) 1991 1425 978 3188 1783 标准差 (MPa) 201 105 55 782 280 15℃平均抗压 模量(MPa) 2680 2175 1320 3188 1783 标准差 (MPa) 344 187 60 782 280 综合影响系数 1.1 1 1.1 1 1 1.1 细粒式沥40 青混凝土 中粒式沥80 青混凝土 粗粒式沥100 青混凝土 水泥稳定300 碎石 水泥粉煤150 灰砂砾 新建路基 40 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= 18.6 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 21.1 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 23.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 29.8 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 136.4 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值 LS= 211.7 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)
LS= 267.5 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算)
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 第 2 层底面最大拉应力 σ 第 3 层底面最大拉应力 σ 第 4 层底面最大拉应力 σ 第 5 层底面最大拉应力 σ
( 1 )=-.214 (MPa) ( 2 )= .087 (MPa) ( 3 )=-.007 (MPa) ( 4 )= .186 (MPa) ( 5 )= .119 (MPa)