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量，按式H?h2?n?1?hi2.4i?2Ei计算当量层厚度。 E26.1 计算当量三层体系表面的剪应力及主压应力
h?h1?4cm
H?h2?h32.4E3E?h42.44Ev2Ev2 10008002.4?8?25??27?2.4?80.66cm400400
由
h??E4004?1.14，查《路基路面工程》图12-21,12-22，得到了?0.38，v2?Ev135010.65?(0.3)?1.119； ??0.3??0.438，?m?m由
h??E43.54?0.11，查《路基路面工程》图12-21,12-22，得到?0.38，v0?E40010.65v2了?1?0.438，?1?1.053；
由
H??E43.580.66?0.11，查《路基路面工程》图12-21,12-22，得到?7.57，v0?Ev240010.65了?2?1.051，?2?0.987；由此得出：
?(0.3)?1?2?0.7?0.438?0.958?1.051?0.31MPa ?m?0.3??p?m??0.3??1?2?0.7?1.119?1.053?0.987?0.81MPa ?1?0.3??p?m紧急制动时（f?0.5）
?m?0.5???m?0.3??1.3?f?0.3?p?0.31?1.3??0.5?0.3??0.7?0.49MPa
?1?0.5???1?0.3??0.46?f?0.3?p?0.81?0.46??0.5?0.3??0.7?0.84MPa
6.2 计算破坏面上可能发生的剪应力
f?0.5时
???0.5???m?0.5?cos??0.49?cos37.2??0.39MPa
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6.3 计算路表边缘处容许剪应力
f?0.5时
?2?0.5???1?0.5???m?0.5??1?sin???0.87?0.5?1?sin37.5???0.068Mpa
??2c??tan??2?0.249?0.05tan37.2??0.535MPa
kv?0.5??1.2???1.2?1.09 1.1?0.535?0.492MPa????0.5??0.39MPa 1.09?R?0.5??kv?0.5?综上所述，关于紧急制动时面层剪应力得验算汇总如表5：
表5 紧急制动面层剪应力验算表
紧急制动 容许剪应力 ?R(Mpa) 计算的可能剪应力??(Mpa) 是否满足?R??? 是 0.492 0.39
7 防冻层厚度验算
查《路基路面工程》表12-2，沥青混凝土路面最小防冻层厚度可知，防冻层得厚度均满足要求。
通过计算可确定本方案所拟定得路面结构符合要求，即中粒式沥青混凝土：4cm；粗粒式沥青混凝土：8cm；水泥碎石：25cm；水泥石灰砂砾土：27cm；
h=h1+h2+h3+h4=4+8+25+27=64cm<50cm（满足要求）
8电算结果
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*新建路面设计成果文件汇总* **************************
轴载换算及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 解放 CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 500 2 黄河 JN150 49 101.6 1 双轮组 600 3 跃进 NJ131 20.2 38.2 1 双轮组 100
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4 太湖 XQ641 33 67 1 双轮组 100 5 太脱拉 138S 5.4 90 2 双轮组 <3 100 6 黄海 DD690 56 104 2 双轮组 >3 100 7 日野 KB222 50.2 104.3 1 双轮组 100
设计年限 15 车道系数 .45
序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 4.5 ％ 2 5 4.5 ％ 3 5 4.5 ％
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :
路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1501
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 5124086
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 : 1304
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 4451571
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 : 27.3 (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 .9 .33 2 粗粒式沥青混凝土 .8 .27 3 水泥碎石土 .4 .17 4 水泥石灰砂砾土 .35 .14
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 4
标 准 轴 载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 27.3 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4
设计层最小厚度 : 15 (cm)
层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 抗压模量 抗压模量 容许应力 (20℃) (15℃)
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1 中粒式沥青混凝土 4 1300 1900 .33 2 粗粒式沥青混凝土 8 900 1000 .27 3 水泥碎石土 25 1300 1300 .17 4 水泥石灰砂砾土 ? 800 800 .14 5 土基 38.5 按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 27.3 (0.01mm)
H( 4 )= 20 cm LS= 27.4 (0.01mm) H( 4 )= 25 cm LS= 24.8 (0.01mm)
H( 4 )= 20.2 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 20.2 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 20.2 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 20.2 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 20.2 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 20.2 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 20.2 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 50 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, 最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 4 cm ---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 8 cm ---------------------------------------
水泥碎石土 25 cm ---------------------------------------
水泥石灰砂砾土 21 cm
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--------------------------------------- 土基
竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 4
标 准 轴 载 : BZZ-100
层位 结构层材料名称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) (20℃) (15℃)
1 中粒式沥青混凝土 4 1300 1900 2 粗粒式沥青混凝土 8 900 1000 3 水泥碎石土 25 1300 1300 4 水泥石灰砂砾土 21 800 800 5 土基 38.5
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= 26.8 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 29.8 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 35.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 111.4 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 303.2 (0.01mm)
(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 242 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)
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 )=-.204 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-.065 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )= .086 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .117 (MPa)
计算信息计算应力计算应力计算应力计算应力 13