水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的
计算
城讳道析与防珙2006年3月第2期
水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算
文畅平
(邵阳学院城市建设学院,湖南邵阳422000)
摘要:在94水泥混凝土路面设计规范中,基层顶面当量回弹模量E是通过查图确定的,2002年的规范对此作了
改进,但计算公式有6个,计算过程更复杂烦琐.为此,通过2002年规范提供的E 计算公式,计算了1280+175+
960个实例,根据基层的非线性特征,用最小二乘法对计算结果进行回归,得到1个E非线性回归方程.通过实例
计算验证,得到的这个E非线性回归方程完全能够满足水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算要求.
关键词:水泥混凝土路面;道路基层;结构设计;当量回弹模量;非线性回归方程;归一化
中圈分类号:U416.o2文献标识码:A文章编号:100977l6(2006)02—0016一O3
O前言
1994年水泥混凝土路面设计规范通过土基和
基层材料的回弹模量,查图确定新建路面基层顶面
当量回弹模量E],尽管方法简单,但很不方便.
2002年的规范对此作了改进,但计算公式有6
个[23,计算过程仍略嫌烦琐.
目前,在公路水泥混凝土路面结构组合设计中,
较多地采用水泥稳定碎石,二灰土碎石等半刚性基
层,或沥青类柔性基层以及级配碎(砾)石等粒料垫
层,因而为水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量
的分析计算缩小了范围.
半刚性基层材料,沥青类柔性基层材料具有非
线性特征,其顶面当量回弹模量同样具有非线性特
征.这种非线性特征可以用以下类似规范E计算
式[2]的回归公式形式来描述.
E,===ah^;EfE;E(1)
式中:E——基层顶面当量回弹模量
E,Ez,E.——分别为基层,垫层,土基的回弹
模量
h,hz——分别为基层,垫层的厚度
a,b,f,d,,严回归系数
本文通过把规范口]提供的"新建公路的基层顶
面当量回弹模量"6个计算公式,计算了1280+175
+960个实例,用最小二乘法[对计算结果进行回
归,分别得到一个半刚性基层,不设垫层的半刚性基
层,沥青类柔性基层的回归方程.通过实例计算验
证,结果令人满意,完全能够满足水泥混凝土路面设
收稿日期:2005—04—20
作者简介:文畅平(1965一),男,湖南邵阳人,高级工程师.副院长,从事路基路面教学和科研工作
计的工程要求,从而将6个计算公式归化为一个计
算公式,使计算过程大为简化.
1E与h,Ei的回归方程
在研究中,试图将所有基层E的计算公式归化
为一个计算式,但计算实例检验误差较大,有极少数
误差超出10%.为了提高回归精度,将基层按半刚
性基层,不设垫层的半刚性基层,沥青类柔性基层,
分别进行回归分析计算,从而得到E与h,E的回
归方程.
1.1设置垫层的半刚性基层E与hhE的回归方
程
1.1.1基层材料及计算参数取值
基层材料采用水泥稳定碎石,二灰土碎石等半
刚性基层,回弹模量El=10001900MPa,厚度h
一14～20cm.回归计算中,E,h都取4个等级,
即1000,1300,1600,1900(MPa)}14,16,18,20
(cm)..
1.1.2垫层材料及计算参数取值
垫层材料采用级配碎(砾)石等粒料垫层,回弹
模量E2=100~400MPa,厚度h2—14～20cm回
归计算中,E2,h都取4个等级,即100,200,300,
400(MPa);14,16,18,20(cm).
1.1.3土基计算参数取值
土基回弹模量E.=20～60MPa.回归计算
中,取20,30,4O,50,60(MPa)5个等级.
1.1.4回归方程
将上述计算参数进行组合,得到1280个计算
实例.将计算结果进行回归,得到回归系数如表1所
示.
于是得到回归方程:
2006年3月第2期由《i讳道析5筋殃17
E,一4.2353"磅"'.'¨铀.¨中,取30,40,50(MPa)3个等级.
(2)(4)回归方程:
裹1半刚性基层计算参数及回归计算结果裹
计算参数回归系数
E】hiE2h2E0a=4.2353
100014100142O6=0.5675R一0.993
l300162OO1630f一0.1634F=35464> 160018300l840d=0.2780F(0.01.5,1274)=3.∞19002O4002O5OP一0.1559
60,=0.5741
1.2不设垫层的半刚性基层E与^,EI的回归方程
1.2.1基层计算参数
E1取5个等级,即700,1000,1300,1600,1900 MPa;h1取7个等级l0,12,14,16,18,20,22cm. 1.2.2土基回弹模量
取20,30,40,50,60MPa5个等级.
1.2.3回归方程
将上述计算参数进行组合,得到175个计算实例,将计算结果进行回归.得到回归系数如表2所示.
裹2不设垫层的半刚性基层
计算参数及回归计算结果裹
计算参数回归系数
E1^lEI】口=4.1708
7000.102Ob=0.7803
10000.123Of=0.3307R一0.998
13000.1440d一0.6729F=23951>
16OO0.165OF(0.01,3,171)=3.9
19000.186o
0.20
0.22
于是得到回归方程;
E,===4.1708研的.E?-"'6729(3)
1.2沥青类柔性基层E与^,El的回归方程
(1)基层采用沥青碎石或沥青混凝土基层材
料,回弹模量E1;600～l400MPa.厚度h4～10 cm.回归计算中.E,取5个等级.即600,800, 1000,1200,1400(MPa);hl取4个等级4,6,8,10 (cm).
(2)底基层材料及计算参数取值:
底基层材料采用水泥稳定碎石,二灰土碎石等,回弹模量E一1000～1900(MPa),厚度hz一14～20(cm).回归计算中.E,h2都取4个等级,即1000,1300,l600,1900(MPa);14,16,18,20(cm).
(3)土基计算参数取值;
土基回弹模量E.一30～50MPa.回归计算
将上述计算参数进行组合,得到960个计算实例,将计算结果进行回归.得到回归系数如表3所示.
裹3柔性基层计算参数及回归计算结果裹
计算参数回归系数
ElhiEzh2Eo口=5.8236
6o041000143O6=0.1925R一0.994 800613001640c一0.5878F=29653> 100081600185Od=0.1253F(0
.
01,5,954)=3.04
120010190020=0.2427
1400,0.6324
于是得到回归方程:
E一5.8236砖磅盯.日'.'(4)
2回归结果分析及实例验证
2.1E的精度范围
规范l_2中E,的精度范围体现在的计算中.
一0.077'∞h
-o.077[0.湖^(.
-o.oss.(
从上式可以得到,当E的误差在19,6,29,6,
3,49,6,5时.的误差分别为0.002,0.004,
0.006,0.008,0.010.因此,E的误差控制在4以
内时,完全能够满足公路水泥混凝土路面工程的设
计要求.
2.2回归结果分析[.]
(1)回归方程式(2),(3),(4)的相关系数R分
别为0.993,0.998,0.994.经显着性检验,分别得
到F===35464>F(0.01,5,1274)一3.03;F一23951 >F(0.01,3.171)=3.9;F一29653>F(0.01,5, 954)=3.04.说明回归特别显着.
(2)将上述1280+175+960个计算实例进行
残差检验,计算结果符合精度要求.
2.3实例验证
计算hi,Ei不在上述组合中的部分实例.按回
归方程式(2),(3),(4)以及规范计算公式r2]分别进行计算,并将计算结果进行比对.用回归方程式(2),(3),(4)计算的结果误差范围在29,6以内.只有极少数超出39,6,且不超过5.证明用回归方程式
计算水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量能够满足工程设计要求,这样就将一个复杂的计算过程大
大简化了.
城席道析5防珙2006年3月第2期
袖阀式劈裂注浆和动力固结法路基补强处理
李家杰,郑义
(深圳市西伦土木结构有限公司,广东深圳518034)
摘要:结合工程实例,对道路下雨污水管槽回填密实度不满足设计要求而导致的路面开裂,采取袖阀式劈裂注浆
法和动力固结法进行加固,并分析影响加固效果的原因以及总结值得吸取的经验教训l..
关键词:城市道路;路基加固;管槽回填;袖阀式劈裂注浆;动力固结法;深圳市
中圉分类号:TU472文献标识码:A文章编号:1009—7716(2oo6)02一OO18—03
1概况
深圳市龙岗区七号路是龙岗中心城南北方向主
干道,南起深惠路,北至龙平大道.红线宽80m,双
向八车道,长约5.5km.该工程早在1993年已做
设计,施工期间有关部门提出修改该路横断面,中间
绿化带由原来的2.0m加宽到13.5m.而纵断面
及管线设计,由于已经施工,未做修改.因此,原来
设于非机动车道下的雨,污水管便改在了机动车道
下.
在施工期间,主车道混凝土板浇筑完后,不到二
个月时间就出现了裂缝,裂缝主要分布在东西两侧
机动车道最外缘两块板上.
2裂缝成因
(1)该段路基大部分处于挖方段.板缝出现部
位下面是管槽回填土,裂缝出现的原因应与管槽回
填沉降有关.参见图1.
收稿日期:2006—01—12
作者简介:李家杰(1971一).男,辽宁岫岩人,工程师.从事道桥设计.
图1遭路横断面
从图1可知,污水管覆土约5.5m,雨水管覆土
约3.5m.道路西侧管沟开挖后,路面的第四块板
完全处于回填区内,而第三块板则为半填半挖.第
四块板上的裂缝较不规则,井位处出现较多,范围约
45012"i长.第三块板裂缝出现在板中,沿纵向产生,
较有规则,主要在两处出现,长度各2512"i.道路东
侧由于未埋设雨水管,第三块板未发现裂缝,第四块
板裂缝与西侧基本一致,但裂缝较少.从裂缝产生
的部位和形状,基本可以判断,原因是管槽回填土沉
降所致.从现场的探槽也证明以上分析是正确的.
I◆IIII◆III1.IIII●IIII◆…I◆…{●…{●IIIf●IIII◆…I◆…J◆IIIf●{III●…14.川f◆…{●IIII●IIII◆…I◆…I◆]III◆…{●IIII◆…I◆…I ●III1.…14.川I◆IIII◆…II◆III1.III1.…I●川I◆IIII◆IIII●…I●IIII◆IIII◆IIII◆…I◆…I◆川I◆川I●lI¨●川J◆川J◆…f◆1
3结语
(1)从水泥混凝土路面基层的非线性特性出
发,利用规范[2的E计算公式,通过回归分析计算,
分别得到了水泥混凝土路面半刚性基层,不设垫层
的半刚性基层以及沥青类柔性基层的顶面当量回弹
模量的归一化计算式.将回归方程式,规范计算公
式分别对实例进行计算,计算结果比对后表明,回归
方程式的计算精度能够满足水泥混凝土路面设计的
要求,这样就将规范中的6个计算式简化为一个计
算式,从而大大简化了计算过程.
(2)在实际应用中,作好基层结构的组合设计
是关键.只有做到基层结构组合合理,符合规范要
求,才能够使归一化公式计算结果具有工程设计实
用性.
参考文献:
[1]中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规
范(JTJ014—94)[S].北京人民交通出版社,1994.12.
E2]中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40—2002)EsI.北京;人民交通出版社,2003.5. [3]郑少华,姜奉华.试验设计与数据处理[M].北京:中国建材工业出版社,20043.
. .
水泥混凝土路面厚度计算书 一、原始资料 公路自然区划：Ⅳ区 公路等级：三级公路 路基土质：粘质土 路面宽度(m)： 6.5 初期标准轴载：122 交通量平均增长： 5 板块厚度(m)：0.23 基层厚度(m)：0.22 垫层厚度(m)：0.15 板块宽度(m)： 3.25 板块长度(m)： 4 路基回弹模量：30 基层回弹模量：1300 垫层回弹模量：600 基层材料性质：刚性和半刚性 纵缝形式：设拉杆企口缝 温度应力系数： 3.25 计算类型：普通水泥混凝土路面厚度计算 二、交通分析 根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P6表3.0.1《可靠度设计标准》，本道路的等级为三级公路，故设计基准期为20年，安全等级为四级。由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38表A.2.2《车辆轮迹横向分布系数》，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.62。，交通量的年增长率为4%。按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38公式A.2.2计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：Ne=Ns*[(1+gr)^t-1]*365*η/gr=912904.7次 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P7表3.0.5《交通分级》可确定轴载等级为：中等交通等级。 三、初拟路面结构 初拟水泥混凝土路面厚度为：0.23m，基层选用刚性和半刚性材料，厚度为0.22m，垫层厚度为0.15m。水泥混凝土面板长度为：4m，宽度为3.25m。纵缝为设拉杆企口缝。 四、路面材料参数确定 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P8表3.0.6《混凝土弯拉强度标准值》可确定混凝土弯拉强度标准值为：4.5MPa。根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P53表 F.3《水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值》可确定弯拉弹性模量为29000MPa。 路基回弹模量选用：30MPa。基层回弹模量选用1300MPa。垫层回弹模量选用600MPa。 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P40公式B.1.5计算基层顶面当量回弹模量如下： Ex=(h1*h1*E1+h2*h2*E2)/(h1*h1+h2*h2)=1078(MPa) Dx=E1*h1^3/12+E2*h2^3/12+(h1+h2)^2/4*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2)^(-1))=3.67(MN-m)
路面计算书 项目名称：****** 项目概述及路面结构说明: **段，路面宽为23m；自然区划为IV3区，采用水泥砼路面结构，设计使用年限为30年。据交通量分析其设计使用年限内标准轴载累计作用次数为0.88×106次。路面结构面层采用24cm普通砼，基层采用20cm3%～5.5%水泥稳定碎石，底基层为30cm二渣。面板尺寸为长5m，宽3.75m、4m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为不设传力杆缩缝。 一、计算路基基顶当量回弹模量及砼面层相对刚度半径输入数据 1、普通砼面层弯拉弹性模量Ec（MPa）=29000 2、面层厚度h（m）=0.24 3、基层材料回弹模量E1（MPa）=1500 4、基层厚度h1（m）=0.32 5、底基层材料回弹模量E2（MPa）=250 6、底基层厚度h2（m）=0.2 7、土基回弹模量E0（MPa）=40 二、计算荷载疲劳应力输入数据 1、接缝传荷能力的应力折减系数kr=0.87 2、综合系数kc=1.2 3、设计基准期内标准轴载累计作用次数Ne(次）=0.88×106 4、计算荷载疲劳应力系数v=0.057 三、计算温度疲劳应力输入数据 1、温度梯度值Tg（°C/m）=88 2、板长L（m）=5 L/r=8.35 3、由图B.2.2根据砼面板厚h及L/r查得温度应力系数Bx=0.65 4、面层砼弯拉强度标准值fr（MPa）=4.5 5、回归系数a=0.841 6、回归系数b=0.058
7、回归系数c=1.323 四、计算极限状态输入数据 1、可靠度系数Rr=1.13 新建道路的基顶当量回弹模量及面层相对刚度半径计算 Ex=(h12*E1+h22*E2)/(h12+h22) =1148.88 Dx=(E1*h13+E2*h23)/12+((h1+h1)2/4)*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2))-1 =7.32 hx=(12*Dx/Ex)^(1/3) =0.42 a=6.22*(1-1.51*(Ex/E0）-0.45） =4.40 b=1-1.44*(Ex/E0）-0.45 =0.81 基层顶面当面回弹模量Et=a*hxb*E0*(Ex/E0)1/3 =222.96 普通砼面层的相对刚度半径r=0.537*h*(Ec/Et)(1/3) =0.599 荷载疲劳应力计算 荷载应力σps=0.077*r0.6*h-2 =1.17 疲劳应力系数kf=Ne v =2.182 荷载疲劳应力σpr=kr*kf*kc*σps =2.66 温度疲劳应力计算 温度翘曲应力σtm=αc*Ec*h*Tg*Bx/2 =1.82 温度疲劳应力系数kt=(fr/σtm)*(a*(σtm/fr)c-b) =0.448
路基路面回弹弯沉值的计算 一、公路回弹弯沉值的作用 （一）概述 路基路面回弹弯沉的设计计算与检测，是公路建设过程中必不可少的一部份，是勘察设计、施工监理和检测单位都要进行的一个工作事项。首先由设计单位设计出弯沉值，再由施工单位去执行施工自检，然后由监理、检测部门抽检鉴定，实现设计意图。 在当前的规范规定中，《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97规定了路面顶层的设计弯沉计算公式和方法，但没有提出路基、路面基层的弯沉计算方；在《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-98中只提出要求检测路面顶层和土质路基回弹弯沉，没有提出检测路面基层弯沉的检测项；在《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000中则补充规定了路基、路面基层的相应回弹弯沉的计算检测标准。因此，对于很多工程技术人员来说，如果不同时熟悉上述三种规范，就容易混淆回弹弯沉的原意，造成错误认识，甚至做出错误的数据和结果。 经笔者近年实际使用和研究发现，相当一部份勘察设计、施工监理和检测单位都存在类似问题。为帮助基层工程技术人员很好地撑握回弹弯沉在公路工程建设中的应用，本人在前辈及同行的肩背上，略作点抄习发挥，特写此文，以示对本行作点贡献 在阅读本文之前，请备好以下标准和规范： 1、《公路工程技术标准》（2003） 2、《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97 3、《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000 4、《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-98 （二）弯沉的作用 公路工程回弹弯沉分为容许弯沉、设计弯沉和计算弯沉。 容许弯沉 容许弯沉是合格路面在正常使用期末不利季节，路面处于临界破坏壮态时出现的最大回弹弯沉，是从设计弯沉经过路面强度不断衰减的一个变化值。理论上是一个最低值。计算公式是 LR＝720N *AC*AS。 《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97119页 设计弯沉 设计弯沉值即路面设计控制弯沉值。是路面竣工后第一年不利季节，路面在标准轴载作用下，所测得的最大回弹弯沉值，理论上是路面使用周期中的最小弯沉值。是路面验收检测控制的指标之一。计算公式是 Ld＝600N *AC*AS* Ab。 《公路沥青路面设计规范》JTJ014-9742页 计算弯沉值 计算弯沉值分检测计算弯沉值和理论计算弯沉值。 检测计算弯沉值：
新建水泥混凝土路面厚度计算书 1、原始资料 水泥混凝土路面设计 设计内容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 道路等级 : 停车场-按城市支路设计 变异水平的等级 : 中级 可靠度系数 : 1.13 面层类型 : 普通混凝土面层 序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量 号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重 (kN) (kN) (kN) (kN) 1 双后轴货车 1 55 0 0 1 56 0 0 400 2 单后轴客车 1 17 1 26.5 0 0 0 0 4000 行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1 轮迹横向分布系数 .39 交通量年平均增长率 5 ％ 混凝土弯拉强度 4.5 MPa 混凝土弯拉模量 29000 MPa 混凝土面层板长度 5m 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 2.交通分析 路面的设计基准期 : 20 年 =51776 设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为51776，为中等交通。根据《规范》表3.0.6，水泥混凝土弯拉强度不得低于4.5MPa。
3、初拟路面结构 初拟水泥混凝土路面厚度为： 0.2m，基层选用5%半刚性材料水泥稳定碎石，厚度为0.20m，水泥混凝土面板长度为：5m，宽度为4m。纵缝为设拉杆平缝。 4、路面材料参数确定 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)《混凝土弯拉强度标准值》可确定混凝土弯拉强度标准值为：4.5MPa。根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)《水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值》可确定弯拉弹性模量为29000MPa。 路基回弹模量选用:20 MPa。基层回弹模量选用1500Mpa。按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)计算基层顶面当量回弹模量如下： Ex=(h1×h1×E1+h2×h2×E2)/(h1×h1+h2×h2)=1500(MPa) Dx=（E1×h1^3+E2×h2^3） ÷12+(h1+h2)^2÷4×[1÷(E1×h1)+1÷(E2×h2)]^(-1))= 4 (MN-m) hx=(12×Dx/Ex)^(1/3)=(12×4/1500)^(1/3)=0.317(m) a=6.22×[1-1.51×(Ex/E0)^(-0.45)]= 6.22×[1-1.51×(1500/20)^(-0.45)]=4.874 b=1-1.44×(Ex/E0)^(-0.58)= 1-1.44×(1500/20)^(-0.58)=0.866 Et=a×hx^b×E0×(Ex/E0)^(1/3)= 4.874×0.317^0.866×20×(1500/20)^(1/3)=152.03(MPa) 基层顶面当量回弹模量 : 152 MPa 5、荷载疲劳应力计算 混凝土面板的相对刚度半径r： r=0.537×h ×(Ec/Et)^(1/3)=0.618m 标准轴载载临界处产生的荷载应力： =0.077×r^0.6h^(-2)=0.077×0.618^0.6 ×0.2^(-2)=1.442(MPa) σ ps 由于纵缝形式为设拉杆平缝故接缝传荷能力的应力折减系数为Kr=.87 路面普通混凝土，可取v=0.057
1.路面类型的选择确定 本设计为二级公路，位于四川地区，公路自然区划为Ⅴ区,路基土为粘性土，设计路段碎石、砂砾、石灰、水泥供应丰富，拟采用普通水泥混凝土路面结构。 交通组成表 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。 ① 轴载换算： 16 1 100∑=⎪⎭⎫ ⎝⎛=n i 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，1=i δ；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7-2所示。 表7-2 轴载换算结果 ② 计算累计当量轴次 查《路线设计规范》得三级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级， 临界荷位处的车辆轮迹轮迹横向分布系数η是0.54~0.62取0.54，075.0=r g ，则：
[] [] 6 201026.354.0365075.01)075.01(808.3813651)1(⨯=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N 查《水泥混凝土路面设计规范》水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作用次数分为4级，标准轴载累计作用次数大于1×106 时，属于重交通等级，故本设计属于重交通等级。 2.基层、垫层材料参数确定 （1） 基层 基层、应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区应具有一定的抗冻性。拟选用石灰粉煤灰稳定粒料为基层。配比为石灰：粉煤灰：稳定粒料=1：3：12，查《水泥混凝土路面设计规范》得回弹模量a MP E 13001=。 （2） 垫层 垫层的作用有抗冻、排水、防止污染等，本设计处在山东地区，属于季节性冰冻地区，易发生冻胀、翻浆等现象，为了排出路面路基中滞留的自由水，确保路面结构稳定，避免冻害发生，在底基层下设置垫层。垫层采用石灰稳定土，其中石灰含量10%，查《水泥混凝土路面设计规范》得回弹模量a MP E 6002=。 3.路面的结构厚度 （1） 初拟路面结构 查《水泥混凝土路面设计规范》可知三级公路的可靠度设计标准如表7-3。 表7-3 可靠度设计标准 表7-4水泥混凝土面层厚度的参考范围
改建路段原路面当量回弹模量计算 原路面实测弯沉值(0.01mm) 156 130 68 92 98 84 174 332 108 70 158 102 146 76 54 208 80 116 60 122 74 112 148 104 122 134 150 106 140 118 160 168 142 168 160 130 194 100 110 106 116 132 150 130 184 210 172 166 142 156 146 138 158 122 156 158 128 164 130 122 100 144 138 128 60 138 128 84 146 76 118 134 106 162 120 290 156 154 192 112 154 130 96 160 204 114 142 128 82 90 104 44 136 106 98 92 122 126 80 102 100 134 226 176 98 150 80 130 244 138 102 134 98 94 100 124 140 108 150 88 122 112 88 148 154 98 114 96 114 108 176 236 136 60 136 172 174 68 74 84 64 146 140 116 168 164 90 106 150 118 126 96 118 108 112 120 150 110 152 162 142 268 110 148 98 118 336 136 204 32 134 124 94 56 126 134 144 80 32 82 56 128 188 132 106 54 184 178 154 120 128 66 68 122 94 108 128 116 128 130 220 136 58 122 144 84 114 134 94 150 156 210 100 108 148 142 132 142 164 164 164 186 166 230 194 146 124 134 106 106 136 106 144 170 124 142 164 136 172 150 176 128 90 86 112 170 254 72 198 92 152 170 148 112 58 102 216 140 112 148 258 122 172 64 206 88 82 280 262 50 114 104 106 82 148 134 112 84 100 82 166 134 144 114 124 168 102 146 128 226 152 118 204 174 12 88 106 128 88 154 94 30 180 218 224 182 90 100 86 116 96 130 138 118 162 130 60 134 168 62 146 76 106 134 138 116 98 50 146 140 138 160 100 166 88 112 158 120 58 138 132 112 124 74 102 144 162 154 112 92 88 88 72 62 82 116 36 80 88 88 76 88 122 136 160 82 156 122 112 136 248 62 174 106 106 98 158 180 218 196 134 118 148 142 200 134 196 194 104 102 116 96 92 74 172 96 136 150 166 112
土基回弹模量与弯沉值的计算 吴祖德 （常州市建设工程施工图设计审查中心, 江苏常州 213002） 内容提要 不同的土基回弹模量有其相应的弯沉值，通过计算、验证，找到适合本地区的经验公式。本 文介绍实际工作中，可使用的两个经验公式，并附常州地区所采用的计算值，供参考。 关 键 词 土基回弹模量 弯沉值 1 土基回弹模量与验收弯沉值的换算 1.1“公路沥青路面设计规范”（JTG D50-2006）5.1.8中的公式 () 202 011012⨯-= αμδOD OD E K P L （1） 式中： OD L —路基设计弯沉值（0.01mm ）; P ，δ—测定车轮胎接地压强（MPa ）为0.7 MPa 与当量圆半径（mm ）为106.5mm; μ—土基的泊松比。一般为0.35 α0—均匀体弯沉系数，取0.712; E OD —路基设计回弹模量（MPa ）; K 1—不利季节影响系数，可根据当地经验确定。 在实测某路段土基回弹模量后，可通过下式确定某路段土基回弹模量设计值： 100/)(K S Z E E a S -= （2） 式中：S E 0—某路段土基回弹模量设计值； 0E 、S —某路段实测土基回弹模量平均值与标准差 a Z —保证率系数，高速公路、一级公路为2.0；二、三级公路为1.648;四级公路为1.5; 1K —不利季节影响系数，若在非不利季节测定应考虑季节影响系数，并根据当地经验选用。 表1 土基回弹模量与弯沉值的计算结果 注：此表是后面的回归式为准时，算出其相应的不利季节影响系数，可比较不同回归式间的
差异。 1.2按《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）附录A 的公式 先将土基回弹模量计算值（E 0）按式（3）调整到相当于非不利季节的值（E 0’）： E 0’= K 1·E 0 （3） 式中：K 1—季节影响系数，不同地区取值范围为1.2～1.4，各地可根据经验确定。 土基顶面的回弹弯沉值，按回归 式（4）计算： L 0=9308938 .00 E （4） 式中：E 0—土基回弹模量（MPa ） L 0—土基顶面的回弹弯沉计算值（0.01mm ） 根据常州地区，土基回弹模量与弯沉值的计算结果如下： 表2 土基回弹模量与弯沉值的计算结果 序号 E 0（MPa ） L 0（mm ） K 1 1 15 5.35 1.4 2 20 4.09 1.4 3 22 3.74 1.4 4 25 3.32 1.4 5 26 3.20 1.4 6 30 2.79 1.4 7 32 2.63 1.4 8 35 2.42 1.4 9 34 2.48 1.4 10 40 2.13 1.4 11 60 1.46 1.4 12 80 1.11 1.4 2历次规范对土基回弹模量的计算公式 2.1不同规范中弯沉值L 0回弹模量E 0值表，见表3。 表3 不同规范中弯沉值L 0回弹模量E 0值表
精心整理 新建水泥混凝土路面厚度计算书 1、原始资料 ??水泥混凝土路面设计 设计内容:新建单层水泥混凝土路面设计 道路等级:停车场-按城市支路设计 面层类型 1 2 2. 路面的设计基准期:20年 =51776 设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为51776，为中等交通。根据《规范》表3.0.6，水泥混凝土弯拉强度不得低于4.5MPa。
3、初拟路面结构 ???初拟水泥混凝土路面厚度为：0.2m，基层选用5%半刚性材料水泥稳定碎石，厚度为0.20m，水泥混凝土面板长度为：5m，宽度为4m。纵缝为设拉杆平缝。 4、路面材料参数确定 ??? ???Dx= ???a=6.22×[1-1.51×(Ex/E0)^(-0.45)]=6.22×[1-1.51×(1500/20)^(-0.45)]=4 .874 ???b=1-1.44×(Ex/E0)^(-0.58)=1-1.44×(1500/20)^(-0.58)=0.866 Et=a×hx^b×E0×(Ex/E0)^(1/3)=4.874×0.317^0.866×20×(1500/20)^(1/3) =152.03(MPa)
基层顶面当量回弹模量:152MPa 5、荷载疲劳应力计算 混凝土面板的相对刚度半径r： r=0.537×h×(Ec/Et)^(1/3)=0.618m σps ??? ??? 6、温度疲劳应力计算 混凝土膨胀系数ac=0.00001，Ec=29000，最大温度梯度为Tg=88℃/m。据 l/r=5÷0.618=8.09及板厚h=0.2m，由公路水泥混凝土路面设计规范可确定温度应力系数Bx=0.63
公路水泥混凝土路面设计 一、轴载换算 水泥混凝土路面结构设计以100KN 的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同轴轮型和轴载的作用次数，按下式换算为标准轴载的作用次数。 16 1 100n i s i i i P N N δ=⎛⎫ = ⎪ ⎝⎭∑ （1） ；30.432.2210i i P δ-=⨯ （2） 50.22 1.0710i i P δ--=⨯ （3） ；80.222.2410i i P δ--=⨯ （4） Ns ——100KN 的单轴-双轮组标准轴载的作用次数； Pi ——单轴-单轮、单轴-双轮组或三轴-双轮组轴型i 级轴载的总重（KN ）； ——轴型和轴载级位数； i N ——各类轴型i 级轴载的作用次数； i δ——轴-轮型系数，单轴-双轮组时，i δ=1；单轴-单轮时，按式 （2）计算；双轴-双轮组时，按式（3）计算；三轴-双轮组时,按式（4)计算。 轴载换算
上表为双车道双向交通调查结果， 取交通量年平均增长率为11.1％。小于40KN 的轴载可略去。调查分析双向交通的分布情况，选取交通量方向分布系数，一般取0.5，车道数为1，所以交通量车道分布系数取1.0。 Ns=∑0.5×1.0×2503.8457=1251.9228次 查《公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)》，此路面属重交通，设计使用年限为20年。由《公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)》取轮迹横向分布系数为0.37，可计算得到设计年限内标准轴载累计作用次数N e 为： ()[] η γ γτ 365 11⨯-+= s e N N =10980291.39次 二、路面板厚度计算 设计道路路基为中湿状态，故按以下步骤进行路面板厚度计算 1、初拟路面结构 查《公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)》表4.4.6，初拟普通水泥混泥土路面层厚度为h=0.24m, 基层选用水泥稳定碎石（水泥用量为5％），厚为h 1=0.20m 。垫层选用厚度为h 2=0.20m 的天然砂砾。普通水泥混
1、 理论基础 选用板边缘中点为临界荷位，采用弹性半空间地基上的薄板理论和有限元法计算标准轴载在该处最大荷载。 2、 设计指标： 以混凝土面层板疲劳断裂为主要路面损坏模式，以控制行车荷载反复作用在板内产生的荷载疲劳应力σpr 与温度梯度作用在板内所产生的温度疲劳应力σtr 之和不大于砼的弯拉强度σf 作为面层板厚度的设计标准 －板的弯拉强度标准值 劳应力 纵边缘处产生的温度疲，最大温度梯度时在板 处产生的荷载疲劳应力 ，标准轴载在临界荷载等级确定 目标可靠度及变异水平可靠度系数，依据所选 其中： r tm t tr ps j f c pr r r tr pr r f k k k k f σσσσγσσγ===≤+)( 3、 设计参数 1）交通：采用重量为100KN 的单轴－双轮组轴载为标准轴载 轴载换算公式为： ()[]ηδ⋅⨯-+==∑=r r N N P N N t s e n i i i i s 36511)100(116 累计： 2）温度梯度：依据所在地的公路自然区划查表选定。 3）基层顶面当量回弹模量E t 和计算回弹模量E tc （1） 新建：直接采用三层弹性体系程序进行计算，并对路床上的基层和底基层或垫 层结构，依据等弯曲刚度底原则换算为回弹模量和厚度相当的单层结构后，按 双层体系进行计算。 （2） 改建：旧混凝土路面基层顶面的当量回弹模量宜采用落锤式弯沉仪测板中荷载 的弯沉曲线获得；在旧柔性路面上铺筑水泥混凝土路面时，原柔性路面顶面的 当量回弹模量可通过轴重100KN 的车辆进行弯沉测定后获得。 （3） 基层顶面的计算回弹模量值E tc ＝nE t 。n 为模量经验修正系数，与混凝土面层 的厚度及混凝土弹性模量有关。 4）混凝土的设计弯拉强度以28d 龄期的弯拉强度作为标准，如果混凝土浇筑90d 不开发交通，可采用90d 龄期的强度，其值约为28d 龄期强度的1.1倍。弯拉弹性模量由中梁试验测出，或参照与弯拉强度的经验关系式确定。 4、 设计步骤： （1） 收集交通资料并分析资料：计算使用期内设计车道的标准轴载累计作用次数Ne 。 （2） 初拟路面结构：按路基土质、水温状况、路面材料供应条件和性质，交通等级、公 路等级和所选变异水平等级，进行结构层组合设计，初选各层材料类型和厚度。 （3） 由混凝土的设计弯拉强度最低要求，进行混合料组成设计。确定基层顶面回弹模量 （4） 计算荷载疲劳应力σpr ，ps j f c pr k k k σσ=，Kc 为考虑超载和动载等因素的荷载
路基路面回弹弯沉值的计算（换算公式） 路基路面回弹弯沉值的计算 一、公路回弹弯沉值的作用 （一）概述 路基路面回弹弯沉的设计计算与检测，是公路建设过程中必不可少的一部份，是勘察设计、施工监理和检测单位都要进行的一个工作事项。首先由设计单位设计出弯沉值，再由施工单位去执行施工自检，然后由监理、检测部门抽检鉴定，实现设计意图。 在当前的规范规定中，《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97规定了路面顶层的设计弯沉计算公式和方法，但没有提出路基、路面基层的弯沉计算方；在《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-98中只提出要求检测路面顶层和土质路基回弹弯沉，没有提出检测路面基层弯沉的检测项；在《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000中则补充规定了路基、路面基层的相应回弹弯沉的计算检测标准。因此，对于很多工程技术人员来说，如果不同时熟悉上述三种规范，就容易混淆回弹弯沉的原意，造成错误认识，甚至做出错误的数据和结果。 经笔者近年实际使用和研究发现，相当一部份勘察设计、施工监理和检测单位都存在类似问题。为帮助基层工程技术人员很好地撑握回弹弯沉在公路工程建设中的应用，本人在前辈及同行的肩背上，略作点抄习发挥，特写此文，以示对本行作点贡献 在阅读本文之前，请备好以下标准和规范： 1、《公路工程技术标准》（2003） 2、《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97 3、《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000 4、《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-98 （二）弯沉的作用 公路工程回弹弯沉分为容许弯沉、设计弯沉和计算弯沉。 容许弯沉 容许弯沉是合格路面在正常使用期末不利季节，路面处于临界破
水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的 计算 城讳道析与防珙2006年3月第2期 水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算 文畅平 (邵阳学院城市建设学院,湖南邵阳422000) 摘要:在94水泥混凝土路面设计规范中,基层顶面当量回弹模量E是通过查图确定的,2002年的规范对此作了 改进,但计算公式有6个,计算过程更复杂烦琐.为此,通过2002年规范提供的E 计算公式,计算了1280+175+ 960个实例,根据基层的非线性特征,用最小二乘法对计算结果进行回归,得到1个E非线性回归方程.通过实例 计算验证,得到的这个E非线性回归方程完全能够满足水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算要求. 关键词:水泥混凝土路面;道路基层;结构设计;当量回弹模量;非线性回归方程;归一化 中圈分类号:U416.o2文献标识码:A文章编号:100977l6(2006)02—0016一O3 O前言 1994年水泥混凝土路面设计规范通过土基和 基层材料的回弹模量,查图确定新建路面基层顶面 当量回弹模量E],尽管方法简单,但很不方便. 2002年的规范对此作了改进,但计算公式有6 个[23,计算过程仍略嫌烦琐. 目前,在公路水泥混凝土路面结构组合设计中, 较多地采用水泥稳定碎石,二灰土碎石等半刚性基 层,或沥青类柔性基层以及级配碎(砾)石等粒料垫 层,因而为水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量
的分析计算缩小了范围. 半刚性基层材料,沥青类柔性基层材料具有非 线性特征,其顶面当量回弹模量同样具有非线性特 征.这种非线性特征可以用以下类似规范E计算 式[2]的回归公式形式来描述. E,===ah^;EfE;E(1) 式中:E——基层顶面当量回弹模量 E,Ez,E.——分别为基层,垫层,土基的回弹 模量 h,hz——分别为基层,垫层的厚度 a,b,f,d,,严回归系数 本文通过把规范口]提供的"新建公路的基层顶 面当量回弹模量"6个计算公式,计算了1280+175 +960个实例,用最小二乘法[对计算结果进行回 归,分别得到一个半刚性基层,不设垫层的半刚性基 层,沥青类柔性基层的回归方程.通过实例计算验 证,结果令人满意,完全能够满足水泥混凝土路面设 收稿日期:2005—04—20 作者简介:文畅平(1965一),男,湖南邵阳人,高级工程师.副院长,从事路基路面教学和科研工作 计的工程要求,从而将6个计算公式归化为一个计 算公式,使计算过程大为简化. 1E与h,Ei的回归方程 在研究中,试图将所有基层E的计算公式归化 为一个计算式,但计算实例检验误差较大,有极少数 误差超出10%.为了提高回归精度,将基层按半刚 性基层,不设垫层的半刚性基层,沥青类柔性基层, 分别进行回归分析计算,从而得到E与h,E的回 归方程.
城市道路路面设计中的土基回弹模量值 吴祖德 (常州市市政工程设计研究院有限公司) 内容提要在城市道路路面设计中，应综合诸多因素来确定设计的土基回弹模量值。本文介绍土基回弹模量的确定方法，供设计人员参考。 关键词土基回弹模量城市道路 0前言 我国道路路面设计方法中，路基力学性能参数都是采用的土基回弹模量，它是我国路面设计中的重要力学参数，它的确定直接影响到其他参数的选择与结构设计的结果。 本文主要叙述对土基回弹模量的确定及其变化对沥青路面路基工作区的影响分析。 1设计土基回弹模量确定因素分析 1.1首先是根据规范要求，不能低于要求的设计值 1.1.1《城镇道路路面设计规范》(CJJ169-2012) 表1 1.1.2《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011) 表 1.1.3《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006) 1.2根据设计工程所在地区所处自然区划查表法估计土基回弹模量参考值 如江苏省在自然区划W 1、W 1a,摘录列于表5中： 经整理后见下表：
表6江苏省不同干湿状态下的土基回弹模量值 注：1） c 为土的平均稠度值；2）过湿状态的回弹模量是推算值 （图1 ）。 过湿状态的回弹模量是推算值 1.3由于城市道路的路床顶面的 80cm 范围大部分接近于地下水位，路基土均处于过湿状态，路基土的 土基回弹模量均为 15MPa 左右，不能作为设计所用的土基回弹模量值，均要经过处理后，才能达到设 计采用值，并结合路床土在路基工作区范围，要求达到规定的压实度要求，一般采用翻挖回填压实， 采用6%石灰土处理。 对土基进行处理时，处于过湿状态假定 E o =15MPa 当用20〜100cm68石灰土处理时，经计算得出处 理层顶面的弯沉值，再经换算成顶面的土基回弹模量值，见下表： 403020100. 10 0.?0 0. 30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1. 10 1.20 Wc 0. 75
路基路面回弹弯沉值的计算一、公路回弹弯沉值的作用 （一）概述 路基路面回弹弯沉的设计计算与检测，是公路建设过程中必不可少的一部份，是勘察设计、施工监理和检测单位都要进行的一个工作事项。首先由设计单位设计出弯沉值，再由施工单位去执行施工自检，然后由监理、检测部门抽检鉴定，实现设计意图。 在当前的规范规定中，《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97规定了路面顶层的设计弯沉计算公式和方法，但没有提出路基、路面基层的弯沉计算方；在《公路工程质量检验评定标准》JTJ 071-98中只提出要求检测路面顶层和土质路基回弹弯沉，没有提出检测路面基层弯沉的检测项；在《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000中则补充规定了路基、路面基层的相应回弹弯沉的计算检测标准。因此，对于很多工程技术人员来说，如果不同时熟悉上述三种规范，就容易混淆回弹弯沉的原意，造成错误认识，甚至做出错误的数据和结果。 经笔者近年实际使用和研究发现，相当一部份勘察设计、施工监理和检测单位都存在类似问题。为帮助基层工程技术人员很好地撑握回弹弯沉在公路工程建设中的应用，本人在前辈及同行的肩背上，略作点抄习发挥，特写此文，以示对本行作点贡献 在阅读本文之前，请备好以下标准和规范： 1、《公路工程技术标准》（2003） 2、《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97
3、《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000 4、《公路工程质量检验评定标准》JTJ 071-98 （二）弯沉的作用 公路工程回弹弯沉分为容许弯沉、设计弯沉和计算弯沉。 容许弯沉 容许弯沉是合格路面在正常使用期末不利季节，路面处于临界破坏壮态时出现的最大回弹弯沉，是从设计弯沉经过路面强度不断衰减的一个变化值。理论上是一个最低值。计算公式是 LR＝720N *AC*AS。 《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97 119页 设计弯沉 设计弯沉值即路面设计控制弯沉值。是路面竣工后第一年不利季节，路面在标准轴载作用下，所测得的最大回弹弯沉值，理论上是路面使用周期中的最小弯沉值。是路面验收检测控制的指标之一。计算公式是 Ld＝600N *AC*AS* Ab。 《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97 42页 计算弯沉值 计算弯沉值分检测计算弯沉值和理论计算弯沉值。 检测计算弯沉值： 通过对路基、路面和原有老路进行弯沉检测，并通过计算整理所得到的代表值。其作用主要是评定路基路面状况和作补强设计之用。 计算弯沉值
水泥混凝土路面设计例题
水泥混凝土路面设计 公路自然区划 II 区拟建一条二级公路，中湿路基为黏质土，采纳一般混凝土路面，路面宽 9m，设计车道使用早期标准轴载日作用次数为2100，交通量年增加率为 5%。试设计水泥混凝土路面。 解： 1、交通剖析 查表 1 可知二级公路的设计基准期为20 年，其靠谱度设计标准的安全等级为三级。临界荷载位置处的车辆轮迹横向散布系数查表 2 取 0.39. 设计基准期内的累计作用次数： N e N1 1 r t 1365 2100 1 0.05 20 1365 0.39 988.5 104次 r 0.05 查表 3 可知属重交通等级。 2、初拟路面构造 由表 1 可知安全等级三级的变异水同等级为中级。依据二级公路、重交通等级和中级变异水平，查表4 初拟一般混凝土面层厚度为 0.22m。基层可采纳水泥稳固粒料，厚 0.18 。垫层为 0.15m
的低剂量无机联合料稳固土。一般混凝土板的平面尺寸为 4.5m, 长 5m。纵缝为设拉杆的平缝，横缝为不设传力杆的假缝。 3、路面资料参数确立 取重交通等级的一般混凝土面层，查表5 得弯拉强度标准值 5.0MPa，弯拉弹性模量标准值 31GPa。中湿路基路床顶面回弹模量查表 6 得 30MPa，低剂量无机联合料稳固土垫层回弹模量为600MPa,水泥稳定粒料基层回弹模量为1300MPa. 4、计算基层顶面当量回弹模量 E1h1 2 E2h2 2 1300 0.182 600 0.15 2 E X 2 h2 2 0.182 0.152 1013MPa h1 D X E1h13 E2 h23 (h1 h2 ) 2( 1 1 )1 12 12 4 E1h1 E2h2 1300 0.183 600 0.153 (0.18 0.15)2 ( 1300 1 600 1 ) 1 2.57 12 12 4 0.18 0.15 h x3 12 D X 12 2.57 E X 3 0.312m 1013 0 .45 6.22 1 1.51 1013 0.45 a 6.22 1 1.51 E X 4.293 E0 30
目录 1课程设计题目 (2) 2课程设计主要容 (2) 3路面厚度计算 (2) 3.1 交通分析 (2) 3.2初拟路面结构 (4) 3.3路面材料参数确定 (5) 3.4 荷载疲劳应力 (9) 3.5温度疲劳应力 (10) 3.6验算初拟路面结构 (12) 4接缝设计 (13) 4.1纵向接缝 (13) 4.2横向接缝 (14) 5混凝土面板钢筋设计 (14) 5.1 边缘补强钢筋 (15) 5.2 角隅钢筋 (15) 6材料用量计算 (15) 6.1 面层 (15) 6.2 基层 (16) 6.3 垫层 (17) 7 施工的方案及工艺 (15)
泥混凝土路面设计计算书 1课程设计题目 水泥混凝土路面设计：此为城市主干道三级公路,路基为粘质土,采用普通混凝土路面,路面宽24m,经交通调查得知,设计车道使用初期轴载日作用次数为500。试设计该路面结构。 2课程设计主要容 〔1〕结构组合设计； 〔2〕材料组成设计； 〔3〕混凝土板厚的确定； 〔4〕板的平面尺寸确定； 〔5〕接缝设计； 〔6〕配筋设计； 〔7〕材料用量计算； 4路面厚度计算 4.1交通分析 根据《公路水泥混凝土路面设计规》
由表4-2知,临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.35 已知交通量设计年限年增长率：8%。 荷载累计作用次数为： （次）4 ^10597.72335.036508 .0]1)08.01[(500365]1)1[(30⨯=⨯⨯-+⨯=⨯⨯-+=ηr t r s e g g N N 交通量相轴载大小是路面设计的基本依据。随着交通量增大,对路面使用性能和使用寿命的要求相应提高。由此,在使用年限对混凝土强度、面板厚度、基层类型和模量等方面提出了不同的技术要求。为了区分各项要求在程度上的差别,按使用初期设计车道每日通过的标准铀载作用次数,将水泥混凝土路面承受的交通划分为特重、重、中等和轻四个等级,标准如下： 公路混凝土路面交通分级 表4-4 由表4-4可得该公路属于重交通等级。
第十章水泥混凝土路面设计 第10-1节设计内容与设计参数 一、混凝土路面的设计内容 水泥混凝土路面设计应包括以下内容： 1．路基和基(垫)层的结构组合设计； 2．混凝土面板的平面尺寸确定和板厚计算； 3．接缝设计； 4．配筋设计； 5．混凝土的材料组成设计。 二、设计参数 (一)标准轴载与轴载换算公式 1．标准轴载 我国《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012—94)规定：水泥混凝土路面设计以轴重100kN的单轴荷载作为标准轴载，其他各级轴载均应换算成标准轴载，然后再进行混凝土路面设计。对于单轴荷载以其实际作用次数和轴重计，对于双轴荷载，后轴经过一次可视为作用一次，轴重以双轴的总重计。 2．轴载换算 轴载换算依据等效疲劳损坏的原则进行。所谓等效，是指同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的疲劳程度。《公路水泥混凝上路面设计规范》(JTJ012—94)规定以疲劳断裂作为混凝土路面的损坏标准。如对某一种路面结构，轴载P1作用N1次以后，混凝土面板处于疲劳断裂状态；轴载P2作用N2次后，混凝土面板处于同样的破坏状态，则二者是等效的。由此，采用疲劳断裂为标准建立的疲劳方程，可以推导产生等效疲劳损坏时的轴载换算公式和换算系数： (二)交通分级 交通量相轴载大小是路面设计的基本依据。随着交通量增大，对路面使用性能和使用寿命的要求相应提高。由此，在使用年限内对混凝土强度、面板厚度、基层类型和模量等方面提出了不同的技术要求。为了区分各项要求在程度上的差别，按使用初期设计车道每日通过的标准铀载作用次数，将水泥混凝土路面承受的交通划分为特重、重、中等和轻四个等级，见表2-8-1。
设计车道为行车道内承受交通最繁重的一个车道。设计车道内的标准轴载日作用次数N s1，系由断面标准轴载作用次数乘以(行驶)方向分配系数和车道分配系数，即： N s1＝N sββ1，(2-8-3) 式中：N s1——路段(断面)日标准轴载作用次数，次／日； β—方向分配系数，通常取0.5~0.6； β1——车道分配系数，通常，单车道／方向，取1.0；双车道／方向，取0.8~1.0；3车道/方向，取0.6~0.8；具体数值依据交通情况和车道数．通过调查确定。 (三)设计使用年限与累计轴载作用次数 路面的设计使用年限是指路面到达预定损坏标准时所能使用的年限。超过此年限，路面并非完全破坏面不能使用，只是其实用性能太差和运行费用过高。 各国对水泥混凝土路面设计使用年限的规定为20~40年不等，如：美国、日本定为20年，前苏联和西班牙定为30年．英国定为40年。设计使用年限长，则交通组成难以预估准确，初期投资也较高。然而，技现行设计方法计算分析的结果表明，混凝土面板厚度的少许增加，可使路面寿命有较大的增长。因而，规定较长的使用年限，混凝土面板的厚度实际上增加并不多，虽然初期投资要高些，但从整个使用期来看，经济上还是合算的。考虑到路面改建会影响行车而增加运行费用．我国《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012—94)规定丁20~30年不等的使用年限，见表2-8-2。交通越繁重，设计使用年限越长。 设计使用年限内路面临界荷位上所受到的标准轴载累计作用次数，依据设计车道内的初始标准轴载的作用次数、交通量年平均增长率和车轮轮迹在车道横断面上的横向分布系数确定，其计算公式为： 式中：N s1——使用初期设计车道标准荷载作用次数，次／日； r——交通量年平均增长率(%)，由调查确定； T———设计使用年限，年； η——车轮轮迹横向分布系数，按表2-4-3取值。