轴载换算表
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新旧规范轴载换算对比公路沥青路面设计规范JTG+D50-20061.交通量的组成表1 交通量的组成和汽车数据参数2. 荷载等级的确定指标:根据规范1规定,以设计的弯沉值和沥青层层底的拉应力作为指标:路面开通时第1年的双向的日平均当量轴次是,设计的年限内的1个车道上的累计的当量轴次,由规范3.1.7得,属中等交通等级。
(3610⨯)⨯~1.2710根据规范规定,又以半刚性材料的结构层的层底拉应力作为设计的指标:路面开通时第1年的双向的日平均当量轴次,由公式计算得,设计的年限内的1个车道上的累计的当量轴次,由公式计算得,属中等交通等级。
(36⨯)10⨯~1.2710综合上面的2种情况,取最重的交通等级,即为路面设计的交通等级为中等交通等级。
公路沥青路面设计规范JTG+D50-2017根据公路沥青路面设计规范A.1.2,该题按车型可分为1类车、2类车、3类车和5类车,1类车不需要考虑轴载换算;改建设计应采用水平一,新建路面设计可采用水平二或水平三,水平二是当地经验值,故采用水平三;根据公路沥青路面设计规范A.2.4,无实测数据时方向系数在0.5~0.6范围内选取,本题选用0.5;根据公路沥青路面设计规范A.2.5,车道系数取0.4;根据公路沥青路面设计规范A.2.6,该题TTC分类取TTC5,2类车类型分布系数取9.9%,3类车取42.4%,5类车取0.0%;根据规范,各类车辆的当量设计轴载换算系数EALF——m类车辆中非满载车的当量设计轴载换算系数;式中:mlmh EALF ——m 类车辆中满载车的当量设计轴载换算系数;ml PER ——m 类车辆中非满载车所占的百分比;mh PER ——m 类车辆中满载车所占的百分比。
初始年设计车道日平均当量轴次1N式中:AADTT ——2轴6轮及以上车辆的双向年平均日交通量(辆/d );DDF ——方向系数; LDF ——车道系数;m ——车辆类型编号;m VCDF ——m 类车辆类型分布系数;m EALF ——m 类车辆的当量设计轴载换算系数。
1+1型货车轴载换算系数计算:表1 1+1型货车轴载换算系数计算表2 1+2型货车轴载换算系数计算车型 换算系数 各级轴载(kN)的出现频率(%)0~10 1~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 前轴 C1=1 C2=6.4 0。
00 0。
00 5.68 11.45 60.89 21。
98 0。
00 0。
00 0.0040~6060~80 80~100 100~120 120~140 140~160 160~180 180~200 200~220 后轴(双联轴双轮组)C1=2.2 C2=1 2.27 4。
55 7。
58 10.61 8。
33 4.55 3。
79 4。
55 9.85 220~240240~260 260~280 280~300 300~320 320~340 340~360 360~380 380~400 17.42 15.915.303。
791。
500.000.00 0.000。
00累计:1。
34893984车型 换算系数各级轴载(kN)的出现频率(%)0~101~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 前轴 C1=1 C2=6.4 0。
00 0。
000.009.60 47。
17 31。
88 11。
35 0。
00 0。
0040~6060~80 80~100 100~120 120~140 140~160 160~180 180~200 200~220 后轴(单轴双轮组)C1=1 C2=1 2。
27 4。
55 7.58 10.61 8。
33 4.55 3.79 4.55 9。
85 220~24240~260 260~280 280~300 300~320 320~340 340~360 360~380 380~400 17.42 15。
915.30 3.791.500。
000。
000。
各种轴载换算计算方法在工程和物理学中,轴载是指沿着轴线方向的力。
轴载的大小通常用牛顿(N)作为单位。
在实际应用中,常常需要进行轴载的换算计算。
下面将介绍几种常见的轴载换算计算方法。
1.轴载与应力的换算:轴载的大小与物体的截面积和应力密切相关。
如果我们知道轴载和截面积,可以通过下面的公式将轴载转换为应力:应力=轴载/截面积同样地,如果我们知道应力和截面积,可以通过下面的公式将应力转换为轴载:轴载=应力x截面积2.轴载与力矩的换算:轴载和力矩之间也有一定的关系。
力矩是指力对于一个点产生的旋转效果。
如果我们知道轴载和力臂(即力对于旋转轴的垂直距离),可以通过下面的公式将轴载转换为力矩:力矩=轴载x力臂同样地,如果我们知道力矩和力臂,可以通过下面的公式将力矩转换为轴载:轴载=力矩/力臂3.轴载与转速的换算:在一些情况下,轴载和转速之间存在关系,如旋转机械、电机等。
如果我们知道轴载和转速,可以通过下面的公式将轴载转换为功率:功率=轴载x转速同样地,如果我们知道功率和转速,可以通过下面的公式将功率转换为轴载:轴载=功率/转速4.轴载与扭矩的换算:在一些情况下,轴载和扭矩之间存在关系,如旋转机械、发动机等。
如果我们知道轴载和扭矩臂(即力对于旋转轴的垂直距离),可以通过下面的公式将轴载转换为扭矩:扭矩=轴载x扭矩臂同样地,如果我们知道扭矩和扭矩臂,可以通过下面的公式将扭矩转换为轴载:轴载=扭矩/扭矩臂5.轴载与压力的换算:在一些情况下,轴载和压力之间存在关系,如轴承、接合面等。
如果我们知道轴载和接触面积,可以通过下面的公式将轴载转换为压力:压力=轴载/接触面积同样地,如果我们知道压力和接触面积,可以通过下面的公式将压力转换为轴载:轴载=压力x接触面积以上是一些常见的轴载换算计算方法,它们在工程和物理学领域中应用广泛。
在实际问题中,我们可以根据具体情况选择合适的换算方法进行计算,以满足设计或分析的要求。
三、标准轴载与轴载换算路面设计时使用累计当量轴次的概念。
但在道路上行驶的车辆类型很多,所以必需选定一种标准轴载,把不同类型轴载的作用次数。
根据道路汽车运输车辆的现状及发展趋势。
我国路面设计以双轮组单轴载100kn为标准轴载,以BZZ-100表示。
标准轴载的计算参数按下表确定。
标准轴载计算参数当把各种轴载换算为标准轴载时,为使换算前后轴载对路面的作用达到相同的效果,应该遵循两项原则:第一,换算以达到相同的临界状态为标准,即对同一种路面结构,甲轴载作用N1次后路面达到预定的临界状态,路面弯沉为L1,乙轴载作用路面达到相同临界状态作用次数为N2,弯沉为L2,此时甲乙两种轴载作用是等效的。
则应按此等效原则建立两种轴载作用次数之间的换算关系;第二,对某一种交通组成,不论以哪种轴载的标准进行轴载换算,由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同的。
当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25kn的各级轴载(包括车辆的前、后轴)P i的次数n i,均按如下公式换算成标准轴载P的当量作用次数N。
式中:N——标准轴载的当量轴次,次/日;n i——被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;P——标准轴载,kn;P i——被换算车辆的各级轴载,kn;k——被换算车辆的类型数;C1——轴数系数,C1 =1+1.2(m-1),m是轴数。
当轴间距大于3m时,按单独的一个轴载计算,当轴间距小于3m时,应考虑轴数系数;C2——轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。
当进行半刚性基层层底拉应力验算时,凡轴载大于50 kn的各级轴载(包括车辆的前后轴)的作用次数n i,均按如下公式换算成标准轴载p的当量作用次数n’。
式中:C1’—轴数系数,C2’=1+2(m-1);c’2—轮组系数,单轮组为1.85,双轮组为1.0,四轮组为0.09。
上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130 kn的轴载换算。
对于城市道路的路面设计,请参照城市道路设计规范的有关规定进行轴载换算。
三、标准轴载与轴载换算路面设计时使用累计当量轴次的概念。
但在道路上行驶的车辆类型很多,所以必需选定一种标准轴载,把不同类型轴载的作用次数。
根据道路汽车运输车辆的现状及发展趋势。
我国路面设计以双轮组单轴载100kn为标准轴载,以BZZ-100表示。
标准轴载的计算参数按下表确定。
标准轴载计算参数当把各种轴载换算为标准轴载时,为使换算前后轴载对路面的作用达到相同的效果,应该遵循两项原则:第一,换算以达到相同的临界状态为标准,即对同一种路面结构,甲轴载作用N1次后路面达到预定的临界状态,路面弯沉为L1,乙轴载作用路面达到相同临界状态作用次数为N2,弯沉为L2,此时甲乙两种轴载作用是等效的。
则应按此等效原则建立两种轴载作用次数之间的换算关系;第二,对某一种交通组成,不论以哪种轴载的标准进行轴载换算,由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同的。
当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25kn的各级轴载(包括车辆的前、后轴)P i的次数n i,均按如下公式换算成标准轴载P的当量作用次数N。
式中:N——标准轴载的当量轴次,次/日;n i——被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;P——标准轴载,kn;P i——被换算车辆的各级轴载,kn;k——被换算车辆的类型数;C1——轴数系数,C1 =1+1.2(m-1),m是轴数。
当轴间距大于3m时,按单独的一个轴载计算,当轴间距小于3m时,应考虑轴数系数;C2——轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。
当进行半刚性基层层底拉应力验算时,凡轴载大于50 kn的各级轴载(包括车辆的前后轴)的作用次数n i,均按如下公式换算成标准轴载p的当量作用次数n’。
式中:C1’—轴数系数,C2’=1+2(m-1);c’2—轮组系数,单轮组为1.85,双轮组为1.0,四轮组为0.09。
上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130 kn的轴载换算。
对于城市道路的路面设计,请参照城市道路设计规范的有关规定进行轴载换算。
5.路面结构设计5.1沥青路面5.1.1交通量及轴载计算分析路面设计以单轴载双轮组100KN 为标准轴载。
1) 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:=N ∑=ki i i P P n C C 135.421)/(计算结果如下表所示:表5.1轴载换算表②累计当量轴次根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》,高速公路沥青路面的设计年限取15年,四车道的车道系数是取0.5。
累计当量轴次:()111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=()[]189188305.060.430336506449.0365106449.0115=⨯⨯⨯⨯-+=(次)2) 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 ①轴载换算验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式:812'1')/('P P n C C N i ki i ∑==计算结果如下表所示:表5.2 轴载换算结果(半刚性基层层底拉应力)②累计当量轴次参数取值同上,设计年限是15年,车道系数取0.5。
累计当量轴次:()111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=()[]321652575.087.731636506449.0106449.0115=⨯⨯⨯-+=(次)5.1.2结构组合设计及材料选取1) 拟订路面结构组合方案根据规定推荐结构,并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应,路面结构面层采用沥青混凝土(取18cm ),基层采用水泥碎石(取20cm ),下基层采用石灰土(厚度待定)。
另设20cm 厚的中粗砂垫层。
2) 拟订路面结构层的厚度由于计算所得的累计当量轴载达到了500万次,按一级路的路面来设计,由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。
采用三层式沥青面层,表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度为4cm ),中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度为6cm ),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度为8cm )。
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: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,1=i δ;单轴—单轮时,按式43.031022.2-⨯=ii 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:[][]6201026.354.0365075.01)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=。