(全过程精细讲解)路面结构设计及计算

路面结构设计计算
路面结构设计涉及到许多方面的计算，包括以下几个关键要素：
车辆荷载：需要根据设计车型和交通流量等因素确定路面所需承载的车辆荷载。

常用的计算方法有AASHTO（美国公路与运输官员协会）标准、Pavement ME Design等。

路面材料特性：不同路面材料具有不同的强度、弹性模量等特性。

需要根据路面所使用的材料类型，如沥青混合料、水泥混凝土等，进行相应的材料特性计算。

路面厚度设计：为了确保路面能够承受车辆荷载并具备足够的寿命，需要计算适当的路面厚度。

常用的计算方法包括经验公式、层间抗裂分析、有限元分析等。

基底和地基设计：路面结构的稳定性也依赖于基底和地基的设计。

需要进行地质勘探和土壤力学参数测试，并根据工程要求计算基底和地基的承载能力。

排水设计：良好的排水系统对路面结构的长期稳定性至
关重要。

需要进行降雨径流计算，确定适当的排水设计参数，包括路肩和排水系统的尺寸和材料。

施工工艺选择：路面结构设计还需要考虑施工工艺，包括路面层次、铺设方式、压实方法等。

需要根据具体情况进行合理的选择。

综上所述，路面结构设计涉及到多个方面的计算和分析，需要根据具体情况采用相应的计算方法和标准，以确保设计的路面结构具备足够的承载能力和稳定性。

路面结构补强计算书1.轴载换算及设计弯沉值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 北京BJ130 13.55 27.2 1 双轮组 24882 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 5953 黄河JN163 58.6 114 1 双轮组 2964 黄河JN360 50 110 2 双轮组 <3 2135 东风SP9250 50.7 113.3 3 双轮组 >3 2726 江淮AL6600 17 26.5 1 双轮组 53527 四平SPK6150 38 77.8 2 双轮组 >3 471 设计年限取 8年车道系数 .5 交通量平均年增长率 4.7 ％当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，根据上述公式计算得：路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 3512设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 6055122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 : 4705设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 8112001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 : 26.4 (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 1 0.362 中粒式改性沥青混凝土 0.9 0.323 水泥稳定碎石 0.5 0.264 水泥稳定碎石 0.4 0.212．原路面的计算弯沉值及当量回弹模量的计算本次外业资料收集中，对沿线各路段均采用BZZ-100标准轴载汽车，用贝克曼梁测定原有路面的弯沉值，每20m ～50m 测一点，对变化值较大路段进行加密检测，每车道、每路段的测点数不少于20点。

各路段的计算弯沉值 按下式进行计算：路面回弹模量计算：公式如下：原路面计算弯沉值及当量回弹模量如下：3．拟定补强结构方案因考虑采用水泥稳定碎石就地再生技术，需铣刨面层并对老路20厘米基层进行再生，再生后强度不低于于老路强度，故对新加铺水泥稳定碎石基层（设计层位第3层）进行层底拉应力验算。

农村公路水泥混凝土路面结构计算与分析农村公路的水泥混凝土路面结构设计和分析是确保农村公路的承载能力和耐久性的重要环节。

在进行路面结构计算和分析时，需考虑交通量、车辆类型、气候条件、地质条件等多个因素，并根据实际情况进行合理的设计。

下面将详细介绍水泥混凝土路面结构的计算和分析方法。

水泥混凝土路面结构通常由多层结构组成，包括基层、底基层、底面层和面层。

基层一般采用黏土、砂土等材料，底基层采用砾石或砂石料，底面层采用碎石。

在进行计算和分析时，首先需确定路面的可承受车辆荷载。

根据农村公路的交通量和车辆类型，可以确定设计车辆荷载。

常用的设计车辆荷载有ESAL（等效单轴集中荷载）和EAL（等效轴重）。

ESAL是以标准轴重为基础，根据交通量和车辆类型计算得到的等效单轴集中荷载。

EAL是以标准轴重为基础，根据轴数和轴距计算得到的等效轴重。

然后需要进行路面结构的厚度计算。

根据设计车辆荷载和材料特性，可以通过结构设计方法计算出每个结构层的厚度。

常用的计算方法有SN （结构系数）法和美国AASHTO法。

SN法根据路面结构层的材料特性、路面结构层数和设计车辆荷载，结合结构层之间的相互作用，计算出每个结构层的最佳厚度。

AASHTO法根据路面结构层的材料强度、设计车辆荷载和自然环境等条件，以最小化经济投资和最大化使用寿命为目标，确定每个结构层的厚度。

完成厚度计算后，还需进行路面结构的应力分析。

应力分析是评估路面结构的承载能力和稳定性的关键步骤。

通过应力分析，可以确定各个结构层的应力情况，以及各层之间的剪应力和压应力。

常用的应力分析方法有计算机模拟分析和试验方法。

计算机模拟分析是通过建立数学模型和应力分析软件，模拟车辆荷载对路面结构的作用，计算出各个结构层的应力情况。

试验方法是在实际路面上进行荷载试验，通过检测路面应变情况，计算出路面结构的应力分布。

最后，还需考虑路面结构的耐久性和防水性能。

水泥混凝土路面结构在使用过程中，会受到车辆荷载、温度变化和水分侵害等影响，因此需要进行耐久性和防水性能的评估。

一级公路沥青路面结构设计计算实例一级公路是国家重点建设的高速公路，需要经过严格的设计计算才能确保路面的质量和安全。

下面是一级公路沥青路面结构设计的一个实例，包括路基设计、沥青路面厚度计算以及路面结构层的设计。

1.路基设计：路基是公路的基础层，承受着交通荷载的传递和分布。

路基设计主要考虑的因素包括：土质和胀缩性，交通量和荷载频率，基床沉降和变形，以及排水和防渗等。

在这个实例中，我们以典型的路基设计参数为例进行计算。

根据实际情况，我们假设路基的土质为砂土，没有明显的胀缩性。

交通量为每天6000辆，荷载频率为20，基床沉降和变形可容许值为30mm，路基的排水和防渗设计要求满足A2级。

计算方法：首先，计算基床厚度：H_base = 0.05 * N * P * f (单位：m)其中，N为每天通过的车辆数，P为荷载频率，f为修正系数，根据表1查得当P=20时，f=1.0。

带入数据，我们得到基床厚度 H_base = 0.05 * 6000 * 20 * 1.0 = 600mm。

然后，计算沥青路面的修正系数 k ：k = H_base / (H_base + H) ，其中，H为沥青路面厚度。

根据实际情况和设计要求，可以选择不同宽度的沥青路面厚度。

2.沥青路面厚度计算：在这个实例中，我们选择沥青路面的宽度为6m，根据设计要求，计算沥青路面的厚度。

计算方法：首先，计算水平交通荷载分布系数：Z=1.28+0.03W+0.003W^2，其中，W为车道的有效宽度。

带入数据，我们得到Z=1.28+0.03*6+0.003*6^2=1.67然后，计算沥青路面最小厚度：H_min = (P * Z) / k ，其中，P为荷载频率。

带入数据，我们得到H_min = (20 * 1.67) / (0.6) ≈ 55.7mm。

最后，根据设计要求，选择适当的沥青路面厚度为70mm。

3.路面结构层设计：路面结构层是由多层不同材料组成的，可以有效地承受交通荷载并分散载荷。

路面结构设计计算编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（路面结构设计计算）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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7.2 路面结构设计7。

2.1 路面结构设计步骤新建沥青路面按以下步骤进行路面结构设计：(1) 根据设计任务书和路面等级及面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值.(2) 按路基土类型和干湿状态，将路基划分为几个路段，确定路段回弹模量值。

（3) 根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几中可能的路面结构组合及厚度方案，根据选用的材料进行配合比实验及测定结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。

(4) 根据设计弯沉值计算路面厚度。

对二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求.如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构层组合,或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。

7。

2。

2 路面结构层计算该路位于中原黄河冲积平原区,地质条件一般为a）第一层：冲积土；b)第二层:粘质土；c)第三层:岩石.平原区二级汽车专用沥青混凝土公路,路面使用年限为12年，年预测平均增长率为6％。

（1)轴载分析本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ—100表示。

标准轴载的计算参数按表7—1确定。

表7—1 标准轴载计算参数标准轴载 BZZ-100 标准轴载 BZZ-100标准轴载P（kN） 100 单轮传压面当量圆直径d(cm) 21.30轮胎接地压力p（MPa) 0。

70 两轮中心距（cm） 1.5d表7—2 起始年交通量表车型小汽车解放CA15 东风EQ140 黄河JN162数量(辆/d） 1500 800 600 2001)以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力①轴载换算各级轴载换算采用如下计算公式：（7-1）式中:N1—标准轴载的当量轴次,次/日；ni—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P—标准轴载，kN；Pi-被换算车辆的各级轴载，kN；k-被换算车辆类型；C1—轴数系数，C1=1+1.2(m-1），m是轴数。

公路路面结构设计计算示例一、刚性路面设计1）轴载分析路面设计双轮组单轴载100KN⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。

① 轴载换算：161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni i i i s P N N δ 式中 ：sN ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；iP —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，i δ=1；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。

注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。

② 计算累计当量轴次根据表设计规范，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数η是~取，08.0=r g ，则[][]362.69001252.036508.01)08.01(389.8343651)1(30=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N 其交通量在44102000~10100⨯⨯中，故属重型交通。

2）初拟路面结构横断面由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低~中。

根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表 初拟普通混凝土面层厚度为24cm ，基层采用水泥碎石，厚20cm ；底基层采用石灰土，厚20cm 。

普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m ，长5.0m 。

横缝为设传力杆的假缝。

3）确定基层顶面当量回弹模量tc s E E ,查表的土基回弹模量a MP E 0.350=，水泥碎石a MP E 15001=，石灰土a MP E 5502= 设计弯拉强度：acm MP f 0.5=，ac MP E 4101.3⨯=结构层如下：水泥混凝土24cm 水泥碎石20cm 石灰土20cm×按式（）计算基层顶面当量回弹模量如下：a x MP h h E h E h E 102520.020.055020.0150020.022222221222121=+⨯+⨯=++= 12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x1233)2.055012.015001(4)2.02.0(122.0550122.01500-⨯+⨯++⨯+⨯=)(700.4m MN -=m E D h x x x 380.0)10257.412()12(3131=⨯==165.4)351025(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=--E E a x786.0)351125(44.11)(44.1155.055.00=⨯-=-=--E E b xa x bx t MP E E E ah E 276.212)351025(35386.0165.4)(31786.03100=⨯⨯⨯==式中：t E ——基层顶面的当量回弹模量，； 0E ——路床顶面的回弹模量，x E ——基层和底基层或垫层的当量回弹模量， 21,E E ——基层和底基层或垫层的回弹模量， x h ——基层和底基层或垫层的当量厚度，x D ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度， 21,h h ——基层和底基层或垫层的厚度， b a -——与E E x有关的回归系数普通混凝土面层的相对刚度半径按式（）计算为： ()m E E h r tc679.0)276.21231000(24.0537.0)(537.03131=⨯⨯==4）计算荷载疲劳应力p σ按式（），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：a ps MP h r 060.124.0679.0077.0077.026.026.0=⨯⨯==--σ因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数87.0=r K 。

第1章绪论1.1路面课程设计的任务与要求及参考文献1.1.1课程设计题目：公路水泥混凝土路面结构设计及厚度计算1.1.2设计内容：1.交通量计算2.判别路基干湿类型并确定土基回弹模量；3.拟定路面结构方案；4.进行结组合设计，确定路面设计参数，并初拟路面厚度；5.进行应力计算，并验算路面厚度；6.方案比较，确定合理路面结构；7.绘制路面结构设计图。

1.1.3设计资料：Ⅱ区某城市郊区道路，今年来，由于交通量大量增加，要对下列路段进行设计K0+800—K4+500段改线，在新路基上铺筑水泥混凝土路面；K4+500—K6+000段，利用旧路，但路面强度不够，须进行补强。

1.路况调查资料(1）经预测设计使用初期年平均日交通量（双向）如下表1.1:表1.1交通两年平均增长率5.6%(2）原有路面结构和路基状况调查：①路基宽度10米，路面宽度8.5米。

②路面结构为：3cm沥青表面处置，20cm石灰土基层，20cm沙砾垫层。

③沿线路基土质为粘质土，液限30%，塑限17%，当地最大冻深2.1米。

2.材料调查沿线可供给各种砂石料，并有矿渣，炉渣，水泥，石灰，沥青等多种筑路材料。

3.设计参考资料《路基路面工程》邓学军主编，人们交通出版社，2009.9《公路水泥混凝土路面设计规范》 人们交通出版社，2003.5 《公路工程技术标准》 人们交通出版社，2004.4 1.2交通调查与分析 1.2.1 交通量计算解放的载重量 ＝08.48.940=吨 2<4.08<7 所以为中型车 折算系数 1.5 沃尔沃的载重量＝20.108.9100=吨 7<10.20<14 所以为大型车 折算系数 2.0 尼桑的载重量＝70.88.925.85=吨 7<8.70<14 所以为大型车 折算系数 2.0 交通的载重量＝41.48.925.43=吨 2<4.41<7 所以为中型车 折算系数 1.5 黄河的载重量＝43.88.960.82=吨 7<8.43<14 所以为大型车 折算系数 2.0 东风的载重量＝10.58.900.50=吨 2<5.10<7 所以为中型车 折算系数 1.5 确定公路等级，将以上各型号汽车的使用初期年平均日交通量折算成小客车的年平均日交通量。

路⾯结构设计计算书（有计算过程的）公路路⾯结构设计计算⽰例⼀、刚性路⾯设计1）轴载分析路⾯设计双轮组单轴载100KN⑴以设计弯沉值为指标及验算⾯层层底拉⼒中的累计当量轴次。

①轴载换算：161100∑=?=ni i i i s P N N δ式中：sN ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作⽤次数；iP —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，i δ=1；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。

注：轴载⼩于40KN 的轴载作⽤不计。

②计算累计当量轴次根据表设计规，⼀级公路的设计基准期为30年，安全等级为⼆级，轮迹横向分布系数η是0.17~0.22取0.2，08.0=r g ，则[][]362.69001252.036508.01)08.01(389.8343651)1(30=??-+?=?-+=ηr t r s e g g N N 其交通量在44102000~10100??中，故属重型交通。

2）初拟路⾯结构横断⾯由表3.0.1，相应于安全等级⼆级的变异⽔平为低~中。

根据⼀级公路、重交通等级和低级变异⽔平等级，查表4.4.6 初拟普通混凝⼟⾯层厚度为24cm ，基层采⽤⽔泥碎⽯，厚20cm ；底基层采⽤⽯灰⼟，厚20cm 。

普通混凝⼟板的平⾯尺⼨为宽3.75m ，长5.0m 。

横缝为设传⼒杆的假缝。

3）确定基层顶⾯当量回弹模量tc s E E ,查表的⼟基回弹模量a MP E 0.350=，⽔泥碎⽯a MP E 15001=，⽯灰⼟a MP E 5502= 设计弯拉强度：acm MP f 0.5=，ac MP E 4101.3?=结构层如下：⽔泥混凝⼟24cm ⽔泥碎⽯20cm ⽯灰⼟20cm×按式（B.1.5）计算基层顶⾯当量回弹模量如下：a x MP h h E h E h E 102520.020.055020.0150020.022222221222121=+?+?=++= 12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x1233)2.055012.015001(4)2.02.0(122.0550122.01500-?+?++?+?=)(700.4m MN -=m E D h x x x 380.0)10257.412()12(3131=?==165.4)351025(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=-=-?=--E E a x786.0)351125(44.11)(44.1155.055.00=?-=-=--E E b xa x bx t MP E E E ah E 276.212)351025(35386.0165.4)(31786.03100===式中：t E ——基层顶⾯的当量回弹模量，aMP ；0E ——路床顶⾯的回弹模量，x E ——基层和底基层或垫层的当量回弹模量， 21,E E ——基层和底基层或垫层的回弹模量， x h ——基层和底基层或垫层的当量厚度， x D ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度， 21,h h ——基层和底基层或垫层的厚度， b a -——与E E x有关的回归系数普通混凝⼟⾯层的相对刚度半径按式（B.1.3-2）计算为： ()m E E h r tc679.0)276.21231000(24.0537.0)(537.03131=??==4）计算荷载疲劳应⼒p σ按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产⽣的荷载应⼒计算为： a ps MP h r 060.124.0679.0077.0077.026.026.0=??==--σ因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能⼒的应⼒折减系数87.0=r K 。

路面结构设计及计算路面结构设计及计算主要分为以下几个步骤：确定设计车速和设计轴重、计算重频因子、确定设计交通量、确定设计生命、确定结构类型和层厚、进行结构厚度设计、进行子基层厚度设计。

首先，确定设计车速和设计轴重。

设计车速一般根据当地交通条件、道路等级、驾驶员需求等因素确定。

设计轴重则综合考虑交通量、货运量、车辆类型等因素，一般根据当地实际情况进行选择。

其次，计算重频因子。

重频因子是指单位时间内通过一定路段的车辆对其产生的单位面积加载的重量。

可以通过交通量、车辆类型和道路等级以及所采用的设计时间等因素进行计算。

重频因子对路面结构设计和厚度计算有重要影响。

接下来，确定设计交通量。

设计交通量一般根据道路实际情况、预测交通增长率等因素进行估计。

可以采用交通统计数据、行车记录仪数据等方法进行计算。

然后，确定设计生命。

设计生命是指路面结构在设计负荷和设计重频因子下所能承受的使用年限。

一般根据道路等级、交通量、设计轴重等因素进行估计。

接下来，确定结构类型和层厚。

结构类型包括刚性和柔性两种，一般根据交通量、设计轴重、土壤条件、地下管线等因素进行选择。

层厚则根据结构类型、设计生命、土壤条件等因素进行确定。

然后，进行结构厚度设计。

结构厚度设计根据结构类型和层厚进行计算。

刚性路面结构一般根据道路设计生命、交通量和设计轴重等因素进行厚度计算。

柔性路面结构一般根据设计生命、交通量、设计轴重和土壤条件等因素进行厚度计算。

最后，进行子基层厚度设计。

根据路基土质条件、设计生命、结构厚度等因素进行子基层厚度计算。

子基层厚度设计一般遵循等价厚度原则，根据子基层材料性能和路面结构设计要求进行。

总之，路面结构设计及计算是一个综合考虑多种因素的过程，需要根据实际情况和规范要求进行合理选择和计算。

每个步骤都要有科学依据和合理设计，以确保路面结构的安全性和可靠性。

公路路面结构设计计算示例、刚性路面设计1 )轴载分析路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。

①轴载换算：双轴一双轮组时，按式i1.07 10 5 p°型；三轴一双轮组时，按式轴载换算结果如表所示N siN iP i 16100式中：N s——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数；R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型i 级轴载的总重KN ；N i—各类轴型i 级轴载的作用次数;n—轴型和轴载级位数；i —轴一轮型系数，单轴一双轮组时,=1 ；单轴一单轮时，按式3 2.22 10 R0.43计算;g r44量在100 10 ~ 2000 10中，故属重型交通。

2） 初拟路面结构横断面由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低~中。

根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表446初拟普通混凝土面层厚度为24cm ，基层采用水泥碎石，厚20cm ;底基层采用石灰土，厚20cm 。

普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ，长5.0m 。

横缝为设传力杆的假缝。

式中： E t ――基层顶面的当量回弹模量， MP a ;E 0路床顶面的回弹模量，E x ――基层和底基层或垫层的当量回弹模量,E 1, E 2 ――基层和底基层或垫层的回弹模量, h x ――基层和底基层或垫层的当量厚度，注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。

②计算累计当量轴次根据表设计规范，一级公路的设计基准期为0.17~0.22 取 0.2，g r 0.08，则 N N s （1 gj 1 36530年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数30834.389 (1O.°8)——1365 0.2 6900125362 其交通E x h 2D xh ； E z h ；h x12 31500 0.2 124.700(MN(12D(WE t126.220.202 1500 0.202 5502 2 1025MP a0.202 0.202m 0)2( 14 3550 0.2(0.212m)112 4.7、亍 )3(10250.380m 1.51(牙) 匕00.45亠1 E 2h 20.2) 46.22 12 (1500 0.2550 0.21.51 (^) 0.4535E x 、0.551 1.44( )1 EE 1ah ；E °( -)3 4.165 0.3860.78635 E 1.44 (些)0.55 350.7861)14.1651025 丄( )3 212276MP a35s tc 3） 确定基层顶面当量回弹模量E s , E按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下:h 12E 1 h |E 2D x ――基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度, h i ,h 2 ――基层和底基层或垫层的厚度，a b ――与E xE 有关的回归系数普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B.1.3-2 ）计算为：r 0.537h （E c 巳）30.537 0.24（31°°° 212 276户4）计算荷载疲劳应力按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：ps°.077r °.6h 2 0.077 0.679°'6 0.24 21.06°MP a因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数 K r0.87。

课程名称：学生姓名：学生学号：专业班级：指导教师：年月日路面结构设计计算1 试验数据处理路基干湿状态和回弹模量路基干湿状态路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度~。

查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=~，H2=~，H3=~，本路段路基处于过湿~中湿状态。

土基回弹模量1) 承载板试验表承载板试验数据承载板压力（MPa）回弹变形（拟合后的回弹变形20 1035 2550 4165 5780 72119 剔除169 剔除220 剔除计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。

拟合过程如图所示：路基回弹模量：2101011000(1)4nii nii pDE lπμ===-=∑∑2）贝克曼梁弯沉试验表 弯沉试验数据测点 回弹弯沉（）1 1552 1823 1704 1745 1576 2007 1478 1739 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14170根据试验数据：l =∑li =155+⋯+170=178.4315.85(0.01mm)S =s=√∑(li−l )2n−1=式中：l ——回弹弯沉的平均值（）；S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。

根据规范要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。

计算代表弯沉值：1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S -=+=+⨯=l 1=l +z a s =178.43+1.645×20.56=212.25Z a 为保证率系数，高速公路、一级公路取，二、三级公路取，四级公路取。

土基的回弹模量：220201220.70106.5(1)(10.35)0.71246.3(MPa)200.860.01p E l δμα⨯⨯=-=⨯-⨯=⨯二灰土回弹模量和强度 抗压回弹模量二灰土抗压回弹模量为：735MPa 。

路面结构设计计算路面结构设计是指在公路、高速公路、机场跑道等工程中，根据交通荷载、地基条件等因素，合理设计路面层的厚度、材料和结构形式，以保证路面的承载能力、耐久性和使用寿命，提高路面的舒适性和安全性。

路面结构设计计算涉及到多个主要因素，包括交通荷载、地基支撑能力、材料力学性质等。

首先需要确定交通荷载，包括轮压、车速、车辆类型等因素。

根据交通荷载的大小，可以通过经验公式或软件计算得出所需的路面厚度。

在计算路面厚度时，需要考虑地基的支撑能力。

通过地基的土壤力学性质测试，可以获取地基的承载力指标。

根据地基的承载力和所需的路面荷载，可以计算出所需的路面厚度。

一般情况下，路面厚度需要超过地基的支撑能力，以确保路面的稳定性和安全性。

材料力学性质也是路面结构设计的重要因素之一。

根据不同的材料，其抗拉强度、弯曲强度、抗剪强度等性质是不同的。

在路面结构设计中，需要根据材料的力学性质，计算出所需的材料厚度和强度。

另外，路面结构设计还需要考虑路面的排水性能和抗冻性能。

合理的路面排水系统可以防止积水，避免路面的冰冻和裂缝。

在计算中，需要考虑排水系统的设计和施工要求，以确保路面的排水性能和抗冻性能。

此外，路面结构设计还需要考虑路面的舒适性和噪音控制。

通过采用合适的路面结构形式和材料，可以减少车辆行驶时的噪音和振动，提高驾驶的舒适性和行车的安全性。

综上所述，路面结构设计计算是一项复杂而重要的任务，需要考虑多个因素，包括交通荷载、地基支撑能力、材料力学性质、排水性能、抗冻性能、舒适性等。

通过合理的设计计算，可以保证路面的承载能力、耐久性和使用寿命，提高路面的舒适性和安全性，为行车提供良好的交通条件。

路面构造设计及计算7.1 轴载分析路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载a.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：35.421⎪⎭⎫⎝⎛=P P N C C N i i 〔7.1〕式中：N —标准轴载当量轴次，次/日i n —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日 P —标准轴载，KNi p —被换算车辆的各级轴载，KN K —被换算车辆的类型数1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。

当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。

2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。

轴载换算结果如表所示：表7.2 轴载换算结果表注：轴载小于25KN 的轴载作用不计。

〔2〕累计当量轴数计算根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次：][γηγ13651)1(N N te⨯⨯-+=[]次）（.5484490042.040.0327.184********.0115=⨯⨯⨯-+= (7.2)验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算验算半刚性基底层底拉应力公式为81'2'1')(∑==ki i i P p n c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21'1-+=m c'2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。

计算结果如下表所示：表7.3注：轴载小于50KN的轴载作用不计。

[]γηγ'13651)1(N Nte⨯⨯-+=⋅ []次3397845%042.040.0313.13473651%)042.01(15=⨯⨯⨯-+=7.2构造组合与材料选取由上面的计算得到设计年限一个行车道上的累计标准轴次约为700万次左右，根据规推荐构造，路面构造层采用沥青混凝土〔15cm 〕、基层采用石灰粉煤灰碎石〔厚度待定〕、底基层采用石灰土〔30cm 〕。

沥青路面结构设计计算案例（案例简介）地区的一条新建道路需要进行沥青路面结构的设计计算。

该道路长1000米，设计速度为50公里/小时，设计总重为1万标准车辆，道路设计年限为20年。

现需要根据给定条件进行路面结构设计计算。

（路面结构设计计算步骤）1.设计交通量和轴重根据道路设计年限、设计速度和设计总重，可以计算出设计交通量和轴重。

道路设计年限为20年，设计总重为1万标准车辆，即每年要过1万标准车辆。

假设每天通行时间为8小时，每小时通行率为设计交通量/8、设计速度为50公里/小时，即设计交通量=设计速度×设计交通量/8=50×1万/8=6250（辆/小时）。

2.设计轴重参数3.计算配筋系数根据设计速度和设计交通量，可以计算出设计配筋系数。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，设计交通量为6250（辆/小时），设计速度为50公里/小时时的设计配筋系数为0.45、所以设计交通量为6250辆/小时时，设计配筋系数为0.454.计算设计厚度根据设计交通量、设计速度和设计配筋系数，可以计算出设计厚度。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，设计厚度d（cm）=2.07×ln(qv)+0.61×ln(V)-3.15，其中qv为设计交通量（辆/小时/米），V为设计速度（km/h）。

所以设计厚度d=2.07×ln(6250)+0.61×ln(50)-3.15=3.48（cm）。

5.计算沥青混合料配合比根据设计厚度，可以计算沥青混合料中沥青的用量。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，沥青混合料中沥青用量为每m2路面面积的0.055t。

假设道路宽度为6m（含路肩）。

6.结构层分配厚度根据设计厚度，可以计算出沥青面层、底面层和基层的分配厚度。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，沥青面层分配厚度为总设计厚度的40%；底面层分配厚度为总设计厚度的25%；基层分配厚度为总设计厚度的35%。

道路结构设计计算书1、累计当量轴数计算根据《城市道路设计规范》（CJJ 37-90），路面结构达到临界状态的设计年限：沥青混凝土路面的设计年限为15年；交通等级为重，设计初期设计车道的日标准轴载的轴数500n/d≤N li≤1500n/d，取N li=1400n/d；γ=15%。

设计年限内设计车道上标准轴载累计数：N=365N li[（1+γ）t-1]/γ=15.0]1 15.01[140036515-+⨯⨯）（=24313590次2、结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为2400 万次左右，根据规范推荐结构并考虑道路实际使用情况，路面结构层采用沥青混凝土（18cm）、基层采用二灰结石（30cm）、底基层采用二灰土（厚度待定）。

规范规定城市次干道的面层由二至三层组成，查规范，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式沥青混凝土（厚4cm），中间层采用中粒式沥青混凝土（厚6cm），下面层采用粗粒式沥青混凝土（厚7cm）。

3、各层材料的抗压模量与劈裂强度查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度4cm A 沥青玛蹄脂碎石混合料1600 6cm B 中粒式沥青混凝土AC-20 1200 7cm C 粗粒式沥青混凝土AC-251000 30cm D 二灰结石 1500 ？ E 二灰土 750土基304、土基回弹模量的确定该路段处于Ⅳ1区，为粘质土，路基处理后稠度为1.00，查相关表的土基回弹模量为30.0Mpa 。

5、设计指标的确定对于城市次干路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验算。

a)设计弯沉值对于城市次干路，公路等级系数A c =1.1; 面层是沥青混凝土，面层类型系数A s =1.0; 对半刚性基层，基层类型系数A b =1.0。

路面设计弯沉值为：L d =600N e -0.2A c ·A s ·A b =600×24000000-0.2×1.1×1.0×1.0=22.1（0.01mm ）b)各层材料的容许层底拉应力σR =sSK ①细粒式沥青混凝土AC-13K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×240000000.22/1.1=3.44σR =sSK σ=1.7/3.44=0.494Mpa ②中粒式沥青混凝土AC-20K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×240000000.22/1.1=3.44 σR =sSK σ=1.0/3.44=0.29Mpa ③粗粒式沥青混凝土AC-25K s =0.09·N e 0.22/A c =0.09×24000000.22/1.1=3.44 σR =sSK σ=0.8/3.44=0.23Mpa ④二灰结石K s =0.35N e 0.11/A c =0.35×240000000.11/1.1=2.06 σR =sSK σ=0.65/2.06=0.32Mpa ⑤二灰土K s =0.45N e 0.11/A c =0.45×240000000.11/1.1=2.65 σR =sSK σ=0.25/2.65=0.09Mpa 6 设计资料总结设计弯沉值为22.1（0.01mm ），相关资料汇总如下表：材料名称 结构层厚度（cm ）20℃抗压模量（Mpa ）容许层底拉应力（Mpa ）细粒式沥青混凝土AC-13 4 1600 0.494 中粒式沥青混凝土AC-20 6 1200 0.29 粗粒式沥青混凝土AC-257 1000 0.23 二灰结石 30 1500 0.32 二灰土？7500.097、确定二灰土层厚度（换算成三层体系）h 1=4cm E 1=1400Mpa → h 1=4cm E 1=1600Mpa h 1=6cm E 2=1200Mpa h 1=7cm E 3=1000Mpah 1=30cm E 4=1500Mpa H=? E 2=1200Mpa h 1=? E 5=750MpaE 0=30Mpa E 0=30Mpa 路表容许回弹弯沉值L R =[l ]=1.1αr αs / N 0.2=1.1×1.2×1.0/240000000.2=0.044cm 路表回弹弯沉综合修正系数F =A F 38.002⎥⎦⎤⎢⎣⎡δP E L R =φ1=1.47（[l ] E n /（2p tr ））0.38=1.47×38.065.107.0230044.0⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=0.585αL =FP E L d δ21=αn 1n 2=585.065.107.021400022.0⨯⨯⨯⨯=3.531h=h 1=4cm E 1=1400Mpa H=H 2+4.2213E E h kn k k ∑-= E 2=1200Mpa⎩⎨⎧====86.01400/1200/38.065.10/4/12E E h δ ∴查表得α=6.3 ⎩⎨⎧====025.01200/30/38.065.10/4/2E E h n δ ∴查表得K 1=1.52 ∴K 2=1K L αα=52.13.6531.3⨯=0.369∴查表得：δH=5.6∴H=6.5δ=6.5×10.65=59.64cm根据H=H 2+4.2213E E h kn k k ∑-= 69.22=6+7×4.212001000+30×4.212001500+ h 14.21200750∴h 1=17.307cm 取h 1=18cm 8 弯拉应力验算A 点 细粒式沥青混凝土层底h 1=4cm E 1=1400Mpa → h=4cm E 1=1400Mpa h 1=6cm E 2=1200Mpa h 1=8cm E 3=1000Mpah 1=30cm E 4=1500Mpa H=? E 2=1200Mpa h 1=18cm E 5=750MpaE 0=30Mpa E 0=30Mpa H=9.0112+-=∑i k n k k E E h =6+8×9.012001000+30×9.012001500+18×9.01200750=60.835cmh/δ=4/10.65=0.38 E 2/E 1=0.86 E 0/E 2=0.025查图得σa = -0.188MPa 为压应力，不需验算。