路面结构设计计算书(有计算过程的)

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式中 ： N s ——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、双轴—双轮组或三轴—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—轮型系数，单轴—双轮组时， i =1；单轴—单轮时，按式i 2.22103 Pi 0.43 计算；
双轴—双轮组时，按式i 1.07105 Pi 0.22 ；三轴—双轮组时，按式i 2.24108 Pi 0.22 计算。
轴载换算结果如表所示
车型
Pi
i
Ni
解放 CA10B 后轴
60.85
1
300
黄河 JN150 前轴
49.00
2.22103 490.43
540
后轴
101.6
1
540
交通 SH361 前轴
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：
Ex
h12 E1 h22 E2 h12 h22
0.202 1500 0.202 550 0.202 0.202
1025MPa
Dx
E1h13 12
E2 h23 12
(h1
h2 )2 4
交通组成表 后轴数 后轴轮组数 后轴距（m） 交通量
1800
1
双
—
300
1
双
—
540
2
双
130.0
120
2
双
132.0
150
1
双
—
240
1
双
—
180
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：
N s
i
n 1
i
N
i
Pi 100
根据公路等级，由表 B.1.2 考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损失影响的综合系数 Kc 1.25
按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为
pr K r K f Kc ps 0.87 2.454 1.25 1.06 2.829 MPa
5）温度疲劳应力 由表 3.0.8，Ⅳ区最大温度梯度取 92(℃／m)。
6.22
1
1.51
(1025) 0.45 35
4.165
整理文档
.
b 1 1.44( Ex )0.55 1 1.44 (1125 )0.55 0.786
E0
35
Et
ahxb
E0
(
Ex E0
)
1 3
4.165
0.3860.786
35
(1025)
1 3
35
212.276MPa
式中： Et ——基层顶面的当量回弹模量， MPa ； E0 ——路床顶面的回弹模量， Ex ——基层和底基层或垫层的当量回弹模量， E1, E2 ——基层和底基层或垫层的回弹模量， hx ——基层和底基层或垫层的当量厚度， Dx ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度， h1, h2 ——基层和底基层或垫层的厚度， a b ——与 Ex E0 有关的回归系数
60.00
2.22103 600.43
120
后轴
2 110.00 1.07 105 2200.22
120
i
N
i
(
Pi P
)16
0.106
2.484
696.134
12.923
118.031
整理文档
太脱拉 138 吉尔 130
前轴 后轴 后轴
.
51.40
2.22103 51.400.43
150
2 80.00 1.07 105 1600.22
普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B.1.3-2）计算为：
1
1
r 0.537 h(Ec Et ) 3 0.537 0.24 (31000 212 .276 ) 3 0.679 m
4）计算荷载疲劳应力 p
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 0.077r 0.6h2 0.077 0.6790.6 0.242 1.060MPa
.
公路路面结构设计计算示例
一、刚性路面设计
车型
前轴重
小客车
解放 CA10B 19.40
黄河 JN150 49.00
交通 SH361 60.00
太脱拉 138 51.40
吉尔 130
25.75
尼桑 CK10G 39.25
后轴重
60.85 101.60 2×110.00 2×80.00 59.50 76.00
板长 5m ,
l r
50.679 7.364
150
59.50
1
240
1.453 0.969 0.059
尼桑 CK10G 后轴
76.00
1
N
n
i 1
i
N
i
(
Pi P
)16
1800
2.230
834ห้องสมุดไป่ตู้389
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 是 0.17~0.22
(1 E1h1
1 )1 E2 h2
1500 0.23 550 0.23 (0.2 0.2)2
(
1
1 )1
12
12
4
1500 0.2 550 0.2
4.700(MN m)
hx
(12Dx
)
1 3
Ex
(12
4.7
)
1 3
1025
0.380m
a
6.22
1 1.51(
Ex E0
) 0.45
取 0.2， gr 0.08 ，则
Ne
Ns
(1
gr )t gr
1
365
834.389
(1 0.08)30 0.08
1
365 0.2
6900125.362
其
交
通
量在100104 ~ 2000104 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 Es , Etc 查表的土基回弹模量 E0 35.0MPa ，水泥碎石 E1 1500 MPa ，石灰土 E2 550 MPa 设计弯拉强度： fcm 5.0MPa ， Ec 3.110 4 MPa
因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数 K r 0.87 。考虑设计基准期内荷应力累计疲劳作
用的疲劳应力系数 K f
N
v e
6900121.3920.057
2.454
（v—与混合料性质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土，
v 0.053 0.017 f
lf df
计算。）