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哈亚公路尚志镇至一面坡段改扩建工程新建新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于黑龙江省，属于二级公路，起点桩号为0，终点桩号为27251.019，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1615辆/日, 交通量年增长率为 6.5%, 方向系数取55.0%, 车道系数取100.0%。
根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为9,232,831, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为639,348,204。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为5,638,387，交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取40MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.50,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为51MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为13.0℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为14.9℃。
可靠度系数为1.04。
根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为7个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。
利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。
路面结构设计及计算](https://uimg.taocdn.com/2b5ee3d94a7302768f993978.webp)
路面结构设计及计算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in —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P —标准轴载，KNip —被换算车辆的各级轴载，KNK —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范，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 pn 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：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 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700万次左右，根据规范推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（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 ）。
公路路基荷载与变形计算模型公路路基是公路工程中承受交通载荷并传递到地基的基础结构，对公路的安全和稳定性起着重要的作用。
为了确保公路路基在使用寿命内具有良好的荷载传递性能和变形性能，需要进行荷载与变形计算，以确定合理的设计参数。
本文将介绍公路路基荷载与变形计算的模型和方法。
首先，公路路基荷载计算模型是确定路基所承受的荷载大小和分布的基础。
根据设计标准和规范，公路路基荷载主要来自车辆荷载、温度荷载和土体荷载。
车辆荷载是指车辆在路面上行驶时产生的静荷载、动荷载和颠簸荷载。
温度荷载是指路面温度变化引起的热胀冷缩效应，会导致路基的变形和应力变化。
土体荷载是指路基自身的重力荷载以及来自路基表面和边坡上的附加土压力。
针对不同类型的荷载，可以采用不同的计算模型和方法进行荷载计算。
其次，公路路基变形计算模型是确定路基变形大小和变形规律的关键。
路基变形计算模型主要分为弹性模型和塑性模型两类。
弹性模型假定土体是具有线弹性特性的，可以根据弹性力学原理进行变形计算。
常用的弹性模型包括一维弹性模型、二维弹性模型和三维弹性模型。
一维弹性模型适用于均质土体的变形计算，在考虑轴对称情况下，可以简化为杆件模型。
二维和三维弹性模型适用于非均质土体或考虑横向分布不均匀性的情况下的变形计算。
塑性模型假定土体具有一定的塑性变形能力，可以考虑土体的塑性流动和固结沉降特性。
常用的塑性模型包括弹塑性模型和塑性流模型。
弹塑性模型可以综合考虑土体的弹性和塑性特性，适用于较复杂的土体和边坡变形计算。
塑性流模型主要用于软土地区的路基变形计算，可以考虑土体的流动性质和剪胀特性。
根据实际情况和设计要求，选择合适的变形计算模型进行路基变形计算。
在进行公路路基荷载与变形计算时，需要收集和分析大量的工程地质、交通量、温度以及土壤力学参数等相关数据，并进行对应的计算模型选择。
对于荷载计算，可以根据不同地区和设计标准选择适用的计算方法和荷载系数，计算车辆荷载、温度荷载和土体荷载。
路面结构计算书一. 主干道采用沥青混凝土路面，设计荷载为30T 集装箱车，按城市道路设计，沥青路面的设计年限为15年。
设行车道在使用初期的标准轴载为P=100KN ，采用荷载次数为1500=S N 次/日（查表），道路的交通量增长率为7.8%。
开发区属于6V I 区，根据地形图可知此区为粘性土，稠度大约在0.90~1.00之间，故取土基回弹模量a E MP =350，根据规定，车道系数取35.0=η，因此可得： 1．确定e N次61510122742.535.0365078.0]1)078.01[(1500365]1)1[(⨯=⨯⨯-+⨯=-+=ηr r N N t s e 2．确定容许弯沉值R l查表得：0.1=r α 0.1=s α 根据公式s r eR N l αα2.01.1=得： mm l R 05.05122742.10.11.12.0=⨯⨯=3．计算综合修正系数根据规定，双轮单轴轴载100KN ，47.1=F α，在进行路面结构计算时，取实际弯沉值等于容许弯沉，既R s l l =，则有： 根据公式38.00)2(δαP l E F s F =得： 569.0)65.107.0235005.0(47.1)2(38.038.00=⨯⨯⨯⨯==δαP l E F s F4．初步拟定路面结构根据《沥青路面设计规范》初步拟定路面结构如下：５．计算拟定路面的弯沉值将路面结构换算成三层结构体系：保持第一层不变，将2、3、4层换算成中层，如下图：cm E E h h H i i i 98.3313005502064.24.22432=+=+=∑= 根据规范规定，车轮荷载为规定的标准荷载，双轮单轴轴载为100KN ，轮载为25KN ，轮胎的压强为0.7MPa ，单轮轮迹当量圆半径δ为10.65cm ，则有：94.065.10101==δh 87.01500130012==E E 查诺谟图得：α=5.41 94.065.10101==δh 027.013003520==E E 查诺谟图得：63.11=K 19.365.1098.33==δH027.013003520==E E 87.01500130012==E E 查诺谟图得 ；75.01=K则：cm E l 0657.075.063.141.5150056.107.022211=⨯⨯⨯⨯⨯=K K P =αδ cm lF l s 0374.0569.00657.0=⨯==校核弯沉值： 因为R s l l <所以拟定路面结构满足弯沉要求，整体抵抗变形能力符合要求。
第13章路面结构荷载与材料路面结构承受着车辆行驶时的荷载，这些荷载来自于车辆自身的重量以及行驶过程中产生的各种力，如加速度、制动力、转向力等。
因此，合理选择路面结构的材料以及设计合理的路面结构非常重要，可以确保路面的稳定性、耐久性和安全性。
首先，路面结构所承受的主要荷载是车辆自身的静载荷和动载荷。
静载荷是指车辆自身的重量以及停留在路面上的荷载，如停放的货车等。
动载荷是指车辆行驶过程中产生的荷载，如车辆的惯性力、加速度力、转向力、制动力等。
这些荷载会对路面产生压力和弯曲力，因此路面结构需要具备足够的强度和刚度来承受这些荷载。
其次，路面结构的材料选择也非常重要。
常见的路面结构材料包括沥青、混凝土、砂石等。
沥青路面具有较好的柔性和弹性，可以有效承受车辆的荷载，并且具有较好的防水性能。
混凝土路面具有较好的强度和刚度，适用于承受较大的荷载，但对于动态荷载的适应能力相对较差。
砂石路面主要用于农村道路和低交通量的道路，相对于沥青和混凝土路面来说，强度较低，但造价较低，适用于一些特殊场合。
此外，在路面结构的设计中，需要考虑路面的厚度、结构层的设置以及路基的稳定性。
通常情况下，厚度较大的路面结构可以承受更大的荷载，但同时也会增加材料的使用量和施工成本。
因此，在设计中需要综合考虑各种因素，选择合理的路面厚度。
同时，路面结构可以采用多层结构，不同层次的结构材料可以分别承受不同的荷载。
最底层的路基需要具备较好的稳定性，以保证整个路面结构的稳定性和耐久性。
总结起来，路面结构的荷载与材料是相互关联的，荷载的大小和性质需要根据车辆行驶特点来确定，材料的选择需要根据荷载的大小和路面的使用情况来确定。
因此，在路面结构的设计中，需要进行综合考虑，力求实现最佳的经济效益和使用效果。
只有合理选择路面结构的材料和设计合理的结构层次，才能确保路面具有良好的稳定性、耐久性和安全性。
