路面结构计算书

路面结构及弯沉值计算书计算：复核：一、前提资料（1）设计年限：15年；（2）路面类型：沥青混凝土路面；（3）道路等级：城市Ⅱ主干道；（4）车道数：双向六车道；（5）设计轴载：标准轴载BZZ-100；（6）车道系数：0.35；（7）初始轴载：5200次/日；（8）交通量平均年增长率：6％（9）道路分类系数：1.1；（10）面层类型系数：1；（11）路面结构类型系数：1二、交通量确定及道路交通等级设计年限内累计轴载N：N=Ns*[(1+gr)^t-1]*365*η/gr带入数据得设计年限内一个车道上的累计当量轴次N=15462227次。

根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》判定，学院路属重交通等级。

三：路面结构厚度验算1、初拟新建路面结构组合见下表：先拟定各层结构材料类型及第2～6层厚度，再根据道路交通轴载及材料参数计算并验算第1层结构厚度。

2、新建路面结构验算按设计弯沉值计算设计层厚度 : Ld= 24.1 (0.01mm)H(1)= 30 mm 时 LS= 24.7 (0.01mm) H(1)= 50 mm 时 LS= 23.6 (0.01mm) H(1)= 40 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 : 第一层路面结构厚度H( 1 )= 40 mm 时第 1层底面拉应力计算满足要求；第 2 层底面拉应力计算满足要求； 第 3 层底面拉应力计算满足要求； 第 4 层底面拉应力计算满足要求； 第 5 层底面拉应力计算满足要求。

路面设计层厚度 :H( 1 )= 40 mm(仅考虑弯沉)H( 1 )= 40 mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以及对路面厚度进一步的修改，最后得到路面结构组合设计结果如下:：四、交工验收弯沉值和层底拉应力计算计算新建路面各结构层顶面交工验收弯沉值及新建路面各结构层底面最大拉应力如下表所示：五、结论综合各层弯沉值及各层地面最大弯拉应力计算结果，设计采用路面结构组合能满足要求。

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≤Nli ≤1500n/d，取Nli=1400n/d；γ=15%。

设计年限内设计车道上标准轴载累计数：N=365Nli [（1+γ）t-1]/γ=15.0]115.01[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4cm A 沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-13 16006cm B 中粒式沥青混凝土AC-20 12007cm 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 =sS K σ①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 =sS K σ=1.7/3.44=0.494Mpa②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=3.44σR =sS K σ=1.0/3.44=0.29Mpa③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=3.44σR =sS K σ=0.8/3.44=0.23Mpa④二灰结石K s =0.35N e 0.11/A c =0.35×240000000.11/1.1=2.06σR =sSK σ=0.65/2.06=0.32Mpa⑤二灰土K s =0.45N e 0.11/A c =0.45×240000000.11/1.1=2.65σR =sSK σ=0.25/2.65=0.09Mpa6 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：中粒式沥青混凝土7、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 t r ））0.38=1.47×38.065.107.0230044.0⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=0.585αL =F P E L d δ21=αn 1n 2=585.065.107.021400022.0⨯⨯⨯⨯=3.531 h=h 1=4cm E 1=1400MpaH=H 2+4.2213E Eh k n 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=18cm8 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。

路面结构计算书
道路工程路面结构计算书
交工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级: 一级公路
新建路面的层数: 5
标准轴载: BZZ-100
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 细粒式沥青玛蹄脂碎石50 1400 201 1800 344 1
2 中粒式沥青混凝土50 1200 105 1600 187 1
3 粗粒式沥青混凝土80 1000 55 1200 60 1
4 水泥稳定碎石250 1500 150 1500 150 1
5 级配碎石200 250 0 250 0 1
6 新建路基36 1
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 31.6 (0.01mm)
第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 35.7 (0.01mm)
第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 41.1 (0.01mm)
第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 52 (0.01mm)
第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 195.8 (0.01mm)
路基顶面交工验收弯沉值LS= 258.8 (0.01mm)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)
第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.17 (MPa)
第2 层底面最大拉应力σ( 2 )= .033 (MPa)
第3 层底面最大拉应力σ( 3 )= .016 (MPa)
第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .205 (MPa)。

公路等级为二级公路，路面宽为8m和12m两种；自然区划为II区，采用水泥砼路面结构，设计使用年限为20年。据 项目概述及 交通量分析其设计使用年限内标准轴载累计作用次数为9855000次。路面结构面层采用22cm普通砼，基层采用 路面结构说 18cm5%水泥稳定碎石，底基层为15cm12%石灰土。面板尺寸为长5m，宽4m，纵缝为设拉杆平缝，横缝采用假缝。 明 本结构适用于路基干燥中湿路段。 一 1 2 3 4 5 6 7 二 1 2 3 4 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 普通砼面层弯拉弹性模量Ec（MPa） = 31000 面层厚度h（m） = 0.22 基层材料回弹模量E1（MPa） = 1500 基层厚度h1（m） = 0.18 底基层材料回弹模量E2（MPa） = 500 底基层厚度h2（m） = 0.15 土基回弹模量E0（MPa） = 35 计算荷载疲劳应力输入数据 接缝传荷能力的应力折减系数kr 综合系数kc 设计基准期内标准轴载累计作用次数Ne(次） 计算荷载疲劳应力系数v
四 结论
极限状态计算 Rr*（σ pr+σ tr） = 4.93 综合疲劳应力小于面层砼弯拉标准强度值5.0，能够满足使用要求
= = = =
0.87 1.2 9855000 0.057
计算温度疲劳应力输入数据 三 1 温度梯度值Tg（°C/m） 2 板长L（m） 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 4 面层砼弯拉强度标准值fr（MPa） 5 回归系数a 6 回归系数b 7 回归系数c 四 1 一
= = = = = =
88 5 0.71 5 0.828 0.041 1.323
L/r =
7.627
计算极限状态输入数据 可靠度系数Rr = 1.13 新建公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+h12) = 1090.16 Dx = (E1*h13+E2*h23)/12+((h1+h1)2/4)*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2))-1 = 2.47 hx = (12*Dx/Ex)^(1/3) = 0.30 a = 6.22*(1-1.51*(Ex/E0）-0.45） = 4.22 b = 1-1.44*(Ex/E0）-0.45 = 0.78 基层顶面当面回弹模量Et = a*hxb*E0*(Ex/E0)1/3 = 181.44 普通砼面层的相对刚度半径r = = 荷载疲劳应力计算 荷载应力σ ps = = 0.537*h*(Ec/Et)(1/3) 0.656 0.077*r0.6*h-2 1.23