公路路面结构设计计算示例、刚性路面设计交通组成表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：双轴一双轮组时，按式i1.07 10 5 p°型；三轴一双轮组时，按式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,i=1 ；单轴一单轮时，按式3 2.22 10 P0.43计算;8 0.222.2410R 计算Ni1NA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g r 0.08，则， :t30NN s (1 g r ) 1 365 834.389 (1 0.08)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 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，;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，1365 0.2 6900125362 其交通0.08查表的土基回弹模量 设计弯拉强度：f cm结构层如下：E 。
35.0MP a ，水泥碎石 E 1 1500MP a ，石灰土 E ? 550 MP a5.0MP a E c 3.1 104MP a水泥混凝土 24cm E = . x .g'-iF水泥碎石20cmE ：=150OMP Q石灰土 20cmE =53C MPaE x h 2D xh ；E z h ；h x12 3 1500 0.212 4.700(MN(12D (WE t126.220.2021500 0.202 550 221025MP a0.202 0.202 m 0)2( 1 4 3550 0.2 (0.212m) (10250.380m1)1 E 2h20.2) 42(1500 0.2550 0.21)11.51(牙) E 。
0.456.22 11.51 (^) 0.4535 4.165E x 、0.551 1.44( )1 EE 1ah E ( -) 4.165 0.386351.44 (些)0.55350.7861025丄( )3212276MP a 35 按式() s tc 计算基层顶面当量回弹模量如下:h 12E 1 h ；E 223) 确定基层E , ED 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 x匚 有关的回归系数/ Eo普通混凝土面层的相对刚度半径按式（）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（），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：psO.O77r 0.6h 20.077 0.6790'60.24 21.060MP a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 ；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 匕计算。
）d f根据公路等级，由表考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损失影响的综合系数 K c 1.25按式（），荷载疲劳应力计算为prK r K f K c ps 0.87 2.454 1.25 1.06 2.829MP a5）温度疲劳应力由表3.0.8，"区最大温度梯度取 92（ C/ m ）。
7.364查表3.0.1 , 一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平为低级， 目标可靠度为90%。
再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表，确定可靠度系数r r 1.16 按式（3.0.3）r r （ pr tr ） 1.16 （2.829 1.16） 4.63MP af r5.0MP a•••所选普通混凝土面层厚度（0.24cm ）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。
、柔性路面设计0.679 m板长 5m''r 50.679由图可查普通混凝土板厚 计算为：h 0.24cm, B x0.65。
按式（），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力tmac Ec hT g —— -B x21 10 5 31000 0・24 920.65 2.23MP a温度疲劳应力系数K tK ttm ca(f )，按式()计算为5.0 2.57 1 323b0.841 ( )13230.058 0.565再由式 trtm()计算温度疲劳应力为K t tm 0.518 2.23 1.16MP a1）轴载分析路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载⑴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。
a).轴载换算P 4.33轴载换算采用如下的计算公式：N C,C2N i —P 式中：N —标准轴载当量轴次，次/日山一被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P—标准轴载，KNPl—被换算车辆的各级轴载，KNK—被换算车辆的类型数C l—轴载系数，C1 1 1.2(m 1)，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。
C2:轮组系数，单轮组为，双轮组为1，四轮组为。
注：轴载小于的轴载作用不计。
b).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，四车道的车道系数是~取，=8%，累计当量轴次:N e(1 0.08)15 1 365 1532.894 0.450.08验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次a).轴载换算验算半刚性基底层底拉应力公式为I I式中：C1为轴数系数，C11 2(m 1)I6836300.582次8G C2 n (卡)2为轮组系数，单轮组为，双轮组为计算结果如表所示: 1,四轮组为。
注：轴载小于50KN 的轴载作用不计。
N（1 亍 1 365 N ；15（1°.°8）1 365曲839 0.456666584次0.082）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 ）、基层采用水泥碎石（厚度待定）、底基层采用石灰土碎石（30cm ）。
规范规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成，查规范，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚 4cm ）,中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚 5cm ）,下面层采用粗粒式密级配沥 青混凝土（厚6cm ）。
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 C ）与劈裂强度4）土基回弹模量的确定该路段处于W 1区，为粘质土，稠度为，查相关表的土基回弹模量为。
5 ）设计指标的确定对于一级公路，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（一级公路）该公路为一级公路，路面等级系数 代1.0，面层是沥青混凝土路面 A s 取，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm ，基层类型系数 九1.0。
设计弯沉值为：L d 600 A c A s A b600 6836300.582 0.21.0 1.0 1.0b ）各层材料的容许层底拉应力6）设计资料总结25.77(0.01mm)spRK s细粒式密级配沥青混凝土0.22’ 0.09A a N e K S A c0.09 1.0 6836300.5820.22------------------------- 2.87 1..0SP1 4 R SP0.4878MP aK S 2.87②中粒式密级配沥青混凝土K S0.09A a N 0'22A c0 220.09 1.0 6836300.5821..02.87SP1.0RK S 2.87③粗粒式密级配沥青混凝土0.3484MP aK S0.09 代 N 0，22A c0 220.09 1.1 6836300.582 .“ 3.16 1.0R④水泥碎石K SR⑤石灰土碎石K SRSP0.8K S 3.160.110.35N eA cSP0.5R1.980.45N ；11A cSP0.352.540.2532 MP a0 110.35 6836300.582 .0.2525MP a0.45 6836300.58210.1378MP a1.982.545 6罕11200100030O .91500和200300.9细粒式沥青混凝土 4 1400中粒式沥青混凝土 5 1200粗粒式沥青混凝土 6 1000水泥碎石 30 1500石灰土碎石 30900十基一35一7）确定水泥随石层厚度（换算成三层体系） L a 11.0N e O '2A c A s11.0 6836300.582 0.21.0 1.0 L R E O 0.38 2Pn 1 h k 0.9 Ek k 2k", E i 170.133cm0.473mm 0.047 cm2 0.7 10.65L d E 10.026 1400 L2P F 2 0.7 10.65 0.638h h 1 4cmE 11400MPan 1- E K HH 2h K 2f k 3 E 2E 21200MP a410.65 0.38K 21200.1400410.650.38 3%2000.029•••查表得a6.3•••查表得K 1 1.42LaK 1込 0.4286.3 1.42 •••查表得:6.26.2 10.65 6.2 根据HH 2• h 425.418c8）弯拉应力的验算A 点细粒式密级配沥青混凝土底 h 14 cm0.380.047 351.470.6380.8666.03cm66.03 5 6h k 3n 1山5叮2500120" 0 857 14000.857为压应力，不需验算。