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沥青路面设计计算

(包括车辆的前、后轴),均应按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数 N 。

kN \ C 1C 2n ii 彳《规范》3.1.2-1沥青混凝土路面计算书「、交通量的计算根据任务要求,其中与路面损坏有关的各类车俩交通量如下表1、计算累计当量轴次累计当量轴次表 表2-1当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时,凡轴载大于 25KN 的各级轴载式中:N e[(1《规范》JTG D50-2006 (3.1.7)式中:t :设计年限,三级公路 t=8年; N:路面竣工后第一年的平均日当量轴次; :设计年限内交通量的平均年增长率,=0.05:车道系数,三级公路取, =0.6N-标准轴载的当量轴次(次d ); n-被换算车型的各级轴载作用次数( 次d ); P 赫准轴载(KN );R-被换算车型的各级(单根)轴载(KN );C i -被换算车型各级轴载的轴级系数,当轴间距大于 3m 时,按单独的一个 轴计算,轴数系数即为 m ;当轴间距小于3m 时,按双轴或多轴计算,轴数系数为 C=1+1.2(m-1)(《规范》JDGD50-2006(3.1.2-2)); C 2-被换算轴载的轮组系 数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轮组为0.38.当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时, 凡大于50K N 的轴载均(包括车辆的前、后 轴)应按照下式换算成标准轴载 P 的当量周次N'《规范》3.1.2-3式中:N '-以半刚性材料层的拉应力为设计指标时的标准轴载的当量轴次( 次d );C 1'-被换算车型各级轴载的轴数系数,以拉应力为设计指标时,双轴或多轴的轴 数系数按 G=1+2(m-1)(《规范》JTGD50-2006(3.1.2-4))计算; C 2'-被换算轴载的轮组系数,单轮组为 18.5,双轮组为1.0,四轮组为0.09。

其余符号含义参照式子(3.1.2-1)2、设计车道累计当量轴次 N eN e〔1 -1!365卜「 V〔 1 0.05 8 3650.052801.85 0.65 = 6.35 106次0.05h1 40.376、10.65E2E112001400= 0.86 E 0=-350.029E 2 1200查三层体系弯沉系数诺莫图8-11 得口 =6.1 匕=1.42,则 k 2-——NJ1 0.05 365412334 0.65 = 9.28 10次由《规范》JTG-D50表3.18查得,属中等交通。

、确定路基干湿类型路线经过的地区属于 VI ?区,土质为砾石类土,含有少量的粘土,根据勘测知此路段路基属于干燥类路基。

对于此类土,其路基分界稠度为1.05,因此取路基的平均稠度为 1.05。

由JTG-D50表F.0.3查得土基的回弹模量Eo=35MPa>30MPa 。

三、初步拟定路面结构层及力学计算参数细粒式 4cm 1400MPa 简化 为中粒式8cm 1200MPa细粒式 h=4cm E 1=1200水泥稳定碎石 20cm 1600MPa 中粒式 H=? E 2=1000天然砂砾 ? 200MPa 土 基E )=35MPa土基35MPa且14000.。

2910.582^:k 1F 2 0.7 10.65 6.1 1.42 0.54H又查得 4.15 H =4.15 10.65 =44.2cm代入当量厚度换算公式《路基路面工程》公式8-27 :n -AH 八0i =21.1600 20044.2 =8 20 24——:h42-4V1200 V1200 解得:h4=28.8得h4=28.8cm,即水泥稳定沙砾层厚度取30cmo初步拟定路面结构层及力学计算参数表表2-2四、验算该路面结构根据经验与内力分析,基层同面层的回弹模量比不应小于0.30,土基与基层的模量比应为0.08-0.401、按弯沉指标计算水泥稳定砂砾层厚度h3设计弯沉:I d =600肌心代A s代《规范》JTG D50-2006 (8.0.5)6N e ――设计年限内一个车道上累计轴次,取N e= 9.28 10 (次)A――公路等级系数,三级路公路取 1.2A s ――面层类型系数,取 1.0A b ――基层类型系数,该路面结构为半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时, 取A b =1.0e 6 -0.2l d =600 9.28 106 1.2 1.0 1.0 = 29.1 0.01mm综合修正系数F=1.6/、0.38 卢 、°.36(20006 丿《规范》JTG D50-20060.09 N《规范》JTG D50-2006 (8.0.6-2)0.09 (9.28 106严/1.2 二2.558(8.0.12-2)二级公路所用车辆荷载为:标准轴载P=100KNI s ――路面实际弯沉,当设计计算路面厚度时实际弯沉按设计弯沉取值,即 I s =29.1 (0.01 mm )E 0 ――路基土回弹模量, £=35 MPap ――标准轴载轮胎接地压强, p=0.7MPa 路基路面P 9 1 21 36――当量圆半径,6= — d=^ = 10.65路基路面P 92 2NJ.38 N ,0.36厂仆“丫 29.1 、, 35、054F =1.63汉 ------------- | 汉——|= 0.54€000x10.65 丿 Q7 丿2、验算细粒式沥青混凝土面层层底拉应力 (仍以上述求h 3时简化的三层体系求解)细粒式 4cm 2000MPa 简 化 为中粒式 8cm 1800MPa 细粒式 h=4cm E r = 2000MPa 水泥稳定碎石 203500MPa中粒式 H=? E 2 =1800MPa天然砂砾 30cm 200MPa 土 基E 0=35MPa土基 35MPaAC-13抗拉强度结构系数:容许拉应力:--sp K S 丄00.469M P a2.558《规范》JTG D50-2006 (8.0.6-1)h16=0.37610.65 巨巡“667E12000段二"032E21800沥青混凝土层底将受压应力(或拉应力很微小),应视为拉应力验算通过。

AC-16K S 0.09 N e0.02.A c《规JTG D50-2006 (8.0.6-2)-2.558—R K S10.391M P a2.558 《规范》JTG D50-2006 (8.0.6-1)=8 20 09350030 0 9200= 52.48cm\ 18005248=4.9310.65查《路基路面工程》诺谟图8 —13,发现拉应力系数已不能从图中查出,表明中粒式3、验算中粒式沥青混凝土面层层底拉应力将五层体系简化成上层为粗粒式沥青混凝土,中层为水泥稳定沙砾以及土基组成的三层体系。

中粒式4cm 2000MPa简粗粒式8cm 1800MPa 中粒式h= ?E1 =1800MPa化E2 =3500MPa 水泥稳定碎石20cm 3500MPa为水泥稳定碎石H=?天然砂砾30cm 200MPa 土基E0=35MPa 土基35MPaAC-20中粒式沥青混凝土抗拉强度结构系数:容许拉应力:H =20 30 0.920021.25V 3500= 0.09 (9.28 106)0.则:h l =0.7516E 2 E 13500 1800= 1.94E 。

_ 35E 2 3500-0.0121.46 10.65= 1.995查《路基路面工程》诺谟图 8 —13,发现拉应力系数已不能从图中查出,表明粗粒式 AC-25沥青混凝土层底将受压应力(或拉应力很微小)4、验算水泥稳定碎石层层底拉应力抗拉强度结构系数:,应视为拉应力验算通过。

k s. 6 0.110.359.28 106二1.703《规范》JTG D50-2006 (8.0.6-3)h 20、• " 10.65 =1.878E 2E 1200 = 0.057350035200 = 0.175容许拉应力:d sp 0 5■ 'R0.294MPak s 1.703由于水稳层下有天然砂砾, 故将水泥稳定沙砾层作为上层,天然砂砾层作为中层, 以下为下细粒式 4cm 2000MPa 简 化 为中粒式 8cm 1800MPa 水泥稳定碎石 h=? E 1=3500MPa 水泥稳定碎石20cm 3500MPa 天然砂砾 H=35cm E 2 =200MPa 天然砂砾 30cm 200MPa土 基E 0=35MPa土 基 38MPa查《路基路面工程》诺谟图8—13,发现拉应力系数已不能从图中查出,表明水泥稳定E0E2E i 1200 1400 = 0,86 查《路基路面工程》诺谟图 8—11 得二=6.1 & =1.42H 44.767…4.2036 10.65 E 035 小■=0.029E 2 1200k 2 =0.57沙砾层底将受压应力(或拉应力很微小) ,应视为拉应力验算通过。

5、弯沉验算:采用计算水泥稳定沙砾时结构层换算体系。

H=h i2.4E i .8 20 2.4 1600 30 2.4 200 .44,767v . E 2 ,1200 1200理论弯沉系数:)一冷点2=6.1 1.42 0.57 =4.937路表轮中心处的实际弯沉 l s 为:1 .61产 丸1.61 , __ _ 1 03 _ 0.58 G L,—亠 — 1 03 — 0 58 4.937 、 l s = 4398 Op E 0= 4398 汉 10.65 汉 0.7 x 35 疋--------------- 1 1已丿 <1400 丿 因为 l s =28.698(0.01mm )<l d =29.1 (0.01mm )所以弯沉验算通过。

6、防冻验算:总厚度 62cm防冻层厚度最小 1.6m1.2m+1.59m=2.79m 大于 1.6m所以防冻厚度验算通过。

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