公路路面结构设计计算示例一、刚性路面设计交通组成表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距 交通量 （ m ）小客车1800解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 — 300 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 — 540 交通 SH361 60.00 2× 110.00 2 双 130.0 120 太脱拉 138 51.40 2× 80.00 2 双 132.0 150 吉尔 13025.75 59.50 1 双 — 240 尼桑 CK10G39.2576.001双—1801）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：n16P iN siN i100i 1式中 ：N s—— 100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；P i—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i2.22 103 P i 0.43 计算；双轴—双轮组时，按式 i 1.0710 5 P i 0. 22；三轴—双轮组时，按式i2.24 10 8 P i 0. 22计算。
轴载换算结果如表所示车型P iN iP i 16ii N i ( P )解放 CA10B 后轴60.8513000.106黄河 JN150前轴 49.00 2.22 10349 0.43540 2.484后轴101.61540696.134交通 SH361前轴60.00 2.22 103 60 0.43120 12.923后轴2 110.001.07 10 5220 0.22120118.031太脱拉 138 前轴51.40 2.22 103 51.40 0.43 150 1.453 后轴 2 80.00 1.07 10 5160 0.22 150 0.969 吉尔 130 后轴59.50 1 240 0.059 尼桑 CK10G 后轴76.00 1 1800 2.230nN i N i ( P i)16 834.389i 1 P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 取 0.2，g r 0.08 ，则N s (1 g r )t 1 365 834.389 (1 0.08) 30 169 001.23562其交通N e gr 0.08365 0.2量在 100 10 4 ~ 2000 10 4 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E s, E tc查表的土基回弹模量 E0 35.0MP a，水泥碎石 E1 1500MP a，石灰土E2 550 MP a设计弯拉强度：f cm 5.0MP a，E c 3.1 10 4 MP a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：E x h12 E1 h22 E2 0.202 1500 0.202 5501025MP a h12 h22 0.202 0.202D x E1h13 E2 h23 (h1 h2 ) 2 ( 1 1 ) 112 12 4 E1h1 E2h21500 0.23 550 0.23 (0.2 0.2) 2 ( 10.2 1 ) 112 12 4 1500 550 0.2 4.700(MN m)h x 12D x 1(12 4.7 10.380m ( ) 3 ) 3E x 1025a 6.22 1 1.51(E x ) 0.456.221025 0.454.165E 011.51()35b 1 1.44(E x) 0.551 1.44(1125 ) 0.550.786E 03511E tah x b E 0 (E x)34.165 0.3860.78635 (1025) 3 212.276MP aE 035式中： E t ——基层顶面的当量回弹模量，MP a ；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， D x ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度，h 1 ,h 2 ——基层和底基层或垫层的厚度，a b ——与E x有关的回归系数E 0普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B.1.3-2 ）计算为：0.537h(E c1(310001rE t ) 3 0.537 0.24) 3 0.679 m212.2764）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：ps0.077r 0.6 h 2 0.077 0.6790 .6 0.24 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 fN e v 6900121.3920.0572.454（ 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 0.0530.017 f l f 计算。
）d f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 K c 1.25按式（ B.1.2 ），荷载疲劳应力计算为prK r K f K cps0.87 2.454 1.25 1.06 2.829MP a5）温度疲劳应力由表 3.0.8，Ⅳ区最大温度梯度取 92(℃／ m)。
板长 5m ,l50.679 7.364 ,r由图 B.2.2 可查普通混凝土板厚h 0.24cm, B x0.65 。
按式（ B.2.2 ）,最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：tma c E c hT g B x1 10 5 310000.24 92 0.65 2.23MP a22温度疲劳应力系数 K t ，按式（ B.2.3 ）计算为K tf ra( tm)cb5.0 0.841 ( 2.57 )1..323 0.058 0.5 65tm f r2.57 5.0再由式（ B.2.1）计算温度疲劳应力为trK t tm0.518 2.23 1.16 MP a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3.0.3，确定可靠度系数 r r1.16按式（ 3.0.3）r r(prtr) 1.16 (2.829 1.16) 4.63MP a f r 5.0MP 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。
二、柔性路面设计交通组成表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距交通量（ m ）小客车1800 解放 CA10B19.40 60.85 1 双 — 300 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 — 540 交通 SH361 60.00 2110.00 2 双 130.0 120 太脱拉 138 51.40 280.00 2 双 132.0 150 吉尔 130 25.75 59.50 1 双 — 240 尼桑 CK10G39.2576.001双—1801） 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 i 4.33轴载换算采用如下的计算公式：NC 1C 2NiP式中： N —标准轴载当量轴次，次 /日n i —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P —标准轴载， KNp i—被换算车辆的各级轴载， KNK —被换算车辆的类型数c1 —轴载系数， c 11 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。
c 2：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车型p ic 1c 2n ic 1c 2n i ( p i) 4..35解放 CA10BP后轴 60.85 1 1 300 34.566 黄河 JN150前轴 49.00 1 6.4 540 155.212后轴 101.60 1 1 540 578.604 交通 SH361前轴 60.00 1 6.4 120 83.238后轴110.002.21120399.634太脱拉 138前轴 51.40 1 6.4 150 53.084后轴 80.00 2.2 1 150 125.013 吉尔 130前轴 25.75 1 6.4 240 4.200后轴 59.50 1 1 240 25.082 尼桑 CK10G前轴 39.25 1 6.4 180 19.709后轴76.001118054.5524 .331532.894N C 1C 2 N i P iP注：轴载小于 25KN 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 0.4~0.5 取 0.45， =8% ，累计当量轴次：(1 ) t1 365 N 1N e151 3651532.894 0.45（1 0.08）0.086836300 .582次验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次a).轴载换算8kc 1 'c 2 'n i ( p i)N '验算半刚性基底层底拉应力公式为 i 1P式中：c 1'为轴数系数， c 1'1 2(m 1)c 2' 为轮组系数，单轮组为 1.85，双轮组为 1，四轮组为 0.09。
计算结果如表所示：车型p ic 1'c 2'n ic 1 ''p i ) 8c 2n i (P解放 CA10B 后轴 60.85 1 1 300 5.640黄河 JN150 后轴 101.60 1 1 540 613.117 交通 SH361前轴60.001 1.85 120 3.729后轴 2× 110.00 3 1 120 771.692太脱拉 138前轴 51.40 1 1.85 150 1.360后轴 2× 80.00 3 1 150 75.498 吉尔 130 后轴 59.50 1 1 240 3.770尼桑 CK10G后轴76.001118020.035 kpi )81494.839Nc 1 ' c 2 ' n i (i1P注：轴载小于 50KN 的轴载作用不计。