轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量
1 三菱FR415 30 51 1 双轮组 400
2 五十铃NPR595 23.5 44 1 双轮组 320
3 江淮HF140A 18.9 41.8 1 双轮组 450
4 江淮HF150 45.1 101.5 1 双轮组 460
5 东风KM340 24.6 67.8 1 双轮组 560
6 东风SP9135B 20.1 72.6 2 双轮组 >3 368
7 五十铃EXR181 60 100 3 双轮组 >3 530
设计年限 15 车道系数 0.4
序号 分段时间(年) 交通量年增长率
1 5 4 ％
2 10 5 ％
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :
路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2897
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 8825692
当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :
路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2373
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 7229330
公路等级 高速公路
公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 : 24.5 (0.01mm)
层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 中粒式沥青混凝土 1.2 .4
2 中粒式沥青混凝土 1 .33
3 粗粒式沥青混凝土 .8 .24
4 水泥稳定石屑 .6 .23
5 水泥稳定石屑 .25 .1
新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 : 高速公路
新建路面的层数 : 5
标 准 轴 载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 24.5 (0.01mm)
路面设计层层位 : 4
设计层最小厚度 : 15 (cm)
层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 中粒式沥青混凝土(SMA 16) 4 1400 2000 .4
2 中粒式沥青混凝土(AC20) 6 1200 1600 .33
3 粗粒式沥青混凝土(AC25) 8 900 1200 .24
4 6%水泥稳定石屑 ? 1500 1500 .23
5 4%水泥稳定石屑 20 550 550 .1
6 土基 36
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 24.5 (0.01mm)
H( 4 )= 25 cm LS= 25.6 (0.01mm)
H( 4 )= 30 cm LS= 22.9 (0.01mm)
H( 4 )= 27 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 27 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 27 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 27 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 27 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 27 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 27 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 27 cm(同时考虑弯沉和拉应力)
通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:
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中粒式沥青混凝土(SMA 16) 4 cm
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中粒式沥青混凝土(AC20) 6 cm
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粗粒式沥青混凝土(AC25) 8 cm
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6%水泥稳定石屑 27 cm
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4%水泥稳定石屑 20 cm
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土基
竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公 路 等 级 : 高速公路
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(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 中粒式沥青混凝土(SMA 16) 4 1400 2000 计算应力 2 中粒式沥青混凝土(AC20) 6 1200 1600 计算应力 3 粗粒式沥青混凝土(AC25) 8 900 1200 计算应力 4 6%水泥稳定石屑 27 1500 1500 计算应力
5 4%水泥稳定石屑 20 550 550 计算应力
6 土基 36
计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :
第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.4 (0.01mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 27 (0.01mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 31.2 (0.01mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 37.3 (0.01mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 143.9 (0.01mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 322.9 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)
LS= 258.8 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :
第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-.212 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-.046 (MPa)
第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-.032 (MPa)
第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .121 (MPa)
第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= .07 (MPa)