第四节新建路面结构层的计算.docx

第四节 新建路面结构层的计算
第９．４．１条 土基回弹模量应在不利季节用标准承载板实测确定。受条件限制时，可在土质与水文情况相似的邻近路段上测定，亦可现场取土样在室内测定。
第９．４．２条 路面结构材料的抗压回弹模量Ｅ、弯拉强度ｆｍ、弯拉模量Ｅｍ、粘结力ｃ和内摩阻角φ均应通过试验确定。
第９．４．３条 计算路面结构受荷载产生的回弹弯沉值与弯拉、剪切应力应采用以下公式及诺模图计算。
一、路表回弹弯沉值的计算
计算点Ａ取在双轮间隙中心，距荷载面中心垂直轴线与上层表面交点１．５ｒ处，见图９．４．３-１。

ｌｓ＝２ｐｔｒαｎ１ｎ２φ１/Ｅ１ （９．４．３-１）
式中ｌｓ——三层体系表面计算点Ａ处的弯沉值（ｃｍ）；
ｐｔ——标准轴载的轮胎压强（ＭＰａ），ｐｔ＝０．７ＭＰａ；
ｒ——标准轴载的单轮轮迹当量圆半径（ｃｍ），ｒ＝１０．６５ｃｍ；
Ｅ１——三层体系上层材料的回弹模量（ＭＰａ）；
α、ｎ１、ｎ２——系数，由图９．４．３-３查得；
φ１——路表回弹弯沉综合修正系数，用式（９．４．３-２）计算。
φ１=1.47（[l]Ｅn/（2ｐｔｒ））0.38 （９．４．３-２）
[l]——路表容许回弹弯沉值（cm）；
Ｅn——土基回弹模量（MPa）。
二、上层和中层底面弯拉应力的计算
１．上层底面弯拉应力
计算点Ｂ取在双圆荷载的任一荷载面中心垂直轴线与上层底面相交处，见图９．４．３-１。
（１）路面面层为三层体系的上层时，用下式计算。
σａ＝ｐｔβａδ１δ２ （９．４．３-３）
式中βａ、δ１、δ２——系数，由图９．４．３-４查得。
（２）路面基层换算为三层体系的上层时，用下式计算。
σｒ＝ｐｔβｒη１η２ （９．４．３-４）
式中βｒ、η１、η２——系数，由图９．４．３-５查得。
２．中层底面弯拉应力
计算点Ｃ取在双轮间隙中心垂直轴线与中层底面相交处，见图９．４．３-１。
σｒ＝ｐｔβｒΨ１Ψ２ （９．４．３-５）
式中βｒ、Ψ１、Ψ２——系数，由图９．４．３-６查得。
三、上层破裂面上剪应力的计算
计算点Ｄ取在行车前进方向的车轮中心后０．９ｒ处，见图９．４．３-２。
τａ（ｆ）＝ｐｔλτ（ｆ）ｃｏｓφ （９．４．３-６）
式中τａ（ｆ）——水平力系数为ｆ时，上层破裂面上的实际剪应力（ＭＰａ）；
λτ（ｆ）——水平力系数为ｆ时的计算点最大剪应力系数，按式（９．２．５-８）计算。

第９．４．４条 多层体系路面结构可用计算机计算。用诺谟图时，应先用当量厚度法，按下列公式把多层体系换算为三层体系，再确定层间接触条件，然后进行计算。
一、计算路表弯沉值和路面剪应力时，ｈ１、Ｅ１、Ｅ２、Ｅｎ不变，把第二层及其以下各层按式（９．４．４-１）换算成模量为Ｅ２，当量层厚度为Ｈ而构成三层体系，见图９．４．４-１。

二、计算第ｎ-１层以外的任一结构层底面弯拉应力时，保持计算层Ｘ层和相邻下层Ｘ＋１层的模量ＥＸ、ＥＸ＋１与Ｅｎ不变，用式（９．４．４-２）把计算层Ｘ层以上各层换算为模量值为ＥＸ的上层，当量层厚度为ｈ；把计算层以下各层用式（９．４．４-３）换算成模量为ＥＸ＋１的中层，当量层厚度为Ｈ，见图９．４．４-２。

三、计算第ｎ-１层底面弯拉应力时，保持Ｅｎ、Ｅｎ-１、Ｅｎ-２及ｈｎ-１不变，用式（９．４．４-４）把ｎ-２层与以上各层换算成模量为Ｅｎ-２的当量层，厚度为ｈ，ｎ-１层的厚度ｈｎ-１＝Ｈ，见图９．４．４-３。

四、取用何种模量值与层间接触条件的规定如下：
１．计算弯沉与剪切时，各层材料应采用抗压回弹模量，并采用连续体系。
２．计算弯拉应力时，计算层与计算层以上的整体型各层材料应采用弯拉回弹模量，非整体型各层材料采用抗压回弹模量；计算层以下各层材料均用抗压回弹模量；并分别采用以下规定的层间接触条件：计算沥青面层底面弯拉应力时，用上、中层间滑动，中、下层间连续体系；计算整体型基层底面弯拉应力时，不论换算后它是处于新的上层还是新的中层，均用三层连续体系。
第９．４．５条 对半刚性基层，设计时采用设计年限内设计车道上标准轴载累计数及材料设计龄期的参数计算；验算时采用竣工后第一年末设计车道上的标准轴载累计数及材料验算龄期的参数计算。
半刚性基层材料的设计龄期及验算龄期见表９．４．５。