轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算.doc

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 黄河JN163 58.6 114 1 双轮组 1000
2 长征XD250 37.8 72.6 2 双轮组 <3 600
3 太脱拉138 51.4 80 2 双轮组 <3 220
4 东风EQ155 26.5 56.7 2 双轮组 <3 200
5 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组 180
6 解放SP9200 31.3 78 3 双轮组 >3 150

设计年限 15 车道系数 .5 交通量平均年增长率 12 ％

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 : 3256
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2.215235E+07

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 : 3454
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 2.349945E+07

公路等级 一级公路

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 : 20.4 (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 .27
2 粗粒式沥青混凝土 .8 .2
3 细粒式沥青碎石
4 石灰土 .25 .09

新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 : 一级公路
新建路面的层数 : 4
标 准 轴 载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 20.4 (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 细粒式沥青混凝土 4 1400 2000 .8
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 .7
3 细粒式沥青碎石 4 900 1200
4 石灰土 25 550 550 .25
5 土基 36

按设计弯沉值计算设计层厚度 :

LD= 20.4 (0.01mm)
H( 4 )= 85 cm LS= 21.2 (0.01mm)
H( 4 )= 90 cm LS= 20.3 (0.01mm)

H( 4 )= 89.4 cm(仅考虑弯沉)

按容许拉应力验算设计层厚度 :

H( 4 )= 89.4 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)

H( 4 )= 89.4 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)

H( 4 )= 89.4 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)

路面设计层厚度 :
H( 4 )= 89.4 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 89.4 cm(同时考虑弯沉和拉应力)
验算路面防冻厚度 :

路面最小防冻厚度 50 cm

验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .

通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,
最后得到路面结构设计结果如下:

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细粒式沥青混凝土 4 cm
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中粒式沥青混凝土 4 cm
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细粒式沥青碎石 4 cm
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石灰土 25 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 : 一级公路
新建路面的层数 : 4
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 4 1400 2000 计算应力
2 粗粒式沥青混凝土 5 1200 1600 计算应力
3 细粒式沥青碎石 4 900 1200 计算应力
4 石灰土 15 550 550 计算应力
5 土基 38.5

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= 78.4 (0.01mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 98.6 (0.01mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 136.9 (0.01mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 186.9 (0.01mm)

土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 303.2 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)
LS= 242 (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 )=-.405 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )= .071 (MPa)
第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )= .254 (MPa)
第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .301 (MPa)