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1、公路路面结构设计计算示例专业资料可编辑、刚性路面设计车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量小客车1800解放CA10B19.4060.851双一300黄河JN15049.00101.601双一540交通SH36160.002X110.002双130.0120太脱拉13851.402X80.002双132.0150吉尔13025.7559.501双一240尼桑CK10G39.2576.001双一180交通组成表1)轴载分析路面设计双轮组单轴载100KN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轴载换算：nNs八Ni11100J式中：Ns100KN的单轴一双轮组标准轴载的作用
2、次数；Pi一单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型i级轴载的总重KN;Ni各类轴型i级轴载的作用次数；一轴型和轴载级位数；6ji一轴一轮型系数3D乩43,单轴一双轮组时，i=1；单轴一单轮时，按式i2.2210P计一一-5_-0.22一一一-8_-0.22算；双轴一双轮组时，按式i=1.070P；三轴双轮组时，按式由2?40P计算。车型Pi储Ni2/Pi16白iNi(-p)解放CA10B后轴60.8513000.106黄河JN150前轴49.002.22父103M49人435402.484后轴101.61540696.134轴载换算结果如表所示交通SH361前轴60.002.
3、22父103M603312012.923后轴2M110.001.0710-220-22120118.031太脱拉138前轴51.402.22m103M51.40431501.453后轴2M80.001.07x10，父160工221500.969吉尔130后轴59.5012400.059尼桑CK10G后轴76.00118002.230nN=Ei=16iNi()16P834.389注：轴载小于40KN的轴载作用不计。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0.170.22取0.2,gr=0.08,则Ns（1gr）t-1365834.389（
4、10.08）30-1Neg刈=（）3650.2=690012562其交通gr0.084.4量在100M102000M10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Es,Etc查表的土基回弹模量E0=35.0MPa,水泥碎石E1=1500MPa,石灰土E2=550MPa设计弯拉强度：fcm=5.0M
5、pa,Ec=3104MPaDx几乍1h2E2h12h2220.202 1500 0.202 5500.2020.202= 1025MPa_ Eh3 空.(% 力( 1. 1 )4 12124E1h1 E2h231500 0.2123.550 0.2122(0.2 0.2) (11/41500 0.2 550 0.2结构层如下：水泥混凝土24cmE二士一工怖一水泥碎石20cmE二一-MK石灰土20cmE=553vPq按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下=4.700(MN-m)hx -(DxE1-1、3,124.7X3八-一-)=()=0.380ma = 6.22 m |11.51巨)4
6、1E0_10256.221-1.51(1025)取5=4.165一35；b=11.44(且)”.55=1-1.44(1125)-0.55=0.786Eo35E 1Et =ahbE0()3 =4.165 0.386786 35 ( Eo102535i)3 = 212276MPa式中：Et 基层顶面的当量回弹模量MPa.E0路床顶面的回弹模量Ex基层和底基层或垫层的当量回弹模量E1, E2 基层和底基层或垫层的回弹模量hx基层和底基层或垫层的当量厚度Dx 基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度hi,h2a -b基层和底基层或垫层的厚度与E4有关的回归系数 Eo普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B.1.3
7、-2 ）计算为：r =0.537h(Ec E )3 =0.537 0.24 (4)计算荷载疲劳应力 仃p131000 版=0 679 m212.276)0.679 m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c err 0.62二一 dS = 0.077r h ps因纵缝为设拉杆平缝用的疲劳应力系数Kf= 0.077 0.6790.6 0.24 =1.060MPa,接缝传荷能力的应力折减系数Kr =0.87。考虑设计基准期内荷应力累计疲劳作Nev =6900121.392.057 = 2.454（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 =0.05
8、3-0.017Pf f计算。）df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Kc =1.25按式（B.1.2）,荷载疲劳应力计算为二及七九；% = 0.87 2.454 1.25 1.06 = 2.829MPapr 11c psa5）温度疲劳应力由表3.0.8, IV区最大温度梯度取 92（ C/m）。板长 5m , l= 50.679 =7.364 ,由图B.2.2可查普通混凝土板厚 h = 0.24cm, Bx =0.65。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：-tmacEchTgBx,_ 5 _1 10 31000 0.24
9、920.65 = 2.23MPa温度疲劳应力系数Kt,按式(b.2.3)计算为I,fr,/tmcu5.0c257、1.323Kt=|a()b=10.841()0.058=0.5656m!fr_2.5715.0再由式(B.2.1)计算温度疲劳应力为二tr=Kt;tm=0.5182.23=1.16MPa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rr=1.16按式（3.0.3）rr（二pr二tr）=1.16（2.8291.16）=4.63MPafr=5.0MPa.所选普通混凝土面
10、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、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（m）交通量小客车1800解放CA10B19.4060.851双一300黄河JN15049.00101.601双一540交通SH36160.002110.002双130.0120太脱拉13851.40280.002双132.0150吉尔13025.7559.501双一240尼桑CK10G39.2576.001双一1801）轴载分析路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载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）.轴载换算轴载换算采用如下
11、的计算公式：N=C1C2NeiP式中：N一标准轴载当量轴次，次/日一被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P一标准轴载，KNpi一被换算车辆的各级轴载，KNK一被换算车辆的类型数c1一轴载系数，c1二1.m1）,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。c2：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Pic1c2Hi/Pi、4.35c1c2ni(-P)解放CA10B后轴60.851130034.566黄河JN150前轴49.0016.4540155.212后轴101.6011540578.604交通SH361
12、前轴60.0016.412083.238后轴110.002.21120399.634太脱拉138前轴51.4016.415053.084后轴80.002.21150125.013吉尔130前轴25.7516.42404.200后轴59.501124025.082尼桑CK10G前轴39.2516.418019.709后轴76.001118054.552产、4.33N=C1C2Ni1IVPJ1532.894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0.40.5取0.45,=8%,累计当量轴次：z(1)t-1!365NiNe二= 6836300.582次(10.08)15-113651532.8940.450.08验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次k, , p 8二、c1 c2 ni ( )i 1Pa).轴载换算N验算半刚性基底层底拉应力公式为式中：c1为轴数系数，c1=1+2(m-1)c2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Pic1c2Hi/Pi8c1c2Hi(P)解放CA10B后轴60.85113005.640黄?J
