2国内外典型路面设计方法

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1、LOGO国内外典型路面设国内外典型路面设计方法及规范比较计方法及规范比较长安大学公路学院长安大学公路学院王选仓教授王选仓教授2008年9月2024/7/2211、柔性路面设计方法、柔性路面设计方法典型柔性路典型柔性路面设计方法面设计方法理论法理论法 SHELL 法法A I 法法前苏联法前苏联法 其他设计方法其他设计方法经验法经验法AASHTO法法CBR设计法设计法 日本设计法日本设计法 英国设计法英国设计法2024/7/222 SHELL设计方法设计方法 AI设计方法设计方法 AASHTO设计方法设计方法 CBR设计方法设计方法港口道路、堆场铺面设计方港口道路、堆场铺面设计方 法法1、柔性路面

2、设计方法、柔性路面设计方法 英国英国港口及其他工业重型铺面设计方法港口及其他工业重型铺面设计方法 2024/7/2232、刚性路面设计方法刚性路面设计方法AASHTO设计方法设计方法1PCA设计方法设计方法2日本设计方法日本设计方法3 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法4英国英国港口铺面设计方法港口铺面设计方法52024/7/2241.1 SHELL设计方法设计方法v路面模型路面模型把路面当作一种多层线形弹性体系，其中各层材料用弹性模量E和泊松比表征。在基本设计方法中，路面结构假定为层间接触连续的三层体系，下层为路基，中间层为粒料或水泥稳定类基层和垫层，上层为沥青层，包括表面

3、层、结合层和下面层。 2024/7/2251.1 SHELL设计方法设计方法SHELL设路面模型设路面模型2024/7/2261.1 SHELL设计方法设计方法1.路基表面垂直路基表面垂直压应变压应变 2 .沥青层底面沥青层底面的水平拉应变的水平拉应变1.水泥稳定类基水泥稳定类基层底面拉应力层底面拉应力（或应变）（或应变） 2 .路表总变形路表总变形1.基层或底基层基层或底基层无结合料材料最无结合料材料最小模量小模量 2 .沥青层低温缩沥青层低温缩裂裂两项次要设计标准两项次要设计标准其他次要设计标准其他次要设计标准两项主要设计标准两项主要设计标准设设 计计 标标 准准2024/7/2271.1

4、 SHELL设计方法设计方法v路基表面垂直压应变路基表面垂直压应变85%95%2024/7/2281.1 SHELL设计方法设计方法沥青层底面的水平拉应变沥青层底面的水平拉应变是否在层底，取决于是否在层底，取决于C系数系数 C133mm， 出现在层底C133mm，h1200mm，位于h1下半部分（E2/E10.6） h1200mm，位于h1上半部分2024/7/2291.1 SHELL设计方法设计方法v容许设计标准值容许设计标准值1. (50保证率) 2. 沥青层容许水平拉应变 3.水泥稳定类容许拉应力 4.道路容许永久变形-车辙深度5.其它 粒料材料Emin 取决于路基模量和粒料基层厚度h2

5、2024/7/22101.1 SHELL设计方法设计方法荷载与交通荷载与交通温度与湿度温度与湿度材料特性材料特性 设计设计参数参数2024/7/22111.1 SHELL设计方法设计方法v荷载荷载v80KN 单轴重单轴重20KN 接地压力接地压力P=0.6MPa =10.5cm d=21cm 速度速度5060/h 加荷时间加荷时间 0.02sv轴载换算轴载换算 拟换算轴载拟换算轴载 2024/7/22121.1 SHELL设计方法设计方法v温度温度v建立平均温度（年加权平均气温）与沥青层温度的关系建立平均温度（年加权平均气温）与沥青层温度的关系v湿度湿度v取最不利季节参数取最不利季节参数202

6、4/7/22131.1 SHELL设计方法设计方法v 材料特性材料特性 路基路基 松散材料松散材料 取决于厚度取决于厚度h2和下面路基模量和下面路基模量E3 h2以mm计，2K242024/7/22141.1 SHELL设计方法设计方法v 材料特性材料特性 整体材料整体材料v 沥青混合料沥青混合料 劲度模量劲度模量 沥青含量，沥青劲度及混合料空隙沥青含量，沥青劲度及混合料空隙 2024/7/2215v车辙车辙v1、影响因素、影响因素沥青层厚度沥青层厚度沥青劲度中的粘滞度部分沥青劲度中的粘滞度部分交通量交通量沥青层平均压力沥青层平均压力 实验室得到实验室得到 应用到路上，加入应用到路上，加入Cm

7、（动载修正系数）（动载修正系数）1.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/22162、轴载换算、轴载换算(车辙等效，基于原等效轴次的换算车辙等效，基于原等效轴次的换算) A比例系数，随沥青混合料及沥青的劲度而变，查下图比例系数，随沥青混合料及沥青的劲度而变，查下图1.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/22171.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/2218v3、沥青劲度中的粘滞度部分沥青劲度中的粘滞度部分vw标准轴次标准轴次v沥青粘滞度，取决于沥青的温度和沥青的特性（是温差沥青粘滞度，取决于沥青的温度和沥青的特性（是温差T-T针入针入度度和针入度指数的函数），查上图。和

8、针入度指数的函数），查上图。vt车轮通过时间，取车轮通过时间，取t=0.02s1.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/2219v4、沥青层各分层的平均应力、沥青层各分层的平均应力 v 轮胎压力轮胎压力v 第第i层上、下面垂直位移差层上、下面垂直位移差v 第第i层模量层模量1.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/2220v4、车辙的计算、车辙的计算 动态影响修正系数动态影响修正系数 因因RD发生在高温季节，以发生在高温季节，以Sm代代E H1面层厚 总变形总变形1.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/2221拟订沥青层厚拟订沥青层厚度度计算沥青层的有效温度计算沥青层的有效

9、温度 选定材料组成，求出各层模量选定材料组成，求出各层模量计算沥青层底面的水平拉应变计算沥青层底面的水平拉应变 计算路面的试验寿命和使用寿命计算路面的试验寿命和使用寿命 1.1 SHELL设计方法设计方法比较调整比较调整设计步骤设计步骤2024/7/2222v优点优点v在路面力学模型方面，虽然以弹性层状体系理论为基础，但考虑了材料的非线性和粘弹性特性，在研究过程中曾以非线性层状体系理论和粘弹性理论来进行对比分析，对理论在设计中的适用性又做了大量验证工作，在理论上较为完善。v电算程序功能较为齐全，可计算多种层间接触条件下的任意点的应力、应变和位移。又能考虑粒状材料的非线性。v在荷载图式方面，既有

10、垂直荷载又考虑了汽车在刹车、转弯时的水平力。v设计指标方面采用了六项标准，用于控制各种路面破坏现象。v设计曲线使用方便，基本不再依赖实验室试验就可进行设计。1.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/2223v缺点缺点v车辙预估模型无法说明使用改性沥青对减少新建路面车辙的效果。v轴载换算以等量的轮胎接触压力为基础，因此无法解释轴载不同，构型不同而接触压力相同的情况下，路面产生的车辙量不同的现象。v在求混合料的劲度时假定沥青劲度等于非弹性部分劲度，未考虑弹性部分。v道路永久变形计算方面原则正确，但计算公式忽视了路基和基层部分变形 。1.1 SHELL设计方法设计方法2024/7/22241.

11、2 AI设计方法设计方法AI的发展的发展1955的第一版1970年8月的第八版，全厚式沥青混凝土路面的经验经验设计法设计法，主要以AASHTO道路试验、WASHO道路试验和一些英国试验路的数据为依据 。1981年9月的第九版，提出了以弹性层理论及经验的破坏准则为基础的力学一经验设计方法力学一经验设计方法，可用于设计全厚式沥青路面和深层高强沥青路面。1983年进行了MS-1修订，提出了专门的设计程序设计程序CP-1 DAMA，并研制了能覆盖二个不同温度范围的系列设计图表，然而代表美国很大一部分地区的只有一张图表。1991年又提出了MS-1第九版的修正版和新的CP-1 DAMA程序，包括了三个不同

12、温度区范围的路面厚度设计。MS-1(thickness design-asphalt pavement for highways and streets)是美国地沥青学会(AI)出版的公路及城市道路沥青路面厚度设计方法手册。2024/7/22251.2 AI设计方法设计方法理论基础：理论基础： 把路面看成把路面看成多层弹性体系多层弹性体系，各层材料以弹性模量和泊松，各层材料以弹性模量和泊松比表征，并考虑了沥青混合料的粘弹性和粒料的非线性等特征比表征，并考虑了沥青混合料的粘弹性和粒料的非线性等特征。2024/7/22261.2 AI设计方法设计方法2024/7/22271.2 AI设计方法设计方

13、法 设设计计准准则则永久变形准则永久变形准则疲劳准则疲劳准则2024/7/22281.2 AI设计方法设计方法1沥青层底面沥青层底面的水平拉应的水平拉应变变t2路基表面路基表面的竖向的竖向应变应变c设计指标设计指标2024/7/22291.2 AI设计方法设计方法沥青层底面拉应变沥青层底面拉应变N路面开裂时的荷载作用次数路面开裂时的荷载作用次数 加荷时拉应变加荷时拉应变a,b系数，根据疲劳实验得出，修正后用于现场系数，根据疲劳实验得出，修正后用于现场2024/7/2230AI法采用法采用Finn 法法N18KP作用时等效的单轴作用次数作用时等效的单轴作用次数 沥青混合料的劲度模量沥青混合料的劲

14、度模量S 空隙率空隙率 沥青体积率沥青体积率1.2 AI设计方法设计方法2024/7/22311.2 AI设计方法设计方法路基表面的垂直压应变路基表面的垂直压应变 l,m系数，与设计方法有关 2024/7/22321.2 AI设计方法设计方法设计参数设计参数ABDC沥青混合料动沥青混合料动态模量或回态模量或回弹模量弹模量土基回弹模量土基回弹模量 荷载荷载 温度温度2024/7/2233荷载荷载采用结构系数采用结构系数 SN=5 耐用指数耐用指数 Pt=2.5 时情况时情况Equivalent Axle loadESAL Single计算或查下表计算或查下表 1.2 AI设计方法设计方法2024

15、/7/22341.2 AI设计方法设计方法2024/7/2235温度温度沥青层内月平均路面温度沥青层内月平均路面温度 z路面深度（英寸）路面深度（英寸） z=1/3沥青层厚沥青层厚1.2 AI设计方法设计方法2024/7/2236材料特性材料特性 AC动态模量动态模量 通过通过200号筛集料的概率，取号筛集料的概率，取5%f加载频率加载频率Vv空隙率空隙率 华氏华氏70时沥青粘度时沥青粘度T温度温度Vb沥青用量沥青用量1.2 AI设计方法设计方法2024/7/2237材料特性材料特性 乳化沥青乳化沥青 在温度在温度T，硬化时间，硬化时间t时的模量时的模量 未处治粒料劲度模量未处治粒料劲度模量K

16、1,K2系数系数 一般取一般取K1=8000120000，K2=0.5第一应力不变量第一应力不变量 =1/3(1+2+3)1.2 AI设计方法设计方法2024/7/2238材料特性材料特性 土基土基劲度模量劲度模量1.2 AI设计方法设计方法2024/7/22391.2 AI设计方法设计方法设计步骤设计步骤选择材料，求得选择材料，求得各层材料特性各层材料特性依据设计寿命、依据设计寿命、各层材料模量和各层材料模量和气温等环境因素，气温等环境因素， 采用采用DAMA计算计算 求得求得路面结构各路面结构各层的设计厚度层的设计厚度 2024/7/22401.2 AI设计方法设计方法 2024/7/22

17、411.2 AI设计方法设计方法l评述评述lAI法吸收了各国有关路面设计方法的重大科研成果，把第七版和第八版所用的结构使用性能和功能特性（PSI）结合起来。在设计中采用了材料的动态弹性模量，与实际较符。l未考虑各项指标的叠加效果，没有一个综合指标，仅考虑了温度对材料的影响，而未考虑湿度的影响，且当沥青较薄，交通量小时，设计结果较为保守，所以适用于较厚的混凝土层。 2024/7/22421.3 AASHTO设计方法设计方法vAASHO试验路试验路时间时间: 50年代年代地点地点: Ottawa, Illinois 5861年年 美美 伊利诺斯州伊利诺斯州 6个环道实验个环道实验 第一环第一环 不

18、行车不行车 第二环第二环 行轻车行轻车 三到六三到六 实验路段实验路段 284段不同结构组合的段不同结构组合的FP 得得264种种RP 22辆轻型货车和辆轻型货车和104辆牵引车与半挂车辆牵引车与半挂车 在实验在实验路上每天行驶路上每天行驶15小时小时 共做了共做了1114000（一百一（一百一十一万四千次）十一万四千次）2024/7/22431.3 AASHTO设计方法设计方法vAASHO 试验路的主要成果试验路的主要成果提出了服务能力提出了服务能力PSI的概念的概念提出了提出了ESAL的概念的概念提出了结构数提出了结构数(SN) 的概念的概念提出了简化的设计回归方程提出了简化的设计回归方程

19、2024/7/22441.3 AASHTO设计方法设计方法vNCHRP 1-37A目的：研究新的力学目的：研究新的力学-经验路面设计方法经验路面设计方法主要研究单位：主要研究单位：ERES，亚利桑那州立大学，亚利桑那州立大学研究期限研究期限： 1996-2002/2004v配套的研究课题配套的研究课题NCHRP 1-39： 交通数据收集，分析和预测交通数据收集，分析和预测NCHRP 1-40： 应用应用NCHRP 1-41：反射裂缝：反射裂缝NCHRP 1-42：Top-Down 裂缝裂缝NCHRP 9-30A： 沥青混合料模型校正沥青混合料模型校正Top-Down Top-Down 裂缝裂缝

20、裂缝裂缝2024/7/22451.3 AASHTO设计方法设计方法设计变量设计变量设计变量设计变量BBE EC CDDAA时间约束时间约束交通交通可靠度可靠度服务能力服务能力环境影响环境影响2024/7/22461.3 AASHTO设计方法设计方法AASHTO试验路基本方程式试验路基本方程式19721986和和19932024/7/22471.3 AASHTO设计方法设计方法2024/7/22481.3 AASHTO设计方法设计方法2024/7/22491.3 AASHTO设计方法设计方法2024/7/22501.3 AASHTO设计方法设计方法以现时服务能力指数以现时服务能力指数PSIPSI

21、为设计标准为设计标准路面临界路面临界路面临界路面临界状态指标状态指标状态指标状态指标设计交通量设计交通量设计交通量设计交通量 土基承载力土基承载力土基承载力土基承载力 地区系数地区系数地区系数地区系数 设计考虑因素设计考虑因素 2024/7/22511.3 AASHTO设计方法设计方法设计参数设计参数 可靠度参数可靠度参数交通交通路基土有效回路基土有效回弹模量弹模量使用性能期使用性能期和分析期和分析期2024/7/22521.3 AASHTO设计方法设计方法2Click to add Title选选 定定 使使 用用性性 能能 期期 和和分分析析期期计计算算分分析析期期内内标标准准轴轴载载累累

22、计计作作用用次次数数选选用用可可靠靠度度参参数数确确定定设设计计标标准准考考虑虑环环境境的的影影响响确确定定路路基基土土的的有有效效回回弹弹模模量量确确定定路路面面各各结结构构层层的的层层位位系系数数选选用用排排水水系系数数制定第一阶制定第一阶段设计方案段设计方案确确定定各各结结构构层层厚厚度度设计步骤设计步骤2024/7/22531.3 AASHTO设计方法设计方法现行现行现行现行AASHTOAASHTO路面设计方法的缺陷路面设计方法的缺陷路面设计方法的缺陷路面设计方法的缺陷v设计方法只适合于和设计方法只适合于和AASHO试验路相同的条件：试验路相同的条件：一种气候条件，新路的修建一种气候条

23、件，新路的修建两年观测数据，两年观测数据，ESALs不超过不超过2百万百万50年代的车辆，材料和施工条件年代的车辆，材料和施工条件vESALs的换算标准采用的换算标准采用PSI，无法采用，无法采用ESALs可靠地预测路面的损坏如车辙，可靠地预测路面的损坏如车辙，疲劳开裂，错台等疲劳开裂，错台等.vAASHO试验路的路基模量是试验路的路基模量是3000 psi，相当于，相当于6 psi 应力差应力差. FWD反算模量远反算模量远大于大于3000，造成路面加铺厚度太薄，造成路面加铺厚度太薄.2024/7/22541.4 CBR设计方法设计方法lCBR试验试验lCBR为测定土基和粒料基层材料相对强度

24、的室内试验法为测定土基和粒料基层材料相对强度的室内试验法lCBR=试样加载强度标准加载强度试样加载强度标准加载强度100%2024/7/22551.4 CBR设计方法设计方法lCBR设计曲线设计曲线l通过路况调查得出路面损坏的主要原因通过路况调查得出路面损坏的主要原因l 1）由于路面渗水而路基土侧向移动；）由于路面渗水而路基土侧向移动；l 2）基层承载力不均造成的不均匀沉降；）基层承载力不均造成的不均匀沉降；l 3）路基土与地基承载力不足而造成过大的变形。）路基土与地基承载力不足而造成过大的变形。l 这些都是与土基和面层材料压实度和抗剪强度不足有关，这些都是与土基和面层材料压实度和抗剪强度不足

25、有关，为了表示其强度大小，开创了为了表示其强度大小，开创了CBR试验法，通过建立试验法，通过建立CBR值、路面厚度、荷载三者之间的关系图从而得到值、路面厚度、荷载三者之间的关系图从而得到CBR设计曲设计曲线。线。2024/7/22561.4 CBR设计方法设计方法CBR初初期期设设计计曲曲线线2024/7/2257lCBR设计法的计算公式设计法的计算公式l 采用圆形均布荷载时采用圆形均布荷载时l1）美国陆军工兵部队公式）美国陆军工兵部队公式l2）贝尔梯公式）贝尔梯公式1.4 CBR设计方法设计方法2024/7/2258lCBR设计法的计算公式设计法的计算公式l 采用圆形均布荷载时采用圆形均布荷

26、载时l3）日本竹下公式）日本竹下公式1.4 CBR设计方法设计方法2024/7/2259lCBR试验法评述试验法评述l1、CBR试验法是室内有效的试验方法之一试验法是室内有效的试验方法之一l2、 CBR试验法较承载板试验难试验法较承载板试验难l3、浸水、浸水4d，不能反映实际环境因素，不能反映实际环境因素1.4 CBR设计方法设计方法2024/7/2260lCBR设计曲线评述设计曲线评述l1、理论基础保守、理论基础保守l2、设计参数中无交通量大小的概念、设计参数中无交通量大小的概念l3、对轮压的大小未予重视、对轮压的大小未予重视l4、无使用、无使用标准标准和损坏标准和损坏标准1.4 CBR设计

27、方法设计方法2024/7/2261lCBR设计新法设计新法l根据道路等级、交通种类、交通量等综合成交通指数，建根据道路等级、交通种类、交通量等综合成交通指数，建立不同交通指数时路面总厚度立不同交通指数时路面总厚度H与土基与土基CBR值的关系值的关系,如下图。如下图。1.4 CBR设计方法设计方法2024/7/22621.4 CBR设计方法设计方法2024/7/22631.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 2沥青铺面以双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状体系理论为基础，采用铺面表面容许弯沉值为控制指标的半经验半理论方法进行铺面厚度计算。1沥青铺面适用于流动机械标准荷载为P1P

28、4级的港区道路和堆场铺面的设计。设计原则设计原则（JTJ 296-96）2024/7/22641.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 铺面结构：铺面结构： 2024/7/22651.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 我国我国86年沥青路面设计规范典型结构：年沥青路面设计规范典型结构： 2024/7/22662345611.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法基层材料基层材料的回弹模量的回弹模量土基回弹模量土基回弹模量沥青铺面设计使用年限沥青铺面设计使用年限面层材料面层材料的弹性模量的弹性模量底基层材料回弹模量底基层材料回弹模量设

29、计参数设计参数荷载荷载2024/7/22671.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 1.荷载荷载 1、铺面结构上的作用为可变作用，包括各种流动机械荷载、堆货荷载以及温度、铺面结构上的作用为可变作用，包括各种流动机械荷载、堆货荷载以及温度变形。变形。2、结构计算应考虑持久状况的承载能力和正常使用两种极限状态。、结构计算应考虑持久状况的承载能力和正常使用两种极限状态。3、流动机械荷载应取重复作用和一次作用的两种形式；集装箱荷载宜取一次作用、流动机械荷载应取重复作用和一次作用的两种形式；集装箱荷载宜取一次作用的形式。的形式。 4、流动机械荷载应采用单轴单侧轮载形式。、流动机械荷

30、载应采用单轴单侧轮载形式。 5、港区流动机械荷载可分为六级，荷载分级及各级标准荷载计算参数按下表确、港区流动机械荷载可分为六级，荷载分级及各级标准荷载计算参数按下表确定。定。2024/7/22681.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 港区流动机械荷载分级及各级标准荷载计算参数荷载等级P1P2P3P4P5P6标准荷载计算参数轮载轮载Q QK K（KN）50100150200300400接地面积（cm2）71510001500200030004000接地压强接地压强（Mpa）0.70 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 荷载适用范围（KN）3070701301

31、301801802502503503502024/7/22691.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 当有多种流动机械作用时，设计标准荷载采用当有多种流动机械作用时，设计标准荷载采用P1级。其计算参数按下表级。其计算参数按下表确定。确定。 我国沥青路面设计采用标准荷载我国沥青路面设计采用标准荷载BZZ-100，双轮中，双轮中心距为心距为3=310.65=31.95cm2024/7/22701.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 荷载换算系数荷载换算系数i按下式计算按下式计算 2024/7/22711.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设

32、计方法 2.沥青铺面设计使用年限沥青铺面设计使用年限2024/7/22721.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 3.回弹模量回弹模量 土基回弹模量和各层铺面材料回弹模量，按照现行土基回弹模量和各层铺面材料回弹模量，按照现行公路公路柔性路面设计规范柔性路面设计规范中规定的试验方法测定。中规定的试验方法测定。2024/7/22731.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 设计步骤：设计步骤：1、初步拟定路面结构、初步拟定路面结构2、设计参数计算、设计参数计算 1）沥青铺面设计使用年限沥青铺面设计使用年限 2）土基及底基层、基层、面层材料回弹模量）土基及底

33、基层、基层、面层材料回弹模量3、荷载作用次数计算、荷载作用次数计算 1）选取标准荷载选取标准荷载 2）计算流动机械年运行次数）计算流动机械年运行次数 流动机械年运行次数的估算方式：流动机械年运行次数的估算方式： A、通过调查分析确定。、通过调查分析确定。 B、经验公式估算确定。、经验公式估算确定。2024/7/22741.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 经验公式经验公式： Zr装运机械的装运量扩大系数；装运机械的装运量扩大系数； Wi 计算的装运机械每年分担的货运量数（计算的装运机械每年分担的货运量数（T或或TEU）；）； 不平稳系数，单条道路或通道取不平稳系数，单条

34、道路或通道取1，多条道路或通道取，多条道路或通道取1.50-1.60； 轮迹重叠系数，用作跨运车通道计算，取轮迹重叠系数，用作跨运车通道计算，取2，其他取，其他取1； i计算装载量（计算装载量（T或或TEU)，为装运机械常用起吊、载重量。装运集装箱时取，为装运机械常用起吊、载重量。装运集装箱时取 1 ，一次装运二箱时取，一次装运二箱时取2； nt可以分流的道路、通道条数，用作集装箱堆场通道计算时，取集装箱堆放可以分流的道路、通道条数，用作集装箱堆场通道计算时，取集装箱堆放 条数，用作件杂货堆场通道计算时，取条数，用作件杂货堆场通道计算时，取2，用作散货堆场通道计算时，根据，用作散货堆场通道计算

35、时，根据 情况确定。情况确定。2024/7/22751.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 3）计算标准荷载作用次数）计算标准荷载作用次数计算公式：计算公式： i-荷载换算系数；r2-道路铺面宽度折减系数或堆场铺面宽度折减系数；ai被换算的流动机械荷载的轮组系数；ak流动机械标准荷载的轮组系数；Pi被换算的流动机械荷载轮胎接地压强（Mpa）；Pk流动机械标准荷载轮胎接地压强（Mpa）；di被换算的流动机械荷载轮迹当量圆直径D=4Ai/（cm）；dk流动机械标准荷载轮迹当量圆直径D=4Ak/（cm）。2024/7/22761.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面

36、设计方法 2024/7/22771.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 2024/7/22781.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 4、试算并判断拟定的各层厚度的可行性、试算并判断拟定的各层厚度的可行性 1）铺面表面容许回弹弯沉值）铺面表面容许回弹弯沉值L(cm)计算计算 1道路、堆场等级系数； 2铺面面层类型系数； de考虑多轮叠加影响的等效当量圆直径（cm）,当铺面通行多种流动 机械时可根据流动机械数量比例采用加权平均法或主要流动机械确定de值.2024/7/22791.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 2024/7/2

37、2801.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 2）弯沉综合修正系数）弯沉综合修正系数1计算计算 2024/7/22811.5 港口道路、堆场铺面设计方港口道路、堆场铺面设计方法法 2）弯沉综合修正系数）弯沉综合修正系数1计算计算 我国沥青路面设计规范中确定的弯沉综合修正系数我国沥青路面设计规范中确定的弯沉综合修正系数F公式：公式：2024/7/22821.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 3）理论弯沉系数）理论弯沉系数2计算计算 4）多层铺面当量厚度）多层铺面当量厚度H计算，计算， A 理论计算的当量厚度理论计算的当量厚度H理理 由理论弯沉系数由理

38、论弯沉系数2，及，及Eo / Ea值，查双层体系铺面厚度计算诺谟图，得出值，查双层体系铺面厚度计算诺谟图，得出2H/de值值 从而从而H理理= （2H/de）de22024/7/22831.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 2024/7/22841.5 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 B 多层铺面当量厚度多层铺面当量厚度H 若若HH理理，则所拟定的尺寸可作为铺面设计的结构厚度。，则所拟定的尺寸可作为铺面设计的结构厚度。 2024/7/22851.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法第第2版、第版、第3版（版（19

39、96年）与第年）与第4版（版（2007年）年）：相同：相同：设计原理相同：以线弹性层状体系理论为基础，以基层层底拉应变做为有效控制约束条件。差异：差异：计算方法不同：第二版采用编程迭代的方法确定基层厚度 第三版采用有限元法计算（线弹性单元） 第四版采用更加完善的有线元法计算靠近系数的确定方法不同：第二版根据轮距确定 第三版根据轮距及有效深度综合确定2024/7/22861.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法第第2版、第版、第3版与第版与第4版版：查表不同：第二版要查多个表 第三版只要查一个表 第四版只要查一个表内容涵盖的范围不同：第二版仅包括设计方法 第三

40、版除此之外还包括铺面材料的分类，各种基层、 底基层材料的技术规格，施工的工艺等 第四版除包括第三版中内容外，还增加了加铺层设 计，修正了基层设计，给出了三个新建路面设计示 例，更加简便和完善。2024/7/22871.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法 荷载分级数法荷载分级数法： 将轮载总重将轮载总重12t，轮压，轮压0.8MPa的荷载作为的荷载作为“港区荷载港区荷载”，其它荷载等效换算为港区荷载，其它荷载等效换算为港区荷载PAWL，然后根据，然后根据PAWL求得荷载分级指数求得荷载分级指数LCI进行结构设计。进行结构设计。2024/7/22881.6 英

41、国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法第第3版模型：版模型：2024/7/22891.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法第第3版设计步骤：版设计步骤：1.根据地基情况（根据地基情况（CBR值）确定路基加强层、底基层的厚度；值）确定路基加强层、底基层的厚度；2024/7/22901.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法2.计算单侧单轮的轮荷载计算单侧单轮的轮荷载W值值(根据工艺专业提的条件结合根据工艺专业提的条件结合P14P19公式确定）；公式确定）；2024/7/22911.6 英国港口及其他

42、工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法前叉车前叉车 Front Lift Trucks2024/7/22921.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法式中：W1-前轮重（kg） W2-后轮重（kg） Wc-集装箱重（kg） M-前轴车轮个数（一般2，4，6个） fd-动力修正系数 WT-卡车自身重2024/7/22931.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法跨运车跨运车 Straddle Carriers2024/7/22941.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法Ui-空

43、载轮载（kg）Wc-集装箱重（kg）M-轮载个数fd-动力修正系数承受荷载时轮载承受荷载时轮载Wi计算计算2024/7/22953.确定有效计算深度（确定有效计算深度（P13）；）； 式中：式中： CBR路基路基CBR值值4.根据轮距及有效计算深度确定靠近系数（根据轮距及有效计算深度确定靠近系数（P13）；）；1.6 英国港口及其他工业重型铺面设英国港口及其他工业重型铺面设计方法计方法2024/7/22961.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法2024/7/22971.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法5.根据车辆的行

44、驶特性及标书的具体要求确定动力修正系数根据车辆的行驶特性及标书的具体要求确定动力修正系数fd（考虑刹车、转弯、（考虑刹车、转弯、加速、不平整度的综合影响，其中刹车的影响前轮取正，后轮取负）；加速、不平整度的综合影响，其中刹车的影响前轮取正，后轮取负）；刹车刹车转弯转弯加速加速不平整度不平整度2024/7/22981.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法6.修正后确定最大轮荷载（考虑破损和动载影响）；修正后确定最大轮荷载（考虑破损和动载影响）；7.将其他轮荷载等效为最大荷载并累加；将其他轮荷载等效为最大荷载并累加；8.根据原始资料提供的交通量及根据原始资料提供

45、的交通量及7的计算结果计算同种车辆经的计算结果计算同种车辆经过同一点的作用次数总和；过同一点的作用次数总和；9.根据根据8的结果及最大荷载值查表（的结果及最大荷载值查表（P43），确定），确定C10砼基层砼基层的厚度；的厚度；2024/7/22991.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法2024/7/221001.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法10.根据根据C10砼与不同材料间的换算系数，确定采用所需材料基层的厚度（砼与不同材料间的换算系数，确定采用所需材料基层的厚度（P21）。）。2024/7/221011.6 英

46、国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法计算示例：计算示例：荷载：托挂车荷载：托挂车2024/7/221021.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法计算单侧轮载的轮荷载计算单侧轮载的轮荷载W值值 W1=7.9T102=39.5KN W2=20T102=100KN W3=18.5T102=92.5KN W4=W3=92.5KN假设假设CBR值为值为5，则，则有效深度有效深度为：为：根据轮距及有效计算深度确定靠近系数根据轮距及有效计算深度确定靠近系数 车轮间距3.0m8.7m1.15m靠近系数1.11.01.652024/7/22103

47、1.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法修正后确定最大轮荷载修正后确定最大轮荷载 静载: W1=(39.5+1000.1) 1.3=64.35KN W2=(100+39.50.1) 1.3=135.14KN W3=(92.5+92.50.65) 1.3=198.42KN W4=W3=198.42KN最大轮载：W3=W4=198.42KN将其他轮荷载等效为最大荷载并累加将其他轮荷载等效为最大荷载并累加 以W3 、W4 为标准进行等效换算。 W1等效为0.015 passes W2 等效为0.237 passes计算同种车辆经过同一点的作用次数总和计算同种车辆经

48、过同一点的作用次数总和则 198.42 KN.荷载的重复作用次数为=5106 (2+0.015+0.237)=1.126107 passes2024/7/221041.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法确定确定C10砼基层的厚度砼基层的厚度 参照C10贫混凝土基层路面结构设计表, 本项荷载需要520mm厚C10贫混凝土基层。确定采用所需材料基层的厚度确定采用所需材料基层的厚度 C10混凝土等强代换为C20混凝土的系数为0.76。所以 C20=5200.76=400mm.路面结构为：路面结构为：2024/7/221051.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方

49、法英国港口及其他工业重型铺面设计方法2024/7/221061.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法第第4 版较第版较第3版版第四版采用更加完善的有线元法计算第四版除包括第三版中内容外，还增加了加铺层设计，修正了基层设计，给出了三个新建路面设计示例，更加简便和完善。2024/7/221071.6 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法第第4版设计步骤：版设计步骤：1、单轮荷载分析2、确定有效计算深度3、确定轮载靠近系数4、计算单侧单轮的轮荷载W5、计算单轮等效荷载SEWL6、确定有效计算深度设计年限7、查表确定各层厚度2024/

50、7/221082、刚性路面设计方法刚性路面设计方法AASHTO设计方法设计方法1PCA设计方法设计方法2日本设计方法日本设计方法3 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法4英国英国港口铺面设计方法港口铺面设计方法52024/7/221092.1 AASHTO设计方法设计方法结构特性影响结构特性影响 可靠度可靠度PSI环境对环境对PSI影响影响 冻胀冻胀 设设计计标标准准2024/7/221102.1 AASHTO设计方法设计方法服务功能指数服务功能指数设计期设计期 2024/7/221112.1 AASHTO设计方法设计方法设计方程设计方程2024/7/221122.1 AASH

51、TO设计方法设计方法可靠度水平和总标准差可靠度水平和总标准差交通分析交通分析地基设计反应模量地基设计反应模量路面排水系数路面排水系数 接缝传荷系数接缝传荷系数 砼抗弯拉强度和弹性模量砼抗弯拉强度和弹性模量 设计参数设计参数2024/7/221132.1 AASHTO设计方法设计方法设计步骤1、确定各项设计参数、确定各项设计参数 2、确定地基的设计反应模量、确定地基的设计反应模量K3、面板厚度设计（如下图）、面板厚度设计（如下图） K，EcScJCd PSID K-地基反应模量；地基反应模量；Ec-混凝土弹性模量；混凝土弹性模量；EC-混凝土平均弯拉强度；混凝土平均弯拉强度；J-传荷系数；传荷系

52、数；Cd-排水系数；排水系数；D-板厚。板厚。2024/7/221142.1 AASHTO设计方法设计方法2024/7/221152.1 AASHTO设计方法设计方法2024/7/221162.1 AASHTO设计方法设计方法 评述1、引进耐久性服务指数、引进耐久性服务指数PSI，且提出不同道路等级应有不同的设，且提出不同道路等级应有不同的设计标准计标准 2、以试验路观测资料为基础，建立了、以试验路观测资料为基础，建立了PSI同板厚、地基反应模同板厚、地基反应模量量K和标准轴载作用次数的关系和标准轴载作用次数的关系3、采用、采用PSI为设计指标，体现了路面使用性能为设计指标，体现了路面使用性能

53、4、设计参数全面、设计参数全面 2024/7/221172.2 PCA设计方法设计方法 设计标准设计标准1、砼板疲劳断裂砼板疲劳断裂-纵纵缝中部缝中部2024/7/221182.2 PCA设计方法设计方法 设计标准设计标准1、砼板疲劳断裂砼板疲劳断裂2024/7/221192.2 PCA设计方法设计方法 设计标准设计标准2、地基和路肩材料侵蚀、冲刷、地基和路肩材料侵蚀、冲刷限制板间、接缝、自由边挠度限制板间、接缝、自由边挠度2024/7/221202.2 PCA设计方法设计方法 设计标准设计标准2、地基和路肩材料侵蚀、冲刷、地基和路肩材料侵蚀、冲刷C2对不设混凝土路肩的路面为0.06， 对有拉

54、杆混凝土路肩的路面为0.94。2024/7/221212.2 PCA设计方法设计方法 设计标准同时还考虑 1、接缝传荷能力接缝传荷能力 2、路肩类型路肩类型 3、 贫贫砼基层砼基层 4、三联轴影响三联轴影响2024/7/221222.2 PCA设计方法设计方法 设计参数设计参数交交通通分分析析 混凝土强度混凝土强度 路基和基层路基和基层2024/7/221231、混凝土弯折模量、混凝土弯折模量 28d简支梁三分点加载确定。2、土基和底基层支承、土基和底基层支承 土基和底基层支承定义为地基反应模量k。采用正常夏季或秋季的k值作为设计所用的合理平均值。 2.2 PCA设计方法设计方法2024/7/

55、22124表表1 未处理底基层对未处理底基层对k值的影响值的影响 2.2 PCA设计方法设计方法土基土基k值值（pci）底基层底基层k值值（pci）4in6in9in12in506575851101001301401601902002202302703203003203303704302024/7/22125表表2 水泥稳定基层的设计水泥稳定基层的设计k值值 2.2 PCA设计方法设计方法土基土基k值值（pci）底基层底基层k值值（pci）4in6in9in12in50170230310390100280400520640200470640830-2024/7/221263、设计年限、设计年限

56、 2040年年4、交通、交通 在在PCA设计方法中，需要用到货车的日平均交通量（设计方法中，需要用到货车的日平均交通量（ADTT）和轴载分布方面的资料。和轴载分布方面的资料。 1）轴载分布）轴载分布 需要用货车交通轴载分布的数据来计算预期设计年限内不同重需要用货车交通轴载分布的数据来计算预期设计年限内不同重量的单轴和双轴车辆数。量的单轴和双轴车辆数。2.2 PCA设计方法设计方法2024/7/22127表表3 某工程轴载分布某工程轴载分布 2.2 PCA设计方法设计方法轴载轴载kip(1)每每1000辆货车轴辆货车轴数数（2）每每1000辆货车修正辆货车修正轴数轴数（3）设计年限轴数设计年限轴

57、数（4）单轴单轴28300.280.58631026280.651.3514690双轴双轴48520.941.982132044481.893.94428702024/7/221282）荷载安全系数（）荷载安全系数（LSF） 对于交通不受干扰和货车交通量大的州际公路和其他多对于交通不受干扰和货车交通量大的州际公路和其他多 车道公路车道公路LSF=1.2 货车交通量中等的公路和主干道，货车交通量中等的公路和主干道，LSF=1.1 货车交通量小的道路和住宅区街道，货车交通量小的道路和住宅区街道，LSF=1.0 在特殊情况可高达在特殊情况可高达1.3。2.2 PCA设计方法设计方法2024/7/22

58、129设计用表和图设计用表和图1 1、疲劳损伤、疲劳损伤 疲劳损伤是以板边应力为根据的。表中所示的当量应力为板边应力乘以系疲劳损伤是以板边应力为根据的。表中所示的当量应力为板边应力乘以系数数0.8940.894。( (见表见表4 4、5)5)表表4 不设混凝土路肩面板的当量应力不设混凝土路肩面板的当量应力 2.2 PCA设计方法设计方法2024/7/221302.2 PCA设计方法设计方法2024/7/22131表表5 设有混凝土路肩面板的当量应力设有混凝土路肩面板的当量应力2.2 PCA设计方法设计方法2024/7/221322.2 PCA设计方法设计方法 当量应力确定以后，可以用当量应力除

59、以设计抗当量应力确定以后，可以用当量应力除以设计抗弯拉强度，算出应力比。弯拉强度，算出应力比。2024/7/221332.2 PCA设计方法设计方法图图1 对是否设有混凝土路肩面板的应力比与允许荷载重复作用次数的关系对是否设有混凝土路肩面板的应力比与允许荷载重复作用次数的关系 2024/7/221342.2 PCA设计方法设计方法2、冲刷损伤、冲刷损伤由于冲刷损伤发生在板角，而且受接缝类型的影响，所以由于冲刷损伤发生在板角，而且受接缝类型的影响，所以将有传力杆的接缝和集料嵌锁型接缝分开，采用不同表格将有传力杆的接缝和集料嵌锁型接缝分开，采用不同表格（如表（如表6、7）。）。2024/7/221

60、352.2 PCA设计方法设计方法表表6 有传力杆接缝而不设混凝土路肩面板的冲刷系数有传力杆接缝而不设混凝土路肩面板的冲刷系数2024/7/221362.2 PCA设计方法设计方法2024/7/221372.2 PCA设计方法设计方法表表7 集料嵌锁型接缝和不设混凝土路肩面板的冲刷系数集料嵌锁型接缝和不设混凝土路肩面板的冲刷系数2024/7/221382.2 PCA设计方法设计方法在查得冲刷系数后可由图在查得冲刷系数后可由图2得到允许荷载重复作用次数。得到允许荷载重复作用次数。2024/7/221392.2 PCA设计方法设计方法图图2 对不设有混凝土路肩面板的冲刷系数与允许荷载重复作用次数的

61、关系对不设有混凝土路肩面板的冲刷系数与允许荷载重复作用次数的关系2024/7/221402.2 PCA设计方法设计方法对于设有混凝土路肩面板对于设有混凝土路肩面板的类似用表的类似用表8、9及图及图3.表表8 有传力杆接缝和混凝有传力杆接缝和混凝土路肩面板的冲刷系数土路肩面板的冲刷系数 2024/7/221412.2 PCA设计方法设计方法表表9 有集料嵌锁型接缝和混凝土路肩面板的冲刷系数有集料嵌锁型接缝和混凝土路肩面板的冲刷系数2024/7/221422.2 PCA设计方法设计方法2024/7/221432.2 PCA设计方法设计方法图图3 对设有混凝土路肩面板的冲刷系数与允许荷载重复作用次数

62、的关系对设有混凝土路肩面板的冲刷系数与允许荷载重复作用次数的关系2024/7/22144评述 1、PCA设计方法考虑板边中间应力产生的混凝土疲劳和板角挠度产生的地基冲刷。 2、通常在轻型交通作用下，薄层路面设计用疲劳分析控制，而在重型交通作用下，厚层路面设计用冲刷分析控制，对于常规混合轴载重量作用下的路面，单轴荷载易于疲劳开裂，双轴荷载易于产生冲刷破坏。 3、分别考虑每一个荷载组，并根据累积损份量总加起来，反复验证厚度，直至两项损份率均小于1；还考虑了接缝类型及路肩类型影响。 2.2 PCA设计方法设计方法2024/7/221452.3 日本设计方法日本设计方法采用温克尔地基板的基本理论采用温

63、克尔地基板的基本理论 混凝土路面板厚，是按轮载应力与温度应力的合成应力进混凝土路面板厚，是按轮载应力与温度应力的合成应力进行疲劳计算求解的。混凝土路面板的设计包括对自由边缘，行疲劳计算求解的。混凝土路面板的设计包括对自由边缘，纵缝边缘及板中三部分进行设计计算。纵缝边缘及板中三部分进行设计计算。2024/7/221462.3 日本设计方法日本设计方法1、车轮荷载应力计算车轮荷载应力计算 =2.12（1+0.54）p/h2（log10l-0.75log10a-0.18） (自由边缘自由边缘) =1.59（1+0.54）p/h2（log10l-0.75log10a-0.18） (纵缝边缘纵缝边缘)

64、=1.1（1+）p/h2（log10l-0.75log10a-0.268） (板中板中)式中：计算点（自由边缘，纵缝边缘，板中）最大抗折应力(kg/cm2) 混凝土泊松比 p 车轮荷载（kg） h 混凝土路面板厚（cm） E 混凝土弹性模量（kg/cm2） l 相对刚度半径=(Eh3/12(1-2)K)1/4 (cm) K 基层承载力系数（kg/cm2）2024/7/221472.3 日本设计方法日本设计方法设计时所用的大型车轮载分布按表设计时所用的大型车轮载分布按表12。车轮荷载距板边及板中距离不同时，板边板中应力系数车轮荷载距板边及板中距离不同时，板边板中应力系数如表如表13，设计时采用的

65、车轮频度关系见表，设计时采用的车轮频度关系见表14。2024/7/221482.3 日本设计方法日本设计方法 2024/7/221492.3 日本设计方法日本设计方法 2024/7/221502.3 日本设计方法日本设计方法2、温度应力计算温度应力计算 t=0.35CW E 式中：式中：t混凝土板底面的温度应力设计值（混凝土板底面的温度应力设计值（kg/cm2） CW 翘曲约束系数（表翘曲约束系数（表15） 混凝土的膨胀率混凝土的膨胀率 混凝土板的温度差（表混凝土板的温度差（表16）轮载应力与温度应力组合值见表轮载应力与温度应力组合值见表17。2024/7/221512.3 日本设计方法日本设

66、计方法2024/7/221522.3 日本设计方法日本设计方法2024/7/221532.3 日本设计方法日本设计方法3、疲劳设计疲劳设计轮载应力和温度应力合成后的混凝土疲劳应力曲线，以下图为准。轮载应力和温度应力合成后的混凝土疲劳应力曲线，以下图为准。2024/7/221542.3 日本设计方法日本设计方法评述评述PCA设计方法考虑板边中间应力产生的混凝土疲劳和板角挠度产生的地基冲刷。在疲劳准则中未考虑翘曲应力，这点是很有争议的。由于将荷载应力与翘曲应力综合在一起考虑比较复杂，比较合理的是对荷载和翘曲造成的损伤分别考虑，然后组合起来。在冲刷准则中，冲刷准则有利于减少错台、唧泥等现象产生。但是

67、冲刷准则的建立主要是采纳了有特定底基层的AASHTO道路实验结果，可能不适用于底基层类型不同的情况。通常在轻型交通作用下，薄层路面设计用疲劳分析控制，而在重型交通作用下，厚层路面设计用冲刷分析控制，对于常规混合轴载重量作用下的路面，单轴荷载易于疲劳开裂，双轴荷载易于产生冲刷破坏。分别考虑每一个荷载组，并根据累积损份量总加起来，反复验证厚度，直至两项损份率均小于1；还考虑了接缝类型及路肩类型影响。2024/7/221552.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 设计原则设计原则混凝土板的厚混凝土板的厚度，按荷载弯度，按荷载弯拉应力不超过拉应力不超过容许荷载弯拉容许荷载弯拉应力

68、确定应力确定混凝土面板荷载混凝土面板荷载应力采用温克尔应力采用温克尔(Winkler)地地基上中厚板理论基上中厚板理论计算。计算。2024/7/221562345612.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法基层材料基层材料的回弹模量的回弹模量土基回弹模量土基回弹模量混凝土铺面设计使用年限混凝土铺面设计使用年限面层材料面层材料的弹性模量的弹性模量底基层材料回弹模量底基层材料回弹模量设计参数设计参数荷载荷载2024/7/221572.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法1.荷载荷载根据工艺荷载条件及重复荷载作用的影响（一般以车后轴荷载）选择标准荷载。根据工艺

69、荷载条件及重复荷载作用的影响（一般以车后轴荷载）选择标准荷载。 2024/7/221582.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221592.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221602.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2.设计年限设计年限混凝土铺面设计使用年限宜取混凝土铺面设计使用年限宜取30年。年。3. 回弹模量回弹模量 土基回弹模量和各层铺面材料回弹模量，按照现行土基回弹模量和各层铺面材料回弹模量，按照现行公路柔性路面设公路柔性路面设计规范计规范中规定的试验方法测定。中规定的试验方法测定。20

70、24/7/221612.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法设计步骤：设计步骤：1、初步拟定路面结构、初步拟定路面结构2、设计参数计算、设计参数计算3、荷载作用次数计算、荷载作用次数计算 1）选取标准荷载选取标准荷载 根据工艺荷载条件及重复荷载作用的影响选择根据工艺荷载条件及重复荷载作用的影响选择 2）计算流动机械年运行次数）计算流动机械年运行次数 流动机械年运行次数的估算方式：流动机械年运行次数的估算方式： A、通过调查分析确定。、通过调查分析确定。 B、经验公式估算确定。、经验公式估算确定。 2024/7/221622.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设

71、计方法 经验公式经验公式： Zr装运机械的装运量扩大系数；装运机械的装运量扩大系数； Wi 计算的装运机械每年分担的货运量数（计算的装运机械每年分担的货运量数（T或或TEU）；）； 不平稳系数，单条道路或通道取不平稳系数，单条道路或通道取1，多条道路或通道取，多条道路或通道取1.50-1.60； 轮迹重叠系数，用作跨运车通道计算，取轮迹重叠系数，用作跨运车通道计算，取2，其他取，其他取1； i计算装载量（计算装载量（T或或TEU)，为装运机械常用起吊、载重量。装运集装箱时取，为装运机械常用起吊、载重量。装运集装箱时取 1 ，一次装运二箱时取，一次装运二箱时取2； nt可以分流的道路、通道条数，

72、用作集装箱堆场通道计算时，取集装箱堆放可以分流的道路、通道条数，用作集装箱堆场通道计算时，取集装箱堆放 条数，用作件杂货堆场通道计算时，取条数，用作件杂货堆场通道计算时，取2，用作散货堆场通道计算时，根据，用作散货堆场通道计算时，根据 情况确定。情况确定。2024/7/221632.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法 3.计算标准荷载作用次数计算标准荷载作用次数2024/7/221642.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221652.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221662.4 港口道路、堆场

73、铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法4、各层厚度验算、各层厚度验算1)1)流动机械荷载作用情况流动机械荷载作用情况A A、计算底基（垫）层顶面当量回弹模量计算底基（垫）层顶面当量回弹模量 Vo-土基泊松比；土基泊松比； Eo-土基回弹模量；土基回弹模量； Wc-双层体系表面垂直位移系数双层体系表面垂直位移系数Wc； 查双层体系表面垂直位移系数查双层体系表面垂直位移系数Wc诺谟图，得诺谟图，得Wc值。值。 2024/7/221672.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221682.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法B B、计算基层顶面当

74、量回弹模量及地基综合反应模量计算基层顶面当量回弹模量及地基综合反应模量查双层体系表面垂直位移系数查双层体系表面垂直位移系数Wc诺谟图，得诺谟图，得Wc值。值。 地基综合反应模量地基综合反应模量 2024/7/221692.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法C C、计算荷载弯拉应力计算荷载弯拉应力c 2024/7/221702.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221712.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221722.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221732

75、.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法D D、计算容许荷载弯拉应力计算容许荷载弯拉应力a 2024/7/221742.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221752.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法E、判断计算荷载应力c与容许荷载弯拉应力a的是否满足0.95ac1.03a，若满足，初拟板厚可作为设计板厚，否则，重新拟定板厚。2024/7/221762.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2)2)集装箱荷载作用情况集装箱荷载作用情况A、计算底基（垫）层顶面当量回弹模量、计算底基（垫）层顶面当量回弹

76、模量 Vo-土基泊松比；土基泊松比； Eo-土基回弹模量；土基回弹模量； Wc-双层体系表面垂直位移系数双层体系表面垂直位移系数Wc； 查双层体系表面垂直位移系数查双层体系表面垂直位移系数Wc诺谟图，得诺谟图，得Wc值。值。 2024/7/221772.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法B B、计算基层顶面当量回弹模量及地基综合反应模量计算基层顶面当量回弹模量及地基综合反应模量查双层体系表面垂直位移系数查双层体系表面垂直位移系数Wc诺谟图，得诺谟图，得Wc值。值。 地基综合反应模量地基综合反应模量 2024/7/221782.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺

77、面设计方法C C、计算荷载弯拉应力计算荷载弯拉应力c 2024/7/221792.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221802.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221812.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法D D、计算容许荷载弯拉应力计算容许荷载弯拉应力a 2024/7/221822.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法2024/7/221832.4 港口道路、堆场铺面设计方法港口道路、堆场铺面设计方法E、判断计算荷载应力c与容许荷载弯拉应力a的是否满足0.95ac1.03a

78、，若满足，初拟板厚可作为设计板厚，否则，重新拟定板厚。2024/7/221842.5 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法荷荷载载2024/7/22185轮载分析轮载分析 X1=2.5m XT=5.5m X2=8.5m 制动系数：制动系数：fd =1.4 靠近系数：靠近系数：fp =2.0 空载重量：空载重量：WT=51100Kg 集装箱重：集装箱重：WC=034000 前轴轮数：前轴轮数：M1=4 后轴轮：后轴轮：M2=22.5 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法2024/7/22186单侧轮载单侧轮载 2.5 英国港口及其他

79、工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法港区轮载值港区轮载值2024/7/22187计算每个集装箱重量从0到34000kg时，对应的W1及W2、d1、d2 值由计算得：最大的破损效应发生在集装箱重为22000kg ，相应的PAWL值 为165.78。 平均 PAWL值=114.15 空载PAWL值=16.43 所以临界PAWL 值=165.78 从而荷载分类指标为H 设计使用期（次数） L: L=5106平均 PAWL值/临界PAWL 值 =3.44106参考港口及其它工业重型铺面结构设计图表2，需要 C40 标准混凝土 440mm 2.5 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国

80、港口及其他工业重型铺面设计方法2024/7/22188路面结构路面结构2.5 英国港口及其他工业重型铺面设计方法英国港口及其他工业重型铺面设计方法2024/7/221893、港口道路、堆场铺面设计方法评述、港口道路、堆场铺面设计方法评述荷载：荷载：日本的分类法日本的分类法，即根据港区荷载特点，制定几类代表性荷载(日本分六类)，其它各类复杂荷载均以最接近的较大荷载代替。日本的方法在使用上很方便，但存在几个问题:没有考虑累计作用次数的影响;没有考虑双轮荷载实际存在的轮隙的影响;代表荷载取得比较保守，接地面积一般小于实际情况。2024/7/221903、港口道路、堆场铺面设计方法评述、港口道路、堆场

81、铺面设计方法评述荷载荷载：英国的荷载分级数法英国的荷载分级数法，将轮载总重12t，轮压0.8MPa的荷载作为“港区荷载”，其它荷载等效换算为港区荷载PAWL，然后根据PAWL求得荷载分级指数LCI进行结构设计。英国的方法对港口大吨位、大轮载的情况是否适合尚待证实，而且荷载换算公式的基础是以道路路面服务性能为依据的，港区的换算公式采用与公路相同的换算关系并不十分妥当。2024/7/221913、港口道路、堆场铺面设计方法建议、港口道路、堆场铺面设计方法建议荷载荷载：我国的荷载分级数法我国的荷载分级数法，流动机械荷载，采用单轴单侧轮载形式，分为六级。集装箱荷载采用一次作用形式。建议将港区荷载分为活

82、荷载和静荷载。活荷载是指各种运输车辆和装卸机械的轮载;静荷载为各种堆货荷载和装卸机械的支腿荷载。根据轮重的大小，将活荷载分为六级，各级均用一个代表荷载作为该级的设计标准荷载，而其他荷载在设计时统一换算成标准荷载。静荷载也分为六级，分别有相应的代表荷载作为标准荷载。2024/7/221923、港口道路、堆场铺面设计方法建议、港口道路、堆场铺面设计方法建议荷载荷载：我国的荷载分级数法我国的荷载分级数法，流动机械荷载，采用单轴单侧轮载形式，分为六级。集装箱荷载采用一次作用形式。建议将港区荷载分为活荷载和静荷载。活荷载是指各种运输车辆和装卸机械的轮载;静荷载为各种堆货荷载和装卸机械的支腿荷载。根据轮重

83、的大小，将活荷载分为六级，各级均用一个代表荷载作为该级的设计标准荷载，而其他荷载在设计时统一换算成标准荷载。静荷载也分为六级，分别有相应的代表荷载作为标准荷载。2024/7/221933、港口道路、堆场铺面设计方法建议、港口道路、堆场铺面设计方法建议沥青铺面设计建议：沥青铺面设计建议：1、考虑路面结构在多种综合损坏条件下的设计控制标准；、考虑路面结构在多种综合损坏条件下的设计控制标准；2、考虑沥青混合料的粘弹性和粒料的非线性；、考虑沥青混合料的粘弹性和粒料的非线性；3、设计中采用材料的动态弹性模量；、设计中采用材料的动态弹性模量；4、考虑路面材料对动态荷载的响应；、考虑路面材料对动态荷载的响应

84、；5、将结构使用性能和功能特性结合起来；、将结构使用性能和功能特性结合起来；6、荷载同时考虑垂直荷载和刹车、转弯时的水平力；、荷载同时考虑垂直荷载和刹车、转弯时的水平力；7、考虑寿命与费用的关系。、考虑寿命与费用的关系。2024/7/221943、港口道路、堆场铺面设计方法建议、港口道路、堆场铺面设计方法建议混凝土铺面设计建议：混凝土铺面设计建议：1、板中应力分析采用、板中应力分析采用E地基，板边采用地基，板边采用K地基；地基；2、混凝土路面厚度设计中除疲劳外，增加冲刷的影响，在重型交通作用下，、混凝土路面厚度设计中除疲劳外，增加冲刷的影响，在重型交通作用下， 厚层路面设计用冲刷分析控制；厚层

85、路面设计用冲刷分析控制；3、考虑温度和湿度等环境因素对材料的影响；、考虑温度和湿度等环境因素对材料的影响；4、探讨挠度补充指标的引入，以控制唧泥，错台和非疲劳断裂等损坏；、探讨挠度补充指标的引入，以控制唧泥，错台和非疲劳断裂等损坏；5、建立考虑高低应力比的混凝土疲劳方程，计入温度应力的影响；、建立考虑高低应力比的混凝土疲劳方程，计入温度应力的影响；6、考虑材料和施工变异性对结构设计的影响，使结构设计方法由确定型改变、考虑材料和施工变异性对结构设计的影响，使结构设计方法由确定型改变 为概率型；为概率型；7、建立能反映变异水平和可靠度水平的结构设计方法。、建立能反映变异水平和可靠度水平的结构设计方法。2024/7/22195LOGOAdd your company slogan2024/7/22196