路基路面回彈彎沉值的計算.doc

1、路基路面回彈彎沉值的計算 一、公路回彈彎沉值的作用（一） 概 述 路基路面回彈彎沉的設計計算與檢測，是公路建設過程中必不可少的一部份，是勘察設計、施工監(jiān)理和檢測單位都要進行的一個工作事項。首先由設計單位設計出彎沉值，再由施工單位去執(zhí)行施工自檢，然后由監(jiān)理、檢測部門抽檢鑒定，實現(xiàn)設計意圖。在當前的規(guī)范規(guī)定中，公路瀝青路面設計規(guī)范JTJ 014-97規(guī)定了路面頂層的設計彎沉計算公式和方法，但沒有提出路基、路面基層的彎沉計算方；在公路工程質量檢驗評定標準JTJ 071-98中只提出要求檢測路面頂層和土質路基回彈彎沉，沒有提出檢測路面基層彎沉的檢測項；在公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ 034-2000

2、中則補充規(guī)定了路基、路面基層的相應回彈彎沉的計算檢測標準。因此，對于很多工程技術人員來說，如果不同時熟悉上述三種規(guī)范，就容易混淆回彈彎沉的原意，造成錯誤認識，甚至做出錯誤的數(shù)據和結果。經筆者近年實際使用和研究發(fā)現(xiàn)，相當一部份勘察設計、施工監(jiān)理和檢測單位都存在類似問題。為幫助基層工程技術人員很好地撐握回彈彎沉在公路工程建設中的應用，本人在前輩及同行的肩背上，略作點抄習發(fā)揮，特寫此文，以示對本行作點貢獻在閱讀本文之前，請備好以下標準和規(guī)范：1、 公路工程技術標準（2003）2、 公路瀝青路面設計規(guī)范JTJ 014-973、 公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ 034-20004、 公路工程質量檢驗評定

3、標準JTJ 071-98（二） 彎沉的作用公路工程回彈彎沉分為容許彎沉、設計彎沉和計算彎沉。容許彎沉容許彎沉是合格路面在正常使用期末不利季節(jié)，路面處于臨界破壞壯態(tài)時出現(xiàn)的最大回彈彎沉，是從設計彎沉經過路面強度不斷衰減的一個變化值。理論上是一個最低值。計算公式是LR720N *AC*AS。公路瀝青路面設計規(guī)范JTJ 014-97 119頁設計彎沉設計彎沉值即路面設計控制彎沉值。是路面竣工后第一年不利季節(jié)，路面在標準軸載作用下，所測得的最大回彈彎沉值，理論上是路面使用周期中的最小彎沉值。是路面驗收檢測控制的指標之一。計算公式是Ld600N *AC*AS* Ab。公路瀝青路面設計規(guī)范JTJ 014-

4、97 42頁計算彎沉值計算彎沉值分檢測計算彎沉值和理論計算彎沉值。檢測計算彎沉值：通過對路基、路面和原有老路進行彎沉檢測，并通過計算整理所得到的代表值。其作用主要是評定路基路面狀況和作補強設計之用。計算彎沉值路基，路面基層、底基層等各層在設計時均要求計算出其彎沉設計值，在完工檢測時也要檢測其值，以檢驗其強度是否滿足要求。此作為本文重點，后面詳細介紹。二、 路面設計彎沉值的計算（一） 路面頂面設計彎沉值路面設計彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標，是路面厚度計算的主要依據。路面設計彎沉值應根據公路等級、在設計年限內累計當量軸次、面層和基層類型按下式計算:Ld600N *AC*AS*Ab式中：Ld路

5、面設計彎沉值（0.01mm）； Ne設計年限內一個車道上累計當量軸次； AC公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為1.1，三、四級公路為1.2；AS面層類型系數(shù)，瀝青砼面層為1.0；熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面為1.1；瀝青表面處治為1.2；中、低級路面為1.3；Ab基層類型系數(shù)，對半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm時，Ab1.0；若面層與半剛性基層間設置等于或小于15cm級配碎石層、瀝青貫入碎石、瀝青碎石的半剛性基層結構時，Ab可取1.0；柔性基層、底基層Ab1.6，當柔性基層厚度大于15cm、底基層為半剛性下臥層時，Ab可取1.6；新建公路和改建公

6、路路設計彎沉均采用上面公式計算。計算示例1： 某V3區(qū)擬新修建一條，三級公路，經勘察，沿線土質為粉質粘土，地下水位距地表1.2米，路基填土高平均0.8米，據預測竣工年初交通組成如下表1.1示，使用年限內交通量年增長率=5%，試計算路面設計彎沉。 預測交通量組成 表1.1車型 前軸重/KN 后軸重/KN 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距/cm 交通量/（次*日-1）東風EQ140 23.70 69.20 1 雙 - 100黃河JN150 49.00 101.60 1 雙 - 80黃河LN162 59.50 115.00 1 雙 - 60交通141 25.55 55.10 1 雙 - 50長征CZ361

7、 47.60 90.70 2 雙 132.0 40延安SX161 54.64 91.25 2 雙 135.0 50解：標準軸載及軸載換算：路面設計采用雙輪組單軸載100KN為標準軸載，以BZZ100表示，根據規(guī)范（97）規(guī)定，以設計彎沉值為指標，大于25KN的各級軸載均應進行換算。計算公式為：N= C1C2n1(Pi/P)4.35 （次*日-1）C1后（前）軸數(shù)C2前后輪輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。n1被換算車型的各級軸載作用次數(shù)（次/日）東風EQ140：前軸23.70KN25KN，不計。后軸：C11，C21，n1=100，Pi=69.20 KN，P100 KNN=

8、C1C2n1(Pi/P)4.3511100（69.20/100）4.3520.2（次*日-1）黃河JN150：前軸：C11，C26.4，n1=80，Pi=49.00 KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.3516.480（49.00/100）4.3523.0（次*日-1）后軸：C11，C21，n1=100，Pi=101.60KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.3511100（101.60/100）4.35107.2（次*日-1）黃河JN162：前軸：C11，C26.4，n1=60，Pi=59.50KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.3516.460

9、（59.50/100）4.3540.1（次*日-1）后軸：C11，C21，n1=60，Pi=115.00KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.351160（115.00/100）4.35110.2（次*日-1）交通141：前軸：C11，C26.4，n1=50，Pi=25.55KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.3516.450（25.55/100）4.350.9（次*日-1） 2009-12-30 13:57 回復 sunwancun521 0位粉絲 3樓后軸：C11，C21，n1=50，Pi=55.10KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.3511

10、50（55.10/100）4.353.8（次*日-1）長征CZ361：前軸：C11，C26.4，n1=40，Pi=47.60KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.3516.440（47.60/100）4.3510.1（次*日-1）后軸：C11+1.2（m-1）=1+1.2(2-1)=2.2，C21，n1=40，Pi=90.70KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.352.2140（90.70/100）4.3557.6（次*日-1）延安SX161：前軸：C11，C26.4，n1=50，Pi=54.64KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.3516.450

11、（54.64/100）4.3523.1（次*日-1）后軸：C12.2，C21，n1=50，Pi=91.25KN，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.351150（91.25/100）4.3533.6（次*日-1）合計： N=429.8（次）三級公路設計使用年限8年，車道系數(shù)0.65，則累計當量軸次Ne=（1+）t-1365 N/(1+)t-1=（1+0.05）8-1 365429.80.65/0.05(1+0.08)8-1358801 次路面設計彎沉值的計算：AC1.2AS1.2Ab1.6 基層為級配碎石(柔性基層)Ld600N *AC*AS*Ab600358801-0.21.21.

12、21.6107 （0.01mm）注意：若上述項目段為舊路改建，則交通量的來源是通過實地調查而得，然后再進行軸載換算。三、 路基、路面基層設計彎沉值的計算（一） 路基頂面設計彎沉值根據公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ 034-2000規(guī)定，土基回彈彎沉的計算，首先應確定土基回彈模量E0查公路瀝青路面設計規(guī)范附錄E或通過實測可得相應區(qū)域不利季的E0，然后按下式計算路基頂面設計彎沉值l0。L0=9308E0-0.938 (0.01mm)E0不利季節(jié)土基回彈模量 單位為Mpa；計算示例2：在非不利季節(jié)測定某公路土基回彈模量值得E050Mpa，季節(jié)影響系數(shù)K11.2，則土基回彈模量調整值為E0/1.250

13、60Mpa，則l0=930860-0.938 200 （0.01mm）K1季節(jié)影響系數(shù)，不同地區(qū)取值范圍為1.2-1.4?？刹楣窞r青路面設計規(guī)范表14。在進行土基彎沉測量后，路段的代表值 0+2S應小于此標準值（一級公路和高速公路），或 0+1.645S和 0+1.58S小于此標準值（二級和二級以下公路）。注意：若查表得E0值，則其值已是不利季節(jié)之值。（二） 路面底基層頂面設計彎沉值根據公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ 034-2000之規(guī)定，底基層頂面回彈彎沉按如下步驟計算：1)利用土基和底基層材料的回彈模量計算值E0和E1以及底基層的厚度h1（cm），計算模量比K1E0/K2E1及比值h1

14、/(為單個輪跡當量圓半徑（cm）,對于黃河卡車，10.75；K2為底基層材料季節(jié)影響系數(shù)，可取1.1-1.2，或查公路瀝青路面設計規(guī)范附錄E)2）查附圖A.0.3，得底基層表面彎沉系數(shù)aL。3）計算彎沉綜合修正系數(shù)FF3.643aL1.85194）計算底基層頂面回彈彎沉l1=2paLF/E0K1P后軸重100KN卡車輪胎的單位壓力，對于黃河卡車，可取0.7MPa；K1季節(jié)影響系數(shù)，可取1.2-1.4。計算示例3：某公路路面結構層，土基回彈模量值查表得E045MPa，底基層為填隙碎石層，厚20cm，查公路瀝青路面設計規(guī)范附錄D得E1250MPa，基層為級配碎石，層厚為15cm，查表得E2280M

15、Pa，試計算底基層頂面回彈彎沉值。解： K1E0/K2E145/2500.18h1/20/10.751.86查附圖A.0.3雙層體系表面完成體系圖得：aL0.44F3.643aL1.85193.6430.441.8519 0.7965L1=2paLF/E0K1=20.710.750.440.7965/45=0.117 (cm)=117 (0.01mm)（三） 路面基層頂面設計彎沉值路面基層回彈彎沉設計值的計算與底基層類似，不同之處在于將底基層換算為與基層材料相當?shù)漠斄亢穸取Ｓ嬎悴襟E如下：1）首先在計算底基層彎沉時已得底基層頂面的彎沉系數(shù)aL，接下來是對底基層進行當量換算。即將具有回彈模量E1和

16、厚度h1的底基層換算為與基層材料相當?shù)暮穸萮2/，換算公式如下：h2/h1 。2）由h2/與h2/之和及K1E0/K3E2的值，從附圖A.0.3查得基層相應的aL；3）按下式計算彎沉綜合修正系數(shù)F23.643aL1.85194）按下式計算基層頂面回彈彎沉l2=2paLF/E0K1計算示例4：同示例2，求基層頂面回彈彎沉。解：當量厚度換算：h2/（）20(250/280) 19.26cm h2/=15/10.75=1.395h2/=19.26/10.75=1.792h2/+ h2/=3.187K1E0/K3E2=45/280=0.161查圖A.0.3得： aL0.34F23.643aL1.85193.6430.341.85190.494L1=2paLF2/E0K1=20.710.750.4940.34/45=0.056 (cm)=56 (0.01mm)如路面基層上還有多層上基層，其計算方法與基層相同。（四） 路基、路面彎沉代表值的計算本段主要結合CASIO4500計算器的統(tǒng)計功能，舉例介紹