公路回彈彎沉值的作用

1、、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(zhì)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(zhì)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(shù)規(guī)范 JTJ 034-2000 中則

2、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(shù)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(jù)和結(jié)果。 經(jīng)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(shù)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(shù)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(shù)規(guī)范 JTJ 034-20004、公路工程質(zhì)

3、量檢驗評定標準 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(jīng)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

4、路瀝青路面設計規(guī)范 JTJ 014-97 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(jù)。路面設計彎沉值應 根據(jù)公路等級、在設計年限內(nèi)累計當量軸次、面層和基層類型按下

5、式計算 :Ld600N *AC*AS*Ab式中： Ld路面設計彎沉值（ 0.01mm）；Ne設計年限內(nèi)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(jié)構(gòu)時，Ab 可取 1.0 ；柔性基層、底基層

6、 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 ；2樓新建公路和改建公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(jīng)勘察，沿線土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，地下水位距地表 1.2 米，路基填土高平均 0.8 米，據(jù)預測竣工年初交通組成如下表 1.1 示，使用年限內(nèi)交通量年增長率 =5%，試計算路面設計彎沉。車型前軸重 /KN后軸重 /KN軸距 /cm交通量 /（次 *日-1 ）東風 EQ14023.7069.20黃河 JN15049.00101.60黃河 LN16259.50115.00交通14125.5555.10 1長征

7、CZ36147.6090.70延安 SX16154.6491.25成預測交通后軸輪組數(shù)量組后表 1.1后軸數(shù)1雙-1001雙-801雙-60雙-502雙132.0402雙135.050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(jù)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 23.70KN&

8、lt; 25KN，不計。后軸：C11，C21，n1=100，Pi=69.20 KN ，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×100×( 69.20/100 )4.35 20.2 (次 *日-1)黃河 JN150：前軸：C11，C26.4 ，n1=80，Pi=49.00 KN ，P 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4×80×( 49.00/100 )4.35 23.0 (次*日-1)后軸：C11，C21，n1=100，Pi=101.60KN ，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.

9、35 1×1×100×( 101.60/100 )4.35 107.2 (次*日-1) 黃河 JN162： 前軸：C11，C26.4 ，n1=60，Pi=59.50KN ，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4×60×( 59.50/100 )4.35 40.1 (次*日-1) 后軸：C11，C21，n1=60，Pi=115.00KN ，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×60×( 115.00/100 )4.35 110.2 (次*日-1)交通 141 ：

10、 前軸： C11，C26.4 ，n1=50，Pi=25.55KN ，P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4×50×( 25.55/100 )4.35 0.9(次*日-1)3樓后軸：C11，C21，n1=50，Pi=55.10KN ，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×50×( 55.10/100 ) 4.35 3.8 (次 *日-1) 長征 CZ361： 前軸：C11，C26.4 ，n1=40，Pi=47.60KN ，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6

11、.4×40×( 47.60/100 )4.35 10.1 (次*日-1) 后軸：C11+1.2 ×( m-1)=1+1.2×(2 -1)=2.2 ，C2 1，n1=40， Pi=90.70KN ， P 100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 2.2×1×40×( 90.70/100 )4.35 57.6 (次*日-1)延安 SX161： 前軸： C11，C26.4 ，n1=50，Pi=54.64KN ，P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4×50×( 54.

12、64/100 )4.35 23.1 (次*日-1) 后軸：C12.2 ，C21，n1=50，Pi=91.25KN ，P100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×50×( 91.25/100 ) 4.35 33.6 (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- 1 ×365 N/ (1+ )t-1= (1+0.05 )8-1 ×365×429.8 ×0.65/0.05 ×(1+0.08)8 -1 358801次路

13、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*Ab 600×358801 - 0.2×1.2×1.2×1.6 107(0.01mm) 若上述項目段為舊路改建，則交通量的來源是通過實地調(diào)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路基頂面設計彎沉值根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)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=9

14、308×E0-0.938（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E0 50Mpa，季節(jié)影響系數(shù) K11.2 ，則土基回彈模量調(diào)整值為 E0/1.2×50 60Mpa，則l0=9308 ×60 -0.938200（ 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 。可查公路瀝青路面設計規(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+1.64 5S和 0+1.58S 小于此標準值（二級和二級以下公路）。若查表得 E0 值，則其值

15、已是不利季節(jié)之值。（二） 路面底基層頂面設計彎沉值 根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)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/（ 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=2p a

16、LF/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(jié)構(gòu)層，土基回彈模量值查表得E0 45MPa，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 E2280MPa， 試計算底基層頂面回彈彎沉值。解：K1E0/K2E1 45/250 0.18h1/ 20/10.75 1.86查附圖 A.0.3 得：4樓aL0.44F3.643aL1.8519 3.643 ×0.441.85190.7965l1=2p aLF

17、/E0K1=2×0.7 ×10.75×0.44×0.7965/45=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?量厚度。 計算步驟如下：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和厚度 h1的底基層換算為與基層材料相當?shù)暮穸?h2/ ，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）

18、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=2p aLF/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/ h1 20× 19.26cmh2/ =15/10.75=1.395h2/ =19.26/10.75=1.792h2/+ h2/ =3.187 K1E0/K3E2=45/280=0.161 查圖 A.0.3 得： aL 0.34 F23.643aL1.8519 3.643 ×0.341.8519 0.494l1=2p aLF2/E0K1=2×0.7×10.75×0.494×0.34/45=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