设计弯沉值计算

1、、公路回弹弯沉值的作用(-) 槪述路基路面回弹弯沉的设计计算与检测，是公路建设过程中必不可少的部份，是勘察设计、施工监理和检测单位都要进行的-个工作事项。首先由设计单位设计出弯沉值，再由施工单位去执行施工自检，然后由监理、检测部门抽检鉴定，实现设计总图。在当前的规范规定中，公路沥青路面设计规范JTJ 014-97规定了路而顶层的设计弯沉 计算公式和方法，但没有捉出路基、路面基层的弯沉计算方；在公路工程质量检验评定标 准JTJ 071-98中只提出要求检测路面顶层和土质路基回弹弯沉，没有提出检测路面基层弯沉的检测项：在公路路面基层施工技术规范JTJ 034-2000 中则补充规定了路基、路面基层

2、的相应回弹弯沉的计算检测标准。因此，对于很多工程技术人员来说，如果不同时熟悉上述三种规范，就容易混淆回弹弯沉的原总，造成错误认识，甚至做出错误的数据和结果。经笔者近年实际使用和研究发现，相当部份勘察设计、施工监理和检测单位都存在类似问题。为帮助基层工程技术人员很好地撑握回弹弯沉在公路工程建设中的应用，本人在前辈及同行的肩背上，略作点抄习发挥，特写此文，以示对本行作点贡献在阅读本文之前，请备好以下标准和规范：1、公路工程技术标准( 2003 )2、公路沥青路面设计规范JTJ014-973、公路路面基层施匸技术规范JTJ 034-20004、公路匚程质量检验评定标准JTJ 071-98（二） 弯沉

3、的作用公路工程回弹弯沉分为容许弯沉、设计弯沉和计算弯沉。容许弯沉容许弯沉是合格路面在正常使用期末不利季节，路面处于临界破坏壮态时出现的最人回弹弯沉，是从设计弯沉经过路面强度不断衰减的i个变化值。理论上是i个最低值。计算公式绘LR= 720NAC*AS 公路沥青路面设计规范JTJ 014-97119页设计弯沉设计弯沉值即路面设计控制弯沉值。是路面竣匸后第年不利季节，路面在标准轴载作用下， 所测得的最人回弹弯沉值，理论上是路面使用周期中的最小弯沉值。 是路而验收检测控制的 指标之一。计算公式是Ld = 600N*AC*AS*Ab 。公路沥青路面设计规范JTJ 014-9742页计算弯沉值计算弯沉值

4、分检测计算弯沉值和理论计算弯沉值。检测计算弯沉值：通过对路基、路而和原有老路进行弯沉检测，并通过计算整理所得到的代衣值。其作用主要是评定路基路面状况和作补强设计之用。计算弯沉值路基，路面基层、底基层等各层在设计时均要求计算出其弯沉设计值，在完工检测时也要检测其值，以检验其强度是否满足妥求。此作为本文重点，后面详细介绍。二、路面设计弯沉值的计算（一）路面顶面设计弯沉值路面设计弯沉值是衣征路面整体刚度人小的指标，是路面耳度计算的主妥依据。路面设计弯沉值应根据公路等级、在设计年限内累计当量轴次、而层和基层类型按下式计算：Ld = 600N*AC*AS*Ab式中：Ld 一一路面设计弯沉值（0.01mm

5、）:Ne 一一设计年限内一个车道上累计当量轴次：AC一一公路等级系数，高速公路、一级公路为 1.0,二级公路为 1.1,三、四级公路为 1.2 : AS 一一面层类型系数，沥青確面层为 1.0 :热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯 或贯入式路面为1：沥青表面处治为1.2 :中、低级路面为1.3 : Ab 一一基层类型系数， 对半刚性基层、底基层总耳度等于或人于20cm时，Ab = 1.0 ：若面层与半刚性基层间设置等于或小于 15cm 级配碎石层、沥青贯入碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时，Ab可取1.0 : 柔性基层、底基层 Ab = 1.6 ,当柔性基层厚度大于15cm、底基层为半刚性下卧

6、层时，Ab可取1.6 :新建公路和改建公路路设计弯沉均采用上面公式计算。计算示例1 :某V3区拟新修建-条，三级公路，经勘察，沿线土质为粉质粘土，地下水位距地衣1.2米，路基填土高平均0.8米，据预测竣工年初交通组成如下表1.1示，使用年限内交通量年增长率Y -5% ,试计算路面设计弯沉。预测交通量组成农1.1车型 前轴重/KN 后轴重KN 后轴数后轴轮组数后轴距/cm 交通量/东风EQ14023.7069.201双-100黄河JN15049.00101.601双 80黄河LN16259.50115.001双 60交通14125.5555.101双50长征CZ36147.6090.702双13

7、2.040延安SX16154.6491.252双135.050解: 标准轴载及轴载换算：路面设计采用双轮组单轴载100KN为标准轴载，以BZZ100表示，根据规范（97 ）规定,以设计弯沉值为指标，人于 25KN的各级轴载均应进行换算。计算公式为：N-ClC2nl（PiP）4-35（汝日）C1 后（前）轴数C2 一一前后轮轮组系数，单轮组为6.4 ,双轮组为1 ,四轮组为0.38 B1 一被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）东风EQ140 :前轴 23.70KN V25KN,不计。后轴：Cl = 1 , C2 = 1 , nl-100,P1-69.20 KN , P= 100 KNN-ClC

8、2nl（PiP）4.35 = 1 X 1 X 100 X69 （.20/100） 4.35 = 20.2 （次 * 0 -1 ）黄河JN150 :前轴：Cl = 1 , C2 = 6.4 , nl-80 , Pi-49.00 KN , P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35 = 1 X 6.4 X 80 49 X. (00/100) 4.35 = 23.0 (次 咱)后轴：Cl = 1 , C2 = 1 , nl-100,Pi-101.60KN , P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35 = 1 X 1 X 100 X101 (.60/100) 435 = 107.

9、2 (次 *H )黄河JN162 :前轴：Cl = 1 , C2 = 6.4 , nl-60 , P1-59.50KN , P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35 = 1 X 6.4 X 60 59X. (50/100) 4.35 = 40.1 (次 咱)后轴：Cl = 1 , C2 = 1 , nl-60 , P1-115.OOKN , P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35 = 1 X 1 X 60 X115 (.00/100) 4.35 = 110.2 (次 * 0 -1 )交通141 :前轴：Cl = 1 , C2 = 6.4 , nl-50 , P1-25

10、.55KN P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35 = 1 X 6.4 X 50 25X.(55/100) 4.35 = 0.9 (次 * 0-1 )后轴：Cl = 1 , C2 = 1 , nl-50 , Pi-55.10KN , P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35= 1X1X 50 X55 (.10/100)4.35 = 3.8 (次 * EM )长征CZ361 :前轴：Cl = 1 , C2 = 6.4 ,nl-40 P1-47.60KN , P =100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35=1 X 6.4X 40 47X. (60/100)4.35

11、= 10.1（次咱-1）后轴：C1 = 1+1.2 X (m-1)-1+1.2X -(21)-2.2 , C2 =1 nl-40 ,P1-90.70KN , P = 100KNN-ClC2nl(PiP)4.35=2.2X 1 X 40 90X. (70/100)4.35 = 57.6（次咱-1）延安SX161 :前轴：Cl = 1 , C2 = 6.4 ,nl-50 , P1-54.64KN , P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35=1 X 6.4 X 50 54 X. (64/100) 4.35 = 23.1 (次-1 )后轴:Cl = 2.2 , C2 = 1 ,nl-50

12、 , P1-91.25KN , P= 100 KNN-ClC2nl(PiP)4.35=1 X 1 X 50 X91 (.25/100) 4.35 = 33.6 (次 0)合计：N-429.8（次）三级公路设计使用年限8年，车道系数11=0.65 ,则累计当虽轴次Ne叫(1+ Y)t- 1 X 365 N n / 丫(丫)t-(1205 ) 8- 1X 365 X 429.8 X 0.65/0.05X-1X1O.O8)8= 358801次路面设计弯沉值的计算：AC = 1.2AS = 1.2Ab =1.6基层为级配碎石(柔性基层)Ld = 600N *AC*AS*Ab = 600 X 35880

13、1-0.2 X 1.2 X 1.2X107.6= ( 0.01mm)注意:若上述项目段为I口路改建，则交通虽的来源是通过实地调查而得，然后再进行轴载换算。三、 路基、路面基层设计弯沉值的计算(一) 路基顶面设计弯沉值根据公路路面基层施工技术规范JTJ 034-2000 规定，土基回弹弯沉的计算，首先应确定土基回弹模虽E0查公路沥青路面设计规范附录 E或通过实测可得相应区域不利季的E0 ,然后按下式计算路基顶面设计弯沉值10 L0-9308 X E0-.938(0.01mm)E0 一一不利季节土基回弹模量单位为Mpa :计算示例2 :在非不利季节测定某公路土基回弹模虽值得E0 = 50Mpa ,

14、季节影响系数K1 = 1.2 ,则土基回弹模量调整值为 E0/= 1.2 X 5060Na =,则10- 9308 X 60-.938=200(0.01mm)K1 一一季节影响系数，不同地区取值范围为1.2-14 o可查公路沥青路面设计规范衣 14。在进行土基弯沉测量后，路段的代表值 0+2S应小于此标准值(一级公路和高速公路)，或0+1.645S和0+1.58S小于此标准值（二级和二级以下公路）。注意:若查农得E0值，则其值己是不利季节之值。（二）路面底基层顶面设计弯沉值根据公路路面基层施工技术规范JTJ 034-2000之规定，底基层顶而回弹弯沉按如下步骤计算：1）利用土基和底基层材料的回

15、弹模量计算值E0和E1以及底基层的厚度 hl （cm）,计算模虽比K1E0/K2E1 及比值111/6 （为6单个轮迹当量圆半径（cm ），对于黄河卡车，8 = 10.75 :K2为底基层材料季节影响系数，可取 1.1-1.2 ,或查公路沥青路面设计规范附录 E）2 ）査附图A0.3 ,得底基层表面弯沉系数aL3） 计算弯沉综合修正系数 FF= 3.643aL1.85194）计算底基层顶面回弹弯沉11- 2p6 aLF.EOKlP 一后轴重100KN卡车轮胎的单位压力，对于黄河卡车，可取 0.7MPa ：K1 一一季节影响系数，可取1.2-1.4。计算示例3 :某公路路面结构层，土基回弹模虽值

16、查农得E0= 45NIPa，底基层为填隙碎石层，厚20cm ,查公路沥青路面设计规范附录 D得El= 250MPa ,基层为级配碎石，层厚为 I5cm , 查农得E2=280MPa ,试计算底基层顶面回弹弯沉值。解：K1E0/K2E1 = 45/250 = 0.18hl/ 6 =20/10.75 = 1.86查附图A0.3得：aL= 0.44F= 3.643aL1.8519 = 3.643 X 0.441.8519= 0.796511-2 p 6 aLF/EOKl-2 X 0.7 X 10.75 X 0.44 X 0.7965/45-0.117 （cm）-117（0.01mm）（三）路面基层顶

17、面设计弯沉值路面基层回弹弯沉设计值的计算与底基层类似，不同之处在于将底基层换算为与基层材料相当的当量耳度。计算步骤如下：1）首先在计算底基层弯沉时已得底基层顶而的弯沉系数aL,接下来是对底基层进行当量换算。即将具有回弹模量 E1和厚度hl的底基层换算为与基层材料相当的厚度h2/,换算公式如下：h2/ = hl 。2 ）由h2/ &与h2/ 6之和及K1E0/K3E2的值，从附图A0.3查得基层相应的aL；3）按下式计算弯沉综合修正系数F2= 3.643aL1.85194)按下式计算基层顶面回弹弯沉12- 2p6 aLF/EOKl计算示例4 :同示例2 ,求基层顶面回弹弯沉。解：当量厚度换算：h2/ =hl = 20 x=19.26cmh2/ 6 -15/10.75-1.395h26 -19.26/10.75-1.792h2/ 6 +h26 -3.187KI E0/K3E2-45/280-0.161查图 AO.3 得：aL= 0.34F2= 3.643aL1.8519= 3.643 X 0.341.8519= 0.49411-2p6 aLF2/E0Kl-2 X 0.7 X 10.75 X 0.494 X 0.34/45-0.056 (cm)-56(0.01 mm)如路而基层上还有多层上基层.其计算方法与基层相同。（四）