2022年路基路面回弹弯沉值的计算 .pdf

路基路面回弹弯沉值的计算一、公路回弹弯沉值的作用一概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一部份，是勘察设计、施工监理和检测单位都要进行的一个工作事项。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，实现设计意图。在当前的标准规定中， 公路沥青路面设计标准JTJ 014-97 规定了路面顶层的设计弯沉计算公式和方法，但没有提出路基、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标准JTJ 034-2000 中则补充规定了路基、路面基层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标准， 就容易混淆回弹弯沉的原意，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，相当一部份勘察设计、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，以示对本行作点奉献在阅读本文之前，请备好以下标准和标准：1、公路工程技术标准 20032、公路沥青路面设计标准JTJ 014-97 3、公路路面基层施工技术标准JTJ 034-2000 4、公路工程质量检验评定标准JTJ 071-98 二弯沉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大回弹弯沉，是从设计弯沉经过路面强度不断衰减的一个变化值。理论上是一个最低值。计算公式是LR720N *AC*AS 。公路沥青路面设计标准JTJ 014-97 119 页设计弯沉设计弯沉值即路面设计控制弯沉值。是路面竣工后第一年不利季节，路面在标准轴载作用下，所测得的最大回弹弯沉值，理论上是路面使用周期中的最小弯沉值。是路面验收检测控制的指标之一。计算公式是Ld600N *AC*AS* Ab。公路沥青路面设计标准JTJ 014-97 42 页计算弯沉值计算弯沉值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、 路面和原有老路进行弯沉检测，并通过计算整理所得到的代表值。其作用主要是评定路基路面状况和作补强设计之用。计算弯沉值精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页路基， 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要求。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表征路面整体刚度大小的指标，是路面厚度计算的主要依据。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、面层和基层类型按下式计算: Ld600N *AC*AS*Ab 式中： Ld路面设计弯沉值；Ne设计年限内一个车道上累计当量轴次；AC 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面层类型系数，沥青砼面层为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1.1；沥青外表处治为1.2；中、低级路面为1.3；Ab基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm 时， Ab1.0；假设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Ab1.6，当柔性基层厚度大于15cm、底基层为半刚性下卧层时，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。计算例如1：某 V3 区拟新修建一条，三级公路，经勘察，沿线土质为粉质粘土，地下水位距地表，路基填土高平均，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=5%，试计算路面设计弯沉。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 /次 *日-1东风 EQ140 23.70 69.20 1 双- 100 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双- 80 黄河 LN162 59.50 115.00 1 双- 60 交通141 25.55 55.10 1 双- 50 长征 CZ361 47.60 90.70 2 双132.0 40 延安 SX161 54.64 91.25 2 双135.0 50 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，根据标准97规定，以设计弯沉值为指标，大于25KN 的各级轴载均应进行换算。计算公式为：N= C1C2n1(Pi/P)4.35 次 *日-1C1后前轴数C2前后轮轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。n1被换算车型的各级轴载作用次数次/日东风 EQ140：前轴 23.70KN 25KN ，不计。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页后轴：C11，C21，n1=100，Pi=69.20 KN ， P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 11100 69.20/100 4.3520.2次 * 日-1黄河 JN150：前轴：C11，C26.4， n1=80， Pi=49.00 KN ，P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1 80 49.00/1004.3523.0次 *日 -1后轴：C11，C21，n1=100，Pi=101.60KN ，P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 11100 101.60/1004.35107.2次 * 日-1黄河 JN162：前轴：C11，C26.4， n1=60， Pi=59.50KN ， P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1 60 59.50/1004.3540.1次 *日 -1后轴：C11，C21，n1=60，Pi=115.00KN ，P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1160 115.00/1004.35110.2次 *日-1交通 141：前轴：C11，C26.4， n1=50， Pi=25.55KN ， P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1 50 25.55/1004.350.9次 *日-12009-12-30 13:57 回复sunwancun521 0 位粉丝3 楼后轴：C11，C21，n1=50，Pi=55.10KN ，P 100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1150 55.10/1004.353.8次 *日 -1长征 CZ361：前轴：C11，C26.4， n1=40， Pi=47.60KN ， P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1 40 47.60/1004.3510.1次 *日 -1后轴： (2-1)=2.2，C2 1，n1=40，Pi=90.70KN ，P100 KN N=C1C 140 90.70/1004.3557.6次 * 日-1延安 SX161：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页前轴：C11，C26.4， n1=50， Pi=54.64KN ， P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1 50 54.64/1004.3523.1次 *日 -1后轴：C12.2，C21， n1=50， Pi=91.25KN ， P100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1150 91.25/1004.3533.6次 *日-1合计：N=429.8次三级公路设计使用年限8 年，车道系数0.65，则累计当量轴次Ne=1+ t-1 365 N/(1+)t-1 = 1+0.058-1 365 (1+0.08)8-1 358801 次路面设计弯沉值的计算：Ab1.6 基层为级配碎石(柔性基层 ) Ld600N *AC*AS*Ab600 1.6107 注意：假设上述项目段为旧路改建，则交通量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标准JTJ 034-2000 规定，土基回弹弯沉的计算，首先应确定土基回弹模量E0 查公路沥青路面设计标准附录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l0。L0=9308 E0-0.938 () E0不利季节土基回弹模量单位为 Mpa；计算例如2：在非不利季节测定某公路土基回弹模量值得E050Mpa，季节影响系数K11.2，则土基回弹模量调整值为E0/5060Mpa，则l0=9308 60 200 K1季节影响系数，不同地区取值范围为1.2-1.4。可查公路沥青路面设计标准表 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：假设查表得E0 值，则其值已是不利季节之值。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标准JTJ 034-2000 之规定， 底基层顶面回弹弯沉按如下步骤计算：1)利用土基和底基层材料的回弹模量计算值E0 和 E1 以及底基层的厚度h1 cm ，计算模量比 K1E0/K2E1及比值h1/(为单个轮迹当量圆半径cm,对于黄河卡车，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标准附录E) 2查附图，得底基层外表弯沉系数aL。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页3计算弯沉综合修正系数F 4计算底基层顶面回弹弯沉l1=2p aLF/E0K1P后轴重100KN 卡车轮胎的单位压力，对于黄河卡车，可取0.7MPa；K1季节影响系数，可取1.2-1.4。计算例如3：某公路路面结构层，土基回弹模量值查表得E045MPa，底基层为填隙碎石层，厚20cm，查公路沥青路面设计标准附录D 得 E1250MPa，基层为级配碎石，层厚为15cm，查表得 E2280MPa，试计算底基层顶面回弹弯沉值。解：h1/查附图双层体系外表完成体系图得：LL1=2p aLF/E0K1=0.117 (cm) =117 () 三路面基层顶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厚度。计算步骤如下：1首先在计算底基层弯沉时已得底基层顶面的弯沉系数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 h1 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/h1 。2由 h2/与 h2/之和及K1E0/K3E2 的值，从附图查得基层相应的aL；3按下式计算弯沉综合修正系数4按下式计算基层顶面回弹弯沉l2=2p aLF/E0K1计算例如4：同例如 2，求基层顶面回弹弯沉。解：当量厚度换算：h2/20(250/280) h2/ h2/h2/ + h2/精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页K1E0 查图L1=2p aLF2/E0K1=0.056 (cm) =56 () 如路面基层上还有多层上基层，其计算方法与基层相同。四路基、路面弯沉代表值的计算本段主要结合CASIO4500 计算器的统计功能，举例介绍如何对外业测得的弯沉值进行代表值的计算。如测得如下弯沉：110 120 88 56 140 106 102 68 204 200 146 1、按 MODE 3 进入 SD 模式2、按 2NDF SCI EXE 清除存储器内容3、输入数据，每输入一项数据时均要按DT 键一次4、如输入： 110 120 88，操作如下：110DAT 120DAT 88DAT 按计算器上功能求出标准偏差值x n-1 和平均值 x， 然后根据公路等级按式0+2S、0+1.645S或 0+1.58S 计算代表值L，最后作路基路面弯沉评定或路面结构设计。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页