路基路面回彈彎沉值的計(jì)算

1、路基路面回彈彎沉值的計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)算與檢測(cè)，是公路建設(shè)過(guò)程中必不可少的一部份，是勘察設(shè) 計(jì)、施工監(jiān)理和檢測(cè)單位都要進(jìn)行的一個(gè)工作事項(xiàng)。首先由設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)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(cè)部門抽檢鑒定，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。 在當(dāng)前的規(guī)范規(guī)定中，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ 014-97規(guī)定了路面頂層的設(shè)計(jì)彎 沉計(jì)算公式和方法，但沒(méi)有提出路基、路面基層的彎沉計(jì)算方；在公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng) 定標(biāo)準(zhǔn) JTJ 071-98中只提出要求檢測(cè)路面頂層和土質(zhì)路基回彈彎沉，沒(méi)有提出檢測(cè)路 面基層彎沉的檢測(cè)項(xiàng)；在公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范 JT

2、J 034-2000中則補(bǔ)充規(guī)定了 路基、路面基層的相應(yīng)回彈彎沉的計(jì)算檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于很多工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)， 如果不同時(shí)熟悉上述三種規(guī)范，就容易混淆回彈彎沉的原意，造成錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，甚至做出 錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)和結(jié)果。 經(jīng)筆者近年實(shí)際使用和研究發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)一部份勘察設(shè)計(jì)、施工監(jiān)理和檢測(cè)單位都存在類 似問(wèn)題。為幫助基層工程技術(shù)人員很好地?fù)挝栈貜棌澇猎诠饭こ探ㄔO(shè)中的應(yīng)用，本人 在前輩及同行的肩背上，略作點(diǎn)抄習(xí)發(fā)揮，特寫此文，以示對(duì)本行作點(diǎn)貢獻(xiàn) 在閱讀本文之前，請(qǐng)備好以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范： 1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（ 2003） 2、公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ 014-97 3、公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范 JTJ 0

3、34-2000 4、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) JTJ 071-98 （二） 彎沉的作用 公路工程回彈彎沉分為容許彎沉、設(shè)計(jì)彎沉和計(jì)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(shí)出現(xiàn)的最大回 彈彎沉，是從設(shè)計(jì)彎沉經(jīng)過(guò)路面強(qiáng)度不斷衰減的一個(gè)變化值。理論上是一個(gè)最低值。計(jì) 算公式是 LR = 720N *AC*AS。 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ 014-97119 頁(yè) 設(shè)計(jì)彎沉 設(shè)計(jì)彎沉值即路面設(shè)計(jì)控制彎沉值。是路面竣工后第一年不利季節(jié)，路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載作 用下，所測(cè)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(yàn)收 檢測(cè)控制的指標(biāo)之一。計(jì)算公式是

4、 Ld = 600N *AC*AS* Ab。 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ 014-9742 頁(yè) 計(jì)算彎沉值 計(jì)算彎沉值分檢測(cè)計(jì)算彎沉值和理論計(jì)算彎沉值。 檢測(cè)計(jì)算彎沉值： 通過(guò)對(duì)路基、路面和原有老路進(jìn)行彎沉檢測(cè)，并通過(guò)計(jì)算整理所得到的代表值。其作用 主要是評(píng)定路基路面狀況和作補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)之用。 計(jì)算彎沉值 路基，路面基層、底基層等各層在設(shè)計(jì)時(shí)均要求計(jì)算出其彎沉設(shè)計(jì)值，在完工檢測(cè)時(shí)也 要檢測(cè)其值，以檢驗(yàn)其強(qiáng)度是否滿足要求。此作為本文重點(diǎn)，后面詳細(xì)介紹。 二、 路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算 路面頂面設(shè)計(jì)彎沉值 路面設(shè)計(jì)彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)，是路面厚度計(jì)算的主要依據(jù)。路面設(shè) 計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等

5、級(jí)、在設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量軸次、面層和基層類型按下式計(jì)算 : Ld = 600N *AC*AS*Ab 式中：Ld路面設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）； Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次； AC 公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0,二級(jí)公路為1.1，三、四級(jí)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(jí)路面為1.3; Ab 基層類型系 數(shù)，對(duì)半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm時(shí)，Ab= 1.0;若面層與半剛性基層間 設(shè)置等于或小于15cm級(jí)配碎石層、瀝青貫入碎石、瀝青碎石的半剛性基層結(jié)

6、構(gòu)時(shí)，Ab可 取1.0;柔性基層、底基層 Ab= 1.6,當(dāng)柔性基層厚度大于15cm底基層為半剛性下臥層 時(shí)， Ab 可取 1.6; 新建公路和改建公路路設(shè)計(jì)彎沉均采用上面公式計(jì)算。 計(jì)算示例 1： 某V3區(qū)擬新修建一條，三級(jí)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(yù)測(cè)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(zhǎng)率丫 =5%，試計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉。 預(yù)測(cè)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(fēng) EQ140 23.70 69.20 1 雙- 100

7、 黃河 JN150 49.00 101.60 1 雙- 80 黃河 LN162 59.50 115.001 雙 - 60 、工 交通 141 25.55 55.10 1 雙 -50 長(zhǎng)征 CZ361 47.60 90.70 2 雙 132.0 40 延安 SX161 54.64 91.25 2 雙 135.0 50 解： 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算： 路面設(shè)計(jì)采用雙輪組單軸載 100KN 為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以 BZZ100 表示，根據(jù)規(guī)范（ 97）規(guī)定， 以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)，大于 25KN 的各級(jí)軸載均應(yīng)進(jìn)行換算。計(jì)算公式為： N= C1C2n1（Pi/P）4.35（次 *日-1） C1后（前）軸數(shù) C2前

8、后輪輪組系數(shù)，單輪組為 6.4,雙輪組為1,四輪組為0.3 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(shè)計(jì)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(jì)算彎沉綜合修正系數(shù) F F= 3.643aL1.8519 4）計(jì)算底基層頂面回彈彎沉 l1=2p 3 aLF/E0K1 P后軸重100KN卡車輪胎的單位壓力，對(duì)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(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范附錄 D得E1= 250MPa,

9、基層為級(jí)配碎石，層厚為 15cm,查表得E2= 280MPa,試計(jì)算底基層頂面回彈彎沉值。 解： K1E0/K2E1 =45/250=0.18 h1/3=20/10.75=1.86 查附圖A.0.3雙層體系表面完成體系圖得： aL= 0.44 F = 3.643a1.8519= 3.643X 0.44.8519 = 0.7965 L1=2p3 aLF/E0K1 =2X 0.7 X 10.75 X 0.44 X 0.7965/45 =0.117 (cm) =117 (0.01mm) (三) 路面基層頂面設(shè)計(jì)彎沉值 路面基層回彈彎沉設(shè)計(jì)值的計(jì)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

10、當(dāng)?shù)漠?dāng)量厚度。 計(jì)算步驟如下： 1) 首先在計(jì)算底基層彎沉?xí)r已得底基層頂面的彎沉系數(shù)aL,接下來(lái)是對(duì)底基層進(jìn)行當(dāng)量 換算。即將具有回彈模量E1和厚度hl的底基層換算為與基層材料相當(dāng)?shù)暮穸萮2/，換算 公式如下： h2/ = hl。 2) 由h2/ 5與h2/ S之和及K1E0/K3E2的值，從附圖 A.0.3查得基層相應(yīng)的aL; 3) 按下式計(jì)算彎沉綜合修正系數(shù) F2 = 3.643aL.8519 4) 按下式計(jì)算基層頂面回彈彎沉 l2=2p 5 aLF/E0K1 計(jì)算示例 4： 同示例 2，求基層頂面回彈彎沉。 解： 當(dāng)量厚度換算：h2/ = h 1 X (E i/E 2) I = 20X

11、(250/280) 1/3 =19.26cmh2/ 5 =15/10.75=1.395 h2/ 5 =19.26/10.75=1.792 h2/ 5 + h/2/ 5 =3.187 K1E0/K3E2=45/280=0.161 查圖 A.0.3得：aL= 0.34 F2 = 3.643aL.8519= 3.643X 0.34.8519 =0.494 L1=2p S aLF2/E0K1 =2X 0.7 X 10.75 X 0.494 X 0.34/45 =0.056 (cm) =56 (0.01mm) 如路面基層上還有多層上基層，其計(jì)算方法與基層相同。 (四) 路基、路面彎沉代表值的計(jì)算 本段主要結(jié)合CASIO4500計(jì)算器的統(tǒng)計(jì)功能，舉例介紹如何對(duì)外業(yè)測(cè)得的彎沉值進(jìn)行代 表值的計(jì)算。 如測(cè)得如下彎沉： 110120885614010610268204200146 1、按 MODE 3 進(jìn)入 SD 模