路基路面回彈彎沉值的計(jì)算

1、Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse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(mén)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JTJ014-97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)JTJ071-98中只提出要求檢測(cè)路面頂層和土

2、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JTJ034-2000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(xiě)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J

3、TJ014-973、 公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范JTJ034-20004、 公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTJ071-98（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JTJ014-97119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

4、一。計(jì)算公式是Ld=600N*AC*AS*Ab。公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ014-9742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。2、 路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算（一）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)公路等級(jí)、在設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)

5、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)構(gòu)時(shí)，Ab可取1.0；柔性基層、底基層Ab=1.6,當(dāng)

6、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)EQ14023.7069.201雙-100黃河JN15049.00101.601雙-80黃河LN16259.50115.001雙-60交通14125.5555.101雙-

7、50長(zhǎng)征CZ36147.6090.702雙132.040延安SX16154.6491.252雙135.050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(jí)軸載作用次數(shù)(次/日)東風(fēng)EQ140：前軸23.70KNV25KN,不計(jì)。后軸：C1=1,C2=1,n1=100,Pi=69.20KN,P=100KNN=C1C

8、2n1(Pi/P)4.35=1X1X100X(69.20/100)4.35=20.2(次*日-1)黃河JN150：前軸：C1=1,C2=6.4,n1=80,Pi=49.00KN,P=100KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35=1X6.4X80X(49.00/100)4.35=23.0(次*日-1)后軸：C1=1,C2=1,n1=100,Pi=101.60KN,P=100KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35=1X1X100X(101.60/100)4.35=107.2(次*日-1)黃河JN162：前軸：C1=1,C2=6.4,n1=60,Pi=59.50KN,P=100KNN=C1C2n

9、1(Pi/P)4.35=1X6.4>60X(59.50/100)4.35=40.1(次*日-1)后軸：C1=1,C2=1,n1=60,Pi=115.00KN,P=100KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35=1X1X60X(115.00/100)4.35=110.2(次*日-1)交通141：前軸：C1=1,C2=6.4,n1=50,Pi=25.55KN,P=100KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35=1X6.4X50X(25.55/100)4.35=0.9(次*日-1)后軸：C1=1,C2=1,n1=50,Pi=55.10KN,P=100KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35=1

10、X1X50X(55.10/100)4.35=3.8(次*日-1)長(zhǎng)征CZ361：前軸：C1=1,C2=6.4,n1=40,Pi=47.60KN,P=100KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35=1X6.4>40X(47.60/100)4.35=10.1(次*日-1)后軸：C1=1+1.2X(m-1)=1+1.2x(2-1)=2.2,C2=1,n1=40,Pi=90.70KN,P=100KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35=2.2MX40X(90.70/100)4.35=57.6(次*日-1)延安SX161：前軸：C1=1,C2=6.4,n1=50,Pi=54.64KN,P=100K

11、NN=C1C2n1(Pi/P)4.35=1X6.4X50X(54.64/100)4.35=23.1(次*日-1)后軸：C1=2.2,C2=1,n1=50,Pi=91.25KN,P=100KNN=C1C2m（Pi/P）4.35=1X1X50X（91.25/100）4.35=33.6（次*日-1）合計(jì)：N=429.8（次）三級(jí)公路設(shè)計(jì)使用年限8年，車道系數(shù)刀=0.65,則累計(jì)當(dāng)量軸次Ne=（1+丫）t-1X365Nr/丫（1+1卜）t=（1+0.05）8-1365X429.8X0.65/0.05（1+0.08）8-1=358801次路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算：AC=1.2AS=1.2Ab=1.6基層為級(jí)

12、配碎石（柔性基層）Ld=600N*AC*AS*Ab=600X358801-0.2X1.2M.2M.6=107（0.01mm）注意：若上述項(xiàng)目段為舊路改建，則交通量的來(lái)源是通過(guò)實(shí)地調(diào)查而得，然后再進(jìn)行軸載換算。3、 路基、路面基層設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算（1） 路基頂面設(shè)計(jì)彎沉值根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范JTJ034-2000規(guī)定，土基回彈彎沉的計(jì)算，首先應(yīng)確定土基回彈模量E0查公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范附錄E或通過(guò)實(shí)測(cè)可得相應(yīng)區(qū)域不利季的E0，然后按下式計(jì)算路基頂面設(shè)計(jì)彎沉值l0。L0=9308xE0-0.938（0.01mm）E0不利季節(jié)土基回彈模量單位為Mpa;計(jì)算示例2：在非不利季節(jié)測(cè)定某公路土基回

13、彈模量值得E0=50Mpa,季節(jié)影響系數(shù)K1=1.2,則土基回彈模量調(diào)整值為E0/=1.2X50=60Mpa,則l0=9308X60-0.938=200（0.01mm）K1季節(jié)影響系數(shù)，不同地區(qū)取彳1范圍為1.2-1.4?？刹楣窞r青路面設(shè)計(jì)規(guī)范表14。在進(jìn)行土基彎沉測(cè)量后，路段的代表值0+2S應(yīng)小于此標(biāo)準(zhǔn)值（一級(jí)公路和高速公路），或0+1.645S和0+1.58S小于此標(biāo)準(zhǔn)值（二級(jí)和二級(jí)以下公路）。注意：若查表得E0值，則其值已是不利季節(jié)之值。（2） 路面底基層頂面設(shè)計(jì)彎沉值根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范JTJ034-2000之規(guī)定，底基層頂面回彈彎沉按如下步驟計(jì)算：1） 利用土基和底基層材料

14、的回彈模量計(jì)算值E0和E1以及底基層的厚度h1（cm），計(jì)算模量比K1E0/K2E1及比值h1/8（為單個(gè)輪跡當(dāng)量圓半徑（cm）,對(duì)于黃河卡車，8=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(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)FF=4）計(jì)算底基層頂面回彈彎沉l1=2p8aLF/E0K1P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)

15、規(guī)范附錄D得E1=250MPa,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=0.18hi/8=20/10.75=1.86查附圖aL=0.44F=0.7965l1=2p6aLF/E0K1=2X0.7XI0.75X0.44>0.7965/45=0.117（cm）=117（0.01mm）（3） 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

16、回彈模量E1和厚度h1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/=h1。2）由h2/8與h2立和及K1E0/K3E2的值，從附圖；3）按下式計(jì)算彎沉綜合修正系數(shù)F2=4）按下式計(jì)算基層頂面回彈彎沉l2=2p6aLF/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/=h1=20X=19.26cmh2/8=15/10.75=1.395h28=19.26/10.75=1.792h2/8+h28=3.187K1E0/K3E2=45/280=0.161查圖aL=0.34F2=0.494l1=2p6aLF2/E0K1=2X0.7M0.75X0.494X0.34

17、/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。（4） 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：1101208856140106102682042001461 、按MODE3進(jìn)入SD模式2 、按2NDFSCIEXE清除存儲(chǔ)器內(nèi)容3 、輸入數(shù)據(jù)，每輸入一項(xiàng)數(shù)據(jù)時(shí)均要按DT鍵一次4 、如輸入：11012088，操作如下：110DAT120DAT88DAT按計(jì)算器上功能求出標(biāo)準(zhǔn)偏差值xon-1和平均值x,然后根據(jù)公路等級(jí)按式0+2S、0+1.645S或0+1.58S計(jì)算代表值L,最后作路基路面彎沉評(píng)定或路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommerc