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路面结构计算一
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(提要：土基模量35Mpa)
轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
序号车型名称前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数后轴轮组数后轴距(m) 交通量
1 金杯SY13
2 12.8 27.6 1 双轮组 1181
2 解放CA50 28.7 68.2 1 双轮组 1188
3 黄河JN360 50 110 2 双轮组 <3 245
4 红旗CA630 19.3 27.9 1 双轮组 2659
5 贵州GZ661A 41.4 45.2 1 双轮组 2659
6 金陵JL6121S 48.3 50.2 2 双轮组 >3 868
设计年限 15 车道系数 .45
序号分段时间(年) 交通量年增长率
1 2 24.5 ％
2 10 7.6 ％
3 3 4.3 ％
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :
路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1952
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 9536450
当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :
路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1752
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 8559355
公路等级高速公路
公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)
层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)
1 细粒式沥青混凝土 1.
2 .39
2 中粒式沥青混凝土 .8 .26
3 粗粒式沥青混凝土 .6 .18
4 水泥稳定碎石 .
5 .25
5 级配碎石
新建路面结构厚度计算
公路等级 : 高速公路
新建路面的层数 : 5
标准轴载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)
路面设计层层位 : 4
设计层最小厚度 : 15 (cm)
层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa) (20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 4 1400 2000 .39
2 中粒式沥青混凝土 6 1200 1800 .26
3 粗粒式沥青混凝土 7 1000 1400 .18
4 水泥稳定碎石 ? 1300 1300 .25
5 级配碎石 20 200 200
6 土基 35
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 24.1 (0.01mm)
H( 4 )= 35 cm LS= 24.6 (0.01mm)
H( 4 )= 40 cm LS= 22.1 (0.01mm)
H( 4 )= 36 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 36 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 36 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 36 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 36 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 36 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 36 cm(同时考虑弯沉和拉应力)
通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------
细粒式沥青混凝土 4 cm
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 6 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石 36 cm
---------------------------------------
级配碎石 20 cm
---------------------------------------
土基
竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级 : 高速公路
新建路面的层数 : 5
标准轴载 : BZZ-100
层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息 (20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 4 1400 2000 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 6 1200 1800 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 7 1000 1400 计算应力
4 水泥稳定碎石 36 1300 1300 计算应力
5 级配碎石 20 200 200 不算应力
6 土基 35
计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :
第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.1 (0.01mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 26.6 (0.01mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 30.8 (0.01mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 36.5 (0.01mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 216.7 (0.01mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 331.5 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 266.2 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)
计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :
第 1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.213 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.054 (MPa)
第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.01 (MPa)
第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .134 (MPa)
沥青混凝土路面计算书 一、交通量的计算 根据任务要求，其中与路面损坏有关的各类车俩交通量如下表 1、 计算累计当量轴次 累计当量轴次表 表2-1 车辆类型 交通量 (辆/d) 后轴 前轴 总换算系数 当量轴次 (次/d) 轴数系数C 1 轮组系数 C 2 后轴重(KN) 后轴换算系数 轴数系数C 1 轮组系数 C 2 前轴重(KN) 前轴换算系数 桑塔纳 3771 五十铃 6493 1 6.4 (18.5) 0.147 ( / ) 0.147 ( / ) 974 解放CA10B 3883 1 1.0 60.85 0.115 (0.019) 1 6.4 (18.5) 19.4 0.005 0.125 (0.019) 406 (64) 黄河JN150 1383 1 1.0 101.6 1.071 (1.135) 1 6.4 (18.5) 49.0 0．287 (0.003) 1.358 (1.138) 1881 (1579) 黄河JN162 290 1 1.0 115.0 1.836 (3.059) 1 6.4 (18.5) 59.5 0.668 (0.29) 2.50 ( 3.350) 728 (972) 交通SH361 28 2.2 1.0 2× 110.0 3.330 (6.431) 1 6.4 (18.5) 60.0 0.694 (0.311) 4.02 (6.74) 134 (186) 合计 4123 (2801) 当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，凡轴载大于25KN 的各级轴载（包括车辆的前、后轴），均应按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 。 4.35 121 k i i i P N C C n P =??= ? ??∑ 《规范》3.1.2-1 式中：
新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于西南地区，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取 70.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表 A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通等级属于中等交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算 根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为20.1℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。可靠度系数为1.04。 根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-8.23，d2=0.77。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计算结果汇总于表5中。 各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=19.2(mm)，根据表3.0.6-1，沥青层容许永久变形为20.0(mm)，拟定的路面结构满足要求。
地学中常用公式 一、平均品位的计算公式： 1、算术平均：(X1+X2-……+Xn)／n X1、X 2、X n为样品品位 2、加权平均：(X l×L l+X2×L2+……+ X n×Ln)／(L l+L2+……+L n) X1、X2……X n。为样品品位，L l+L2+……+Ln为样品长度 3、几何平均为Xn 2 ?Λ 1 X1、X2、Xn为样品品位 K X ? n? X 注：品位为正态分布时，处理特高品位时，可用此公式。 二、矿体厚度(Vm)、品位(Vc)变化系数： — X=(X1+X2+……+Xn)／n 计算矿体厚度、品位的平均值 ∑- σ计算均方差 X (2n Xi /( - =)1 ) 厚度、品位变化系数： Vm或Vc=? σ100％ ÷X 三、地质剖面岩石厚度计算公式： y=sinα·cosβ·cosγ±cosα·sinβ α--导线坡度角 β--地层倾角 γ --导线方向与地层倾角的夹角 地层倾向与坡向相反取正号，地层倾向与坡向相同取负号； 真厚度=L×y 四、钻孔矿体厚度的确定 矿体的厚度是根据矿体露头上、坑道中和从钻孔中所获得的资料进行的。 (一)坑道中矿体厚度的测定 当坑道所揭露的矿体与围岩的接触界线清楚时，取样和编录时可在矿体上用钢尺直接捌量出来。
厚度测量的次数决定于坑道的布置情况，如矿体是用穿脉坑道圈定的，则测量次数与穿脉坑道的数量相符。如果矿体是用沿脉坑道圈定的，则厚度的测定按一定间隔在取样的位置进行测量。如果矿体与围岩的界线不清时，矿体厚度的测定必须根据取样结果来确定。 (二)钻孔中矿体厚度的测定 因为钻孔中所截穿的矿体均在地下深处、只能间接地去测定矿体的厚度。当钻孔是垂直矿层钻进时，且岩心采取率为100％，可直接丈量岩心，取得厚度的数据。若岩心采取率不高，除用钢尺丈量岩心长度外，还要按下式进行换算： m n L (11-9) 式中： m ——矿体的厚度(米)； L ——实测矿心长度(米)I n ——矿心采取率(％)。 当直孔钻进，且与矿层成角度截穿时，其厚度按下式计算： m=L×cosβ (11-12) 式中：m ——矿体的真厚度(米)； L ——钻孔截穿矿体的厚度(米)I β——矿体的倾角。 若斜孔钻进，且与矿层斜交时(图11—25)，其厚度计算公式如下： m=L×COS(β-α) (11一11) m ——矿体真厚度(米)； L ——钻孔中矿体的视厚度(米)； β——矿体的倾角； α——钻孔截穿矿体时的天顶角。 图11—25钻孔垂直矿体走向、斜孔钻进时矿体厚度的计算 当钻孔截穿矿体处，钻孔倾斜方向不垂直盘矿体走向时(图11—26)， 矿体厚度按下式计算： 矿体真厚度m=n L ×(sinαsin βcos γ±cosaαcos β) (11-12)
1总则 1．0．1 为适应交通运输发展和公路建设的需要，提高水泥混凝土路面的设计质量和技术水平，保证工程安全可靠、经济合理，制定本规范。 1．0．2 本规范适用于新建和改建公路和水泥混凝土路面设计。1．0．3 水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践 经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析确定。水泥混 凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋 配制等。水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可 靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应， 满足预定的使用性能要求。 1．0．4 水泥混凝土路面设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语、符号 2．1 术语 2．1．1 水泥混凝土路面cement concrete pavement 以水泥混凝土做面层（配筋或不配筋）的路面，亦称刚性路面。 2．1．2 普通混凝土路面plain concrete pavement 除接缝区和局部范围外面层内均不配筋的水泥混凝土路面，亦称素混凝土路面。
2．1．3 钢筋混凝土路面jointed reinforced concrete pavement 面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路面。 2．1．4 连续配筋混凝土路面continuous reinforced concrete pavement 面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。 2．1．5 钢纤维混凝土路面steel fiber reinforced concrete pavement 在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。 2．1．6 复合式路面composite pavement 面层由两层不同类型和力学性质的结构层复合而成的路面。 2．1．7 水泥混凝土预制块路面concrete block pavement 面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。 2．1．8 碾压混凝土roller compected concrete 采用振动碾压成型的水泥混凝土。 2．1．9 贫混凝土lean concrete 水泥用量较低的水泥混凝土。 2．1．10 设计基准期限design reference period 计算路面结构可靠度时，考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。 2．1．11 安全等级safety classes
沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段车站北路城市道路，采用二级标准.K0+000～K2+014.971，全线设计时速为40km/h。路基宽度为21.5m，机动车道宽度为2×7.5m，人行道宽度为2×2.5m，盲道宽度为2×0.75m。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为15年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土AC-20，基层采用20cm厚水稳砂砾（5:95），底基层采用20cm天然砂砾。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于Ⅵ区，当地土质为砂质土，由《公路沥青路面设计规（JTG D50-2006》表F.0.3查得，土基回弹模量在干燥状态取59Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：6% 设计年限：15年 （2）初始年交通量如下表：
4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 5.1.1.1 轴载换算
轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。 轴载换算结果表（弯沉） 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计
路面结构设计及计算 7.1 轴载分析 路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载 a.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 （1）轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式：35 .421? ? ? ??=P P N C C N i i （7.1） 式中： N —标准轴载当量轴次，次/日 i n —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日 P —标准轴载，KN i p —被换算车辆的各级轴载，KN K —被换算车辆的类型数 1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。 2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。
轴载换算结果如表所示： 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计。 （2）累计当量轴数计算 根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次： ][γ η γ13651)1(N N t e ??-+= [] 次）（.5484490042 .040 .0327.184********.0115 =???-+= (7.2) 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算 验算半刚性基底层底拉应力公式为 8 1 ' 2' 1' ) (∑==k i i i P p n c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21' 1-+=m c '2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。 计算结果如下表所示： 表7.3
注：轴载小于50KN 的轴载作用不计。 [] γ η γ'13651)1(N N t e ??-+= ? [] 次3397845% 042.040 .0313.13473651%) 042.01(15 =???-+= 7.2 结构组合与材料选取 由上面的计算得到设计年限一个行车道上的累计标准轴次约为700万次左右，根据规推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm ）、基层采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定）、底基层采用石灰土（30cm ）。 规规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成，查规，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚4cm ），中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚5cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚6cm ）。 7.3 各层材料的抗压模量与劈裂强度 查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度
a沥青路面设计计算案例 一、新建路面结构设计流程 （1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许拉应力。 （2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。 （3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。 （4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。 （5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。 （6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。 需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算，厚度计算应采用专业设计程序。有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。 二、计算示例 （一）基本资料 1.自然地理条件 新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m，一般路基处于中湿状态。 2.土基回弹模量的确定 该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。 3.预测交通量 预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0％.
（二）根据交通量计算累计标准轴次Ne ，根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。 解:1.计算累计标准当量轴次 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BZZ-100表示，根据《沥青路面设计规范》规定，新建公路根据交通调查资料，主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量，即除桑塔纳2000外均应进行换算。计算公司为： 35.4121)(∑==n i i i P P n C C N 对于北京BJ130型轻型货车 前轴:C1=1，C2=6.4，Pi=13.4KN ，ni=260 N=C1×C2×ni ×（Pi/P ）4.35=1×6.4×260×(13.4/100)4.35=0.3(次/d) 后轴：C1=1，C2=1，Pi=27.4KN ，P=100KN,ni=260 N=C1×C2×ni ×（Pi/P ）4.35=1×1×260×(27.4/100)4.35 =0.9(次/d) 对于东风EQ140型中型货车 前轴:N=7.9(次/d) 后轴：N=133.9(次/d) 对于东风SP9250型铰接挂车 前轴：N=110(次/d) 后轴：N=1704.3(次/d) 对于黄海DD680型大客车 前轴：N=129.3(次/d) 后轴：N=305.8(次/d) 对于黄河JN163型重型货车 前轴：543.3(次/d) 后轴：N=1534.8(次/d) 对于江淮AL6600型中客车 前轴：N=0.6(次/d) 后轴：N=0.7(次/d) 合计：N=4471.8(次/d) 累计标准当量轴次Ne 。 沥青路面高速公路设计使用年限以15年计，车道系数η=0.45，则累计当量轴次为：
课程名称： 学生： 学生学号： 专业班级： 指导教师： 年月日
路面结构设计计算 1 试验数据处理 1.1 路基干湿状态和回弹模量 1.1.1 路基干湿状态 路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度0.98m~1.85m。查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=1.7~1.9m，H2=1.3~1.4m，H3=0.9~1.0m，本路段路基处于过湿~中湿状态。 1.1.2 土基回弹模量 1) 承载板试验 表1.1 承载板试验数据 承载板压力（MPa） 回弹变形 （0.01mm) 拟合后的回弹变形 (0.01mm) 0.02 20 10 0.04 35 25 0.06 50 41 0.08 65 57 0.10 80 72 0.15 119 剔除 0.20 169 剔除 0.25 220 剔除 计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。拟合过程如图所示：
路基回弹模量： 210101 1000 (1)4 n i i n i i p D E l πμ===-=∑∑ 2）贝克曼梁弯沉试验 表1.2 弯沉试验数据 测点 回弹弯沉（0.01mm ） 1 155 2 182 3 170 4 174 5 157 6 200 7 147 8 173 9 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14 170 根据试验数据： l = ∑ll l = 155+?+170 14 =178.43
15.85(0.01mm)S = =s = √∑(ll ?l )2l ?1 =20.56(0.01mm) 式中：l ——回弹弯沉的平均值（0.01mm ）； S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。 根据规要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。计算代表弯沉值： 1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S - =+=+?=l 1=l +l l l =178.43+ 1.645×20.56=21 2.25 Z a 为保证率系数，高速公路、一级公路取2.0，二、三级公路取1.645，四级公路取1.5。 土基的回弹模量： 220201220.70106.5 (1)(10.35)0.71246.3(MPa)200.860.01 p E l δμα??= -=?-?=? 1.2 二灰土回弹模量和强度 1. 2.1 抗压回弹模量 二灰土抗压回弹模量为：735MPa 。 1.2.2 f50mm×50mm试件劈裂试验 表1.3 二灰土试件劈裂试验数据 f50mm×50mm试件劈裂试验 最大荷载（N ） 2t P Dh σπ= （kPa ） 处理结果 有效数据平均值t σ（kPa ） 250.57 有效数据样本标准差S （kPa ） 12.07 变异系数C v （%） 4.82 变异系数应小于6%，否则可在剔除偏差较大的数据后，重新计算平均值和标准差。设计
路面设计 路面结构设计的目的是提供在特定的使用期限内同所处环境相适应并能承受与其交通荷载适用的路面结构,同时设计路面结构,便于改变道路行驶条件,提高服务水平,满足汽车运输的要求,因此路面应起码具备三个方面的使用要求：平整、抗滑、承载能力。 路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标,计算路面结构厚度,并对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层进行层底拉应力的验算。 1路面等级与类型 规范规定：二级公路一般采用沥青混凝土路面,根据设计年限内累计当量标准轴载作用次数多少选用高级路面和次高级路面,高级路面一般适用于设计年限内累计标准轴次大于400万次的二级公路,设计年限为15年；次高级路面适用于设计年限内累计标准轴次大于200万次的二级公路,设计年限为12年。 本设计地区地质良好,无不良地况根据公路等级和交通量,确定路面等级为次高级,设计年限为12年。 2设计流程 1．根据设计要求,按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次,确定设计交通量与交通等级,拟定面层、基层类型,并计算设计弯沉值或容许弯拉应力。 2．按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,将路基划分为若干路段,确定各个路段土基回弹模量设计值。 3．参与本地区的经验拟定几种可行的路面结构组合和厚度方案,根据工程选用的材料进行配合比试验,测定个结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等,确定各结构层的设计参数。 4．根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。 5．对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求(本次设计不考虑冻害)。 3轴载分析 路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。 1. 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 1）轴载换算 轴载换算的计算公式：N= 4.35121 ()k i i i P C C n P =∑ （7-1） 计算结果列于下表： 注：轴载小于25kN 2）累计当量轴次 根据设计规范,二级公路沥青路面的设计年限取12年,双车道的车道系数取0.6,年平均增长率=5.4%γ。 累计当量轴次：
利用Excel函数智能计算矿体真厚度 摘要：矿体真厚度是估算资源储量的重要参数之一，目前常规的计算方法必须人工判断工程坡向与矿体倾向间的关系，从而选择不同的计算公式，并且要计算出矿体走向与工程方向间的锐夹角，计算过程繁琐、工作量大。通过深入研究矿体真厚度计算方法的几何意义，结合Excel软件中的逻辑判断函数，可以实现不同情况下计算公式的智能选择使用，逐步实现对该参数的智能计算。 关键词：矿体真厚度智能计算逻辑判断函数资源储量估算参数 1.基本思路 要实现对矿体真厚度的智能计算，第一必须对该参数计算方法的几何意义进行深入了解，掌握各种情况下计算方法的异同；第二是确立使用Excel逻辑判断函数进行真厚度智能计算的基本方法；第三是找出可作为逻辑判断条件的数学表达式；第四是设法避开对间接参数（夹角γ）的直接计算；第五是编写完整的计算公式，最终实现该参数的智能计算。 在进行上述步骤前，先定义函数及各项变量，设： d-矿体真厚度；L-见矿样品的长度（样长）；F-工程方向；Q-矿体倾向；α-矿体倾角； β-工程坡度角；γ-工程方向与矿体走向间的夹角；θ-工程方向与矿体倾向间的夹角 2.真厚度计算公式的几何意义 真厚度计算公式为：d=L×(sinα×cosβ×sinγ±sinβ×cosα) 选择性使用该公式的方法是：当工程坡向与矿体倾向相反，公式以加号连接；否则以减号连接。 工程坡向与矿体倾向的关系决定了公式的具体应用，而判定这种关系首先要区分工程是上坡、下坡还是坡度角为0度，以下分这三种类型进行探讨。 2.1工程坡度角为0度 （1）第一种情况：工程坡度角为0度、工程方向与矿体走向完全垂直且矿体直立（倾角为90度）时，d=L。 （2）第二种情况：工程坡度角为0度、工程方向与矿体走向斜交且矿体直立时，d=L×sinγ。
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总 内容提要配合《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）和已发行的《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）的有关内容，东南大学编制了《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），本文仅对其中公路沥青混凝土路面设计的实例计算进行详细汇总，供设计人员参考。 关键词公路沥青混凝土路面设计实例计算汇总 0 前言 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的设计方法与前规范有很大不同，为使设计人员较快掌握与之配套的《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），特编本实例计算详细汇总。 表1 现行公路沥青路面设计实例计算书汇总表 1 新建二级公路计算书 （1）新建二级公路计算书: 一、交通量计算 公路等级二级公路 目标可靠指标 初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日） 900 路面设计使用年限（年） 12 通车至首次针对车辙维修的期限（年） 12 交通量年平均增长率％
方向系数 .55 车道系数 1 整体式货车比例 45 ％ 半挂式货车比例 25 ％ 车辆类型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类 满载车比例 .1 .41 .12 0 .38 .59 .32 .47 .41 .42 初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日） 495 设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆） 2960466 路面设计交通荷载等级为轻交通荷载等级 当验算沥青混合料层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 7500888 当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 +08 当验算沥青混合料层永久变形量时: 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 7500888 当验算路基顶面竖向压应变时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 +07 二、路面结构设计与验算 路面结构的层数 : 5 设计轴载 : 100 kN 路面设计层层位 : 4 设计层起始厚度 : 200 (mm) 层位结构层材料名称厚度模量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验 (mm) (MPa) 料弯拉强度( MPa) 永久变形量( mm )
公路路面结构设计计算示例 、刚性路面设计 交通组成表 1 )轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ①轴载换算： 双轴一双轮组时，按式 i 1.07 10 5 p °型；三轴一双轮组时，按式 N s i N i P i 16 100 式中：N s ——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数； R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型 i 级轴载的总重KN ； N i —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数； i —轴一轮型系数，单轴一双轮组时, i =1 ；单轴一单轮时，按式 3 2.22 10 P 0.43 计算; 8 0.22 2.24 10 R 计算
N i1 NA 注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ②计算累计当量轴次 根据表设计规范，一级公路的设计基准期为 30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数 g r 0.08，则 ， :t 30 N N s (1 g r ) 1 365 834.389 (1 0.08) g r 4 4 量在100 10 ~ 2000 10中，故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低 ~中。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等 级，查表 初拟普通混凝土面层厚度为 24cm ,基层采用水泥碎石，厚 20cm ;底基层采用石灰土，厚 20cm 。 普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ，长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 式中：E t ――基层顶面的当量回弹模量，; E 0——路床顶面的回弹模量， E x ――基层和底基层或垫层的当量回弹模量, E 1,E 2 ――基层和底基层或垫层的回弹模量， h x ――基层和底基层或垫层的当量厚度， 1 365 0.2 6900125362 其交通 0.08 查表的土基回弹模量 设计弯拉强度：f cm 结构层如下： E 。 35.0MP a ，水泥碎石 E 1 1500MP a ，石灰土 E ? 550 MP a 5.0MP a E c 3.1 104 MP a 水泥混凝土 24cm E = . x .g'-iF 水泥碎石20cm E ：=150OMP Q 石灰土 20cm E =53C MPa E x h 2 D x h ； E z h ； h x 12 3 1500 0.2 12 4.700(MN ( 12D ( W E t 12 6.22 0.202 1500 0.202 550 2 2 1025MP a 0.202 0.202 m 0)2 ( 1 4 3 550 0.2 (0.2 12 m) ( 1025 0.380m 1 )1 E 2h 2 0.2) 4 2 ( 1500 0.2 550 0.2 1 )1 1.51(牙) E 。 0.45 6.22 1 1.51 (^) 0.45 35 4.165 E x 、0.55 1 1.44( ) 1 E E 1 ah E ( -) 4.165 0.38635 1.44 (些)0.55 35 0.786 1025 丄 ( )3 212276MP a 35 按式() s tc 计算基层顶面当量回弹模量如下: h 12 E 1 h ；E 2 2 3) 确定基层 E , E
目录 第一章主要设计内容 (1) 第二章路基路面概况 (2) 第三章边坡稳定性分析 (3) 第四章挡土墙设计 (5) 第五章路面结构设计 (7) 一、沥青混凝土路面设计 (7) 二、水泥混凝土路面设计 (9) 第六章路基防护与加固 (10) 第七章路基、路面排水设计 (12) 附录专题问题分析 (14) 参考文献 (21)
第一章主要设计内容 一、原始设计数据如下 自然区划、干湿类型：V4 ，中湿 我设计的路基位置（桩号）：K82+545到K82+651 挡土墙位置（桩号）： 二、通过对交通量的计算确定车道信息 设计年限 20 车道系数 0.65 交通量平均年增长率 5.4 ％ 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量 Nh= 3050 ,属特重交通等级 当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 : 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2934 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 2.401438E+07 属重交通等级 当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :
路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2379 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.947178E+07 属重交通等级 路面设计交通等级为特重交通等级 公路等级 高速公路 三、横断面设计 通过对交通量的计算，设计高速公路四车道，计车速为100km ／h 。路基宽度为27.0m 。路幅划分方式为：中央分隔带3.00m 。土路肩为2×0.75m ，硬路肩为2×3.0m ，行车道为2×7.5m ，左路缘带为2×0.75m 。设计洪水频率为1/100。 设计横断面如下图： 图1 横断面设计图 第二章路基路面概况 一、沿线地质、地层情况描述、不良地质地段及相关物理力学指标 1、沿线地质、地层情况 全线分松散岩组、泥岩夹砂岩软岩组、砂岩夹页岩及煤层半坚硬岩组、碳酸盐岩夹碎屑岩坚硬岩组工程地质区；线路区内零星分布第四系松散层，出露侏罗系遂宁组、上沙溪庙组、下沙溪庙组、新田沟组、自流井组、珍珠冲组、三叠系须家河组、雷口坡组、嘉陵江组地层，岩性主要为泥岩、砂岩、页岩、泥灰岩、灰岩、白云岩。 2、不良地质地段 项目区为丘陵、低山地貌，在线路选线中以横穿背斜、向斜或沿向斜或背斜翼部宽缓处布置线路，穿越地层主要为侏罗系、三叠系泥岩、砂岩、页岩、灰岩，断裂构造相对不发育，除缙云山、云雾山、 巴岳山隧道外工程地质条件相对简单。
新建路面结构设计指标与要求 一、沥青路面结构设计指标 沥青路面结构设计应满足结构整体刚度、沥青层或半刚性基层抗疲劳开裂和沥青层抗变形的要求。应根据道路等级选择路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力和沥青层剪应力作为沥青路面结构设计指标，并应符合下列规定： 1 快速路、主干路和次干路采用路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力、沥青层剪应力为设计指标。 2 支路可仅采用路表弯沉值为设计指标。 3 可靠度系数可根据当地相关研究成果选择； 当无资料时可按下表取用 可靠度系数 二、沥青路面结构设计的各项设计指标应符合下列规定： 1 轮隙中心处路表计算的弯沉值应小于或等于道路表面的设计弯沉值，应满足下式要求： γa l s≤l d 式中：γa——沥青路面可靠度系数； l s ——轮隙中心处路表计算的弯沉值（0.01mm）； l d——路表的设计弯沉值（0.01mm）； 2 柔性基层沥青层层底计算的最大拉应变应小于或等于材料的容许拉应变，
应满 足下式要求： γaεt≤[εR ] 式中：εt——沥青层层底计算的最大拉应变； [εR ] ——沥青层材料的容许拉应变。 3 半刚性材料基层层底计算的最大拉应力应小于或等于材料的容许抗拉强度，应满足下式要求： γaσm≤[σR] 式中：σm——半刚性材料基层层底计算的最大拉应力（MPa）； [σR]——路面结构层半刚性材料的容许抗拉强度（MPa）。 4 沥青面层计算的最大剪应力应小于或等于材料的容许抗剪强度，应满足下式要求： γaτm≤[τR] 式中：τm——沥青面层计算的最大剪应力（MPa）； [τR]——沥青面层的容许抗剪强度（MPa）。 三、沥青路面表面设计弯沉值应根据道路等级、设计基准期内累计当量轴次、面层和基层类型按下式计算确定： l d=600 N e-0.2A c A s A b 式中：A c ——道路等级系数，快速路、主干路为1.0，次干路为1.1，支路为 1.2； A s ——面层类型系数，沥青混合料为1.0，热拌和温拌或冷拌沥青碎石、 沥青表面处治为1.1；
公路路面结构设计计算示例 一、 刚性路面设计 交通组成表 1) 轴载分析 路面设计双轮组单轴载100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算: 16 1100∑=? ?? ??=n i i i i s P N N δ 式中 : s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数; i P —单轴—单轮、 单轴—双轮组、 双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN; i N —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数; i δ—轴—轮型系数, 单轴—双轮组时, i δ=1; 单轴—单轮时, 按 式43.031022.2-?=i i P δ计算; 双轴—双轮组时, 按式22.05 1007.1--?=i i P δ; 三轴—双轮组时, 按式22.08 1024.2--?=i i P δ计算。
轴载换算结果如表所示 车型 i P i δ i N 16)(P P N i i i δ 解放CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河JN150 前轴 49.00 43.03491022.2-?? 540 2.484 后轴 101.6 1 540 696.134 交通SH361 前轴 60.00 43.03601022.2-?? 120 12.923 后轴 2?110.00 22.052201007.1--?? 120 118.031 太脱拉138 前轴 51.40 43.0340.511022.2-?? 150 1.453 后轴 2?80.00 22.051601007.1--?? 150 0.969 吉尔130 后轴 59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G 后轴 76.00 1 1800 2.230 16 1 )( P P N N i i i n i δ∑== 834.389 注: 轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ② 计算累计当量轴次 根据表设计规范, 一级公路的设计基准期为30年, 安全等级为二级, 轮迹横向分布系数η是0.17~0.22取0.2, 08.0=r g , 则 [][] 362 .69001252.036508 .01 )08.01(389.8343651)1(30=??-+?=?-+=ηr t r s e g g N N 其 交通量在4 4102000~10100??中, 故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1, 相应于安全等级二级的变异水平为低~中。根据一级公路、 重交通等级和低级变异水平等级, 查表 4.4.6 初拟普通混凝土面层厚度为24cm, 基层采用水泥碎石, 厚20cm; 底基层采用石灰土, 厚20cm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m, 长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 3) 确定基层顶面当量回弹模量tc s E E , 查表的土基回弹模量a MP E 0.350=, 水泥碎石a MP E 15001=, 石灰土
高速公路沥青路面设计实例 一、设计资料： 本公路等级为高速公路，经调查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均增长率为9.5%，设计年限为15年，该路段处于Ⅳ2区。 二、交通分析： 轴载分析路面设计以BZZ-100为标准轴载。 1、以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）累计当量轴次 注：轴载小于25KN的轴载作用不计。 （2）累计当量轴次
根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。 2、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）轴载换算 车型i P(KN) C1C2i N(次/日) 小客车 前轴16.5 1 18.5 6750 0.0686 后轴23.0 1 1 6750 0.05286 中客车 SH130 前轴25.55 1 18.5 2000 0.67194 后轴45.10 1 1 2000 3.42328 大客车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1250 1.06448 后轴68.20 1 1 1250 58.5039 小货车 BJ130 前轴13.40 1 18.5 4250 0.00817 后轴27.40 1 1 4250 0.13502 中货车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1500 1.27737 后轴68.20 1 1 1500 70.2047 中货车 EQ140 前轴23.70 1 18.5 2125 0.39131 后轴69.20 1 1 2125 111.74 大货车 JN150 前轴49.00 1 18.5 2125 130.647 后轴101.60 1 1 2125 2412.73 特大车日野 KB222 前轴50.20 1 18.5 1500 111.916 后轴104.30 1 1 1500 2100.71 拖挂车 五十铃 前轴60.00 1 18.5 187.5 58.2617 后轴100（3轴） 3 1 187.5 562.5 5624.304 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。 8 2 1 ? ? ? ? ? ' ' P P n C C i i 8 2 1 1 ? ? ? ? ? ' ' ='∑ = P P n C C N i i i i
真倾角与伪倾角换算 tg α伪=tg α真sin θ 式中：α伪——伪倾角（帮） α真——真倾角 θ———走向与巷道或所切剖面的夹角 利用两伪倾角计算地层产状 迎帮 真ααα22tg +=tg tg 迎帮ααθtg tg tg = 式中：α帮——巷道一帮地层倾角（伪倾角） α迎——巷道迎头地层倾角（伪倾角） α真——地层（真）倾角 θ———巷道方向和地层走向的夹角 注：地层倾向首先根据“回加前减，左负右正”八字口诀， 即根据巷道一帮地层倾角，地层向后倾，加90°;向前倾减 90°。根据巷道迎头地层倾角，地层向右倾，取正号；地层 向左倾，取负号。然后再加上巷道前进的方位角，再加上θ 值，即为地层倾向。
断煤交线方向的计算 1. 断煤交线的计算公式 11222211sin sin cos cos βαβαβαβαθtg tg tg tg tg --= 式中：α1、α2——分别为断层、煤层倾角 β1、β2——分别为断层、煤层倾向 θ—————断煤交线走向的方位角 注：断煤交线走向的方位角为负值，表示按逆时针量方位角。 2. 断煤交线与断层的关系 可以根据断煤交线与断层的关系来大致确定断煤交线的方向： 1）断煤交线与断层走向垂直的情况仅出现在同倾断层中 2）走向断层的断煤交线与煤层、断层的走向一致 3）地层水平或近水平时，断煤交线和断层走向一致或者近 似一致 4）反向断层的断煤交线位于断层和煤层走向锐夹角之中 5）同向断层的断煤交线位于断层和煤层走向锐夹角之外 6）倾向断层的断煤交线位于断层和煤层倾向所夹直角之中 注：1）反向断层指地层与断层倾向相反 2）同向断层指地层与断层倾向相同 3）倾向断层指地层与断层走向相垂直的断层 4）走向断层指地层与断层走向相平行的断层 5） 等高线:下降盘的同名等高线后移。
沥青路面设计计算书
沥青混凝土路面的结构设计 一、标准轴载换算 标准轴载计算参数（BZZ-100） ()KN P 标准轴载() MPa P 轮胎接地压强100 7 .0() cm d 单轮压面当量直径() cm 两轮中心距30 .21d 5.1 根据公式（12-30） ∑== k i i i p p n c c 1 35 .421)( N i n ——各级轴载作用次数； p ——标准轴载； i p ——被换算车型的各级轴载； 1c ——轴数系数，）（1m 2.111-+=c m 为轴数；2c ——轮组系数，双轮组取为1； 将各种不同重量的汽车荷载换算成标准轴载。 车型 轴重（KN ） 次数/日 1 c 2 c 标准轴次/日 江淮AL6600 50 300 1 1 14.71095184 黄海DD680 60 200 1 1 21.67643885 北京BJ130 70 300 1 1 63.57666297 东风EQ140 80 400 1 1 151.530981 黄海JN163 90 499 1 1 315.540756 东风SP925 100 200 1 1 200 总计 865.4275468 根据公式（12-31）()111365 N t e N γηγ ??+-???=（η——车道系数，取值0.45） 推算设计年限期末一个车道上的累计当量轴次 N e ，。
得：N e= ()15 10.041365 865.430.45 0.04 ?? +-? ????=2846290=285（万次） 二、路面结构方案 方案一： cm 细粒式沥青混凝土4 cm 中粒式沥青混凝土6 cm 粗粒式沥青混凝土8 25cm 水泥稳定碎石 水泥石灰沙砾土层？ 土基 方案二： cm 细粒式沥青混凝土4 cm 中粒式沥青混凝土8 cm 粗粒式沥青混凝土15 cm 密集配碎石？ 水泥稳定沙砾18cm 土基 路面材料设计参数如下： 材料名称 抗压回弹模 量 劈裂强度 （MPa） 15℃ 高温时参数 20 ℃ 15 ℃ Ev(MP a) C (MPa) ? 细粒式沥青混凝土 12 00 18 00 1.2 750 0.3 34 中粒式沥青混凝土 10 00 16 00 0.9 600 粗粒式沥青混凝土80 12 00 0.6 500