小组讨论 讨论一：路基工作区计算时荷载应力有两种计算方法：1）用简化布辛尼斯克公式进行计算；2）用层状体系计算软件计算，请结合习题7和8讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。 答：荷载大小对工作区深度的影响：由工作区深度计算公式可知：Za=√(3&KnP/γ)。荷载大小与工作区深度成正比。因此荷载越大，工作区深度越深。 不同路面结构对工作区深度的影响：路面结构的强度和模量远大于路基土，路面材料的容量也不同于路基土。路面结构的存在，使轮载传递到路基顶面的附加应力显着减小。因为路面结构和一定厚度的路基共同承担车辆荷载，路面结构与路基工作区组成了道路的工作区，也就是工作区深度=路面结构厚度+路基工作区深度。因此路面结构的厚度越大，道路工作区的深度也就越小。 应力计算方法对工作区深度的影响：（1）路基工作区深度的计算，布辛尼斯克公式与层状体系理论程序计算结果相差较多，轴重100KN时，n=5相差为；n=10相差为；轴重120KN时，n=5相差为；n=10相差为。（2）根据“公路低路堤设计指南”提出的情况，布辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度过小，而层状体系理论程序所得的比辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度为大。（3）根据“公路低路堤设计指南”规定n=10，在
采用层状体系理论公式后，采用n=5或n=10为宜，尚需再论证。 讨论二：请讨论路基顶面综合模量E和路基反应模量K的意义和在路面设计中的作用，如何结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K。 答：路基顶面综合模量E：即路基回弹模量。用路基回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力，因而可以应用弹性立论公式描述荷载与变形之间的关系。以回弹模量作为表征土基承载能力的参数，可以在以弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。 路基反应模量K：使用温克勒（E. Winkler）低级模型描述土基工作状态时，用路基反应模量K表征路基的承载力。温克勒地基又称为稠密液体地基。路基反应模量K相当于该液体的相对密度，路面板受到的路基反力相当于液体产生的浮力。 结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K： 1、快速路和主干路路基顶面设计回弹模量值不应小于30MPa；次干路和支路不应小于20MPa；当不满足上述要求时，应采取措施提高回弹模量。 2、路基设计中，应充分考虑道路运行中的各种不利因素，采取措施减小路基回弹模量的变异性，保证其持久性。 3、道路路基应处于干燥或中湿状态；对潮湿或过湿路基，必须采取措施改善其湿度状况或适当提高路基回弹模量。
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
第四章 路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1.3；因此该路基 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 （3）交通资料
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0， 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
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
城市桥梁设计荷载标准 总则 1.0.1 为改进城市桥梁设计荷载现行方法，采用按车道均布荷载进行加载设计，以达到与国际桥梁荷载标准相接轨的目的，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于在城市内新建、改建的永久性桥梁和城市高架道路结构以及承受机动车辆荷载的其他结构物的荷载设计。 1.0.3 本标准规定的基本可变荷载，适用于桥梁跨径或加载长度不大于150m的城市桥梁结构。 1.0.4 本标准的设计活载分为两个等级，即城—A级和城—B级。 1.0.5 城市桥梁设计荷载，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 荷载组合 3.2.1 按承载能力极限状态设计时，应根据可能同时出现的荷载，选择下列荷载组合： 3.2.1.1 组合Ⅰ：一种或几种基本可变荷载与一种或几种永久荷载相组合； 3.2.1.2 组合Ⅱ：一种或几种基本可变荷载和一种或几种永久荷载叠加后与一种或几种其他可变荷载相组合； 当设计弯桥并采用离心力与制动力组合时，制动力应按70%计算； 3.2.1.3 组合Ⅲ：一种或几种基本可变荷载和一种或几种永久荷载叠加后与偶然荷载中的船只或漂流物撞击力相组合； 3.2.1.4 组合Ⅳ：桥梁在进行施工阶段的验算时，根据可能出现的结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥的单向推力等施工荷载进行组合； 当桥梁构件在施工吊装时或运输时所产生的冲击力，应根据现场具体情况和设计经验，计入构件的动力系数； 3.2.1.5 组合Ⅴ：结构重力、预加力、土重及土侧压力，其中的一种或几种与地震力相组合。 3.2.3 当桥梁采用承载力极限状态设计时，应根据不同的荷载组合，采用不同的荷载分项系数，分别验算变形、裂缝宽度、施工阶段的应力及预应力状态，其荷载组合及荷载安全系数的采用，均应符合现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023）的有关规定。 3.2.4 对钢木结构构件仍按容许应力进行设计，其荷载组合、材料容许应力取值，可按现行行业标准《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025）执行。 永久荷载 3.3.1 结构物重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力密度，当缺乏实际资料时，常用材料重力密度可按表3.3.1选用。 3.3.2 在结构按正常使用极限状态设计时，预加应力应作为永久荷载计算其效应，并应计入相应阶段的预应力损失，但不计由于偏心距增大引起的附加内力；在结构按承载能力极限状态设计时，预加应力不作为荷载，但应将预应力钢筋作为结构抗力的一部分。 3.3.3 土的重力及土侧压力的计算应符合下列规定： 3.3.3.1 主动土压力与静土压力的计算，可按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021）执行。 土的重力密度和内摩擦角，应根据调查或试验确定。当无实际资料时，可按现行行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024）执行。 3.3.4 外部超静定的混凝土结构及联合梁桥等应计入混凝土的收缩及徐变影响。并应按照现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021）总则
公路桥梁结构设计系统（GQJS）详细介绍 公路桥梁结构设计系统（汉语拼音缩写为GQJS）于98年8月正式推出Windows版，该版本称为GQJS 4.0。其前身是由交通部组织行业专家联合开发的桥梁综合程序GQZJ (参见陆楸、王春富、冯国明编《公路桥梁设计电算》上、下册（桥梁上部结构）人民交通出版社1983年6月)。GQZJ程序1978年投入试用，1980年通过原交通部公路总局的技术鉴定。该系统在公路系统推广应用20年多年来，历经许多桥梁界计算机专家的修改完善，在工程上得到广泛的使用与验证。在转为Windows版时定名为公路桥梁结构设计系统GQJS。因新的系统已不仅仅是单纯进行结构分析，还包括的动态可视化的数据前处理界面、数据图形检验、结果图形浏览和检索、预拱度设置、施工图绘制等一系列的设计功能。它改变了过去桥梁结构计算只能以文本文件操作方式进行的老模式，并对桥梁综合程序输入数据结构做了改造，特别改变了单元坐标和预应力信息数据表达方式，使数据结构大为简化。软件操作改为在仿Office的软件界面的全新操作方式，输入数据、结构计算、察看计算结果集成于同一界面系统之中。 99年3月推出GQJS 5.0版。GQJS 5.0版增加了解题规模使计算单元数可达1000，增加了输入数据图形检验功能，增加了输出结果在界面中快速浏览功能，即通过界面直接浏览查询计算结果，并形成内力、应力、位移以及影响线的曲线分布图、曲线包络图。GQJS 5.0版首次在国内同类桥梁结构分析软件中用彩色云图方式表示计算结果中的应力、内力及位移。GQJS 5.0版增加了读DXF文件，辅助输入横断面变宽点信息的功能，即用户可以先在AutoCAD中用line、arc、circle命令绘制横断面，并形成DXF文件，系统再将DXF文件中线段坐标信息转换成截面变宽点信息。GQJS 5.0版还增加了根据结构计算结果形成桥梁施工控制用的预拱度表和各施工阶段桥面高程表的功能，这些表可由本系统直接调用EXCEL 形成，也可选择形成文本文件“GQJSL.GXL”。在GQJS 5.0改版过程中根据用户反馈意见对原有数据输入界面做了大量改进完善工作，增加了Windows NT网络运行功能，使软件使用更加方便，性能更加稳定。 2000年2月推出GQJS 6.0版。这次改版主要是增加了绘制设计图功能，其中包括：施工工序图、结构构造图、预应力钢筋平纵布置图、预应力钢筋断面布置图、预应力钢筋几何要素表等(计划中的普通钢筋布置图功能暂缓)，其中施工工序图中包括各施工阶段计算内容和结构简图，以及带尺寸标注的结构单元离散图。2000年11月推出GQJS 6.5版，GQJS 6.5版可以直接在Windows 2000系统下运行。在GQJS 6.0版基础上增加了TCP/IP网络服务功能，即在符合TCP/IP协议的局域网络上的任意一个Windows 9x/ NT/2000 系统的终端上安装加密锁并运行网络版服务程序，则网上各终端均可同时运行GQJS。GQJS 6.5版还增加了各类单元信息的平移和镜像拷贝功能，使单元信息输入更方便快捷。结果分析中增加了预应力钢筋调整、位移图中增加了初位移叠加功能。数据输入框中增加了许多数据合理性的智能判别。使初次接触GQJS的用户输入数据时尽可能少地出错。 2001年4月推出GQJS 7.0版。这次改版主要是进一步完善网络服务程序和绘制预应力钢筋设计图功能。在使用阶段信息中增加了结构自重安全系数、汽车影响线加载步长、冲击系数计算选择。在结果分析中增加了位移累加和预应力配束功能。在结构材料信息中增加了两种收缩徐变系数计算方法，使收缩徐变计算与《公桥规》JTJ-023-85 附录四相符。 2001年8月推出GQJS 7.5版。这次改版主要根据用户要求，在GQJS计算模块中增加了公路——A级车道荷载（新桥规）、城市桥梁汽车荷载（A级、B级）、铁路设计活载（中-活载特种活载和中-活载普通活载）、规范法定单位制和传统公制单位制选择，温度荷载直
交通安全设施设计说明（二级公路） S2－1 一、设计简介 1、概况 本项目全长xxx km，采用4车道二级公路技术标准，标准路基宽14.00m，设计速度为40~60km/h。 2、设计依据 （1）《公路工程技术标准》（JTG B01－2003） （2）《道路交通标志和标线》（GB5768－2009） （3）《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81－2006） （4）《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81－2006） （5）《公路交通标志和标线设置规范》（JTG D82－2009） （6）《公路交通标志和标线设置手册》（JTG/T D82－2009） （7）《公路交通安全设施施工技术规范》（JTG F71－2006） （8）《公路安全保障工程实施指南》 （9）《广东省二、三、四级公路交通安全设施设计暂行规定》 （10）《路面标线用玻璃珠》（JT/T 446-2001） （11）《公路交通标志板》（JT/T279－2004） 二、标志 1、布设原则 交通标志的设置应给司机提供明了、准确、及时和足够的信息，并满足夜间行车的视觉效果。在标志的布设中，主要遵循以下几条原则： （1）以不完全熟悉该路段及其周围路网体系的司机作为设计对象； （2）标志版面设计以司机以每小时40~60公里的速度行驶时。能及时辨认标志内容为基本原则，同时应使版面布置美观、醒目； （3）标志信息以《道路交通标志和标线》（GB5768－2009）为基础，根据项目的特点及需要，尽量做到各类标志完善、齐全； （4）版面设计在满足规范要求的前提下，掌握“充分满足功能要求，尽量降低造价并适当考虑美观”的原则，尽量采用较小尺寸，同时避免标志结构基础易破坏； 结合以上布设原则，本路段布设一下标志： （1）与国道、省道、县道及城市道路相交的平面交叉路口适当位置设置交叉路口预告标志及交叉路口告知标志； （2）根据平曲线半径的取值情况，设置线形诱导标志； （3）在急弯、陡坡、村庄、学校、村道（机耕道）交叉等需要警告车辆驾驶人、行人前方有危险的路段设置警告标志； （4）根据《道路交通安全法》、有关规定规范及土建设计文件，设置禁令标志及指示标志。 2、标志材料 （1）标志立柱和横梁，凡钢管外径152mm以下的立柱和横梁采用普通碳素结构钢，钢管外径152mm（含152mm）以上的立柱和横梁采用采用热轧无缝钢管，标志立柱柱帽及横梁帽采用普通碳素钢。 （2）标志底板均采用2024铝合金制作，滑动槽铝和角铝采用7A04铝制作。 （3）单柱式标志基础采用C25混凝土，悬臂式标志基础采用C25钢筋混凝土。 3、标志要求及施工注意事项
路基路面设计说明 第一部分：路基设计说明 一、设计依据 路基设计按JTJ 011-94 公路路线设计规范 JTG D30-2004 公路路基设计规范 JTJ 015-91 公路加筋土工程设计规范 JTJ 016-93 公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范 JTJ 017-96 公路软土地基路堤设计与施工技术规范 JTJ 018-96 公路排水设计规范 JTJ/T 019-98 公路土工合成材料应用技术规范 JTG D40-2003 公路水泥混凝土路面设计规范 JTJ 014-97 公路沥青路面设计规范 道路类别：四级公路 路幅全宽： 6.5m； 设计车速：20km/h； 荷载：公路-II级。 二、路基横断面布置、加宽及超高方式 本项目为四级公路，采用双向2车道设计。路幅全宽为6.5m。其中，行车道6m，土路肩 0.5m。 行车道横坡为2%（双侧排水），土路肩横坡为3.0%。 本道路所有曲线地段，路基面均设置加宽加宽详见加宽表。 三、路基压实标准 路基必须密实、均匀、稳定。路槽底面土基设计回弹模量值宜大于或等于20MPa。特殊情况不得小于15MPa。 四、路基排水及加固防护工程 本路段路基排水采用道路外侧边沟排水。 在挖填方路段设置截水沟等措施 五、路基施工 路基施工时，应清除地表松土，路堤边坡高小于8m时按1:1.5填筑，大于8m时应留2.0m 宽平台后按1:1.75坡率填筑。路堑开挖坡率应参照既有边坡施工，但弱膨胀土土质边坡不得陡于1:1.5，软质岩层边坡不应陡于1:0.75。 对稻田、水塘地段，应视具体情况采用排水疏干、挖淤、回填素土，再进行路基压实施工。 路基施工应按《公路路基施工技术规范》要求办理。未尽事宜按相关规范规定办理。 六、用地 本路段路基用地按边沟或截水沟外缘以外1.0m征地。 第二部分：路面设计说明 一、设计原则及依据 1、设计原则 本路段路面采用沥青混凝土路面。路面设计根据使用要求以及气候、水文、地质等自然条件，并遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面结构的设计。 2、设计规范、规程JTJ 015-91 公路加筋土工程设计规范 JTJ 016-93 公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范 JTJ 017-96 公路软土地基路堤设计与施工技术规范 JTJ 018-96 公路排水设计规范 JTJ/T 019-98 公路土工合成材料应用技术规范 JTG D40-2003 公路水泥混凝土路面设计规范 3、设计标准 1)道路等级：四级公路； 2)设计车速： 20km/h； 3)设计标准轴载： 4)路面结构类型：混凝土路面 5)设计使用年限：20年 6)自然区划：中华人民共和国自然区划V 2 区，即四川盆地中湿区。
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43.03 1022.2-?=i i P δ计算； 双轴—双轮组时，按式22.051007.1--?=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
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a MP E 5502= 设计弯拉强度：a cm MP f 0.5=， a c MP E 4101.3?= 结构层如下： 水泥混凝土24cm 水泥碎石20cm 石灰土20cm × 按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下： a x MP h h E h E h E 102520.020.0550 20.0150020.02 222222122 2121=+?+?=++= 1 2 211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x 1233)2 .05501 2.015001(4)2.02.0(122.0550122.01500-?+?++?+?= )(700.4m MN -= m E D h x x x 380.0)1025 7.412()12(3 1 31=?== 165.4)351025(51.1122.6)( 51.1122.645.045.00=?????? ?-?=?? ????-?=--E E a x
公路桥梁设计荷载研究 文章依托实测车辆的统计数据，对桥梁车辆设计荷载进行了研究和分析，为我国公路桥梁荷载设计理念和设计方法的逐步完善及其科学化和合理化提出一点看法，以供同行参考。 标签：设计荷载；公路桥梁；荷载效应；分项系数 1 公路桥梁荷载标准现状 2004年修订的《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）采用车道荷载形式如图1所示。2004版公路桥梁荷载标准中规定：汽车荷载修改调整为车道荷载的模式，废除车队荷载计算模式。并且提出车道荷载的均布荷载kq和集中荷载KP的标准值。 2 车辆荷载效应计算理论 2.1 影响线计算 桥梁结构必须承受桥面上行驶车辆时的移动荷载的作用，结构的内力也随作用点结构上的变化而变化。所以需要研究并确定其变化范围和变化规律和内力的最大值此过程中作为设计标准。因此，需要确定的是荷载最不利位置和最大值。首先要确定在移动荷载作用下，结构内力的变化规律，将多种类型的移动荷载抽象成单位移动荷载P=1的最简单基本形式。只要经过清楚地分析内力变化规律，其他类型的荷载就可以根据单位移动荷载作用下的结构内力变化规律叠加原理求出。影响线是内力（或支座反力）在移动单位荷载的作用下的引起的变化规律的图形。所以，影响线是研究车辆荷载等移动荷载作用下桥梁结构内力最大值的基本工具。初步选定对周围环境的影响的工程规模及结构类型、使用要求、材料情况、施工条件、造价等因素，根据路基地质条件，几种可供考虑的路基处理方案。勘察工作提供的资料一般仅作一般性的对软土描述，土的物理力学组成状况性质指标没有提供。结构力学中认为影响线是一个指向不变的单位集中荷载沿结构移动时某一量值变化规律图形。实际上，影响线是以荷载位置为变量的某量值的函数。 有限元法目前被公认是求解工程中所遇到的各种问题的有效通用方法，实际上，其应用范围还要广泛得多。桥梁结构影响线一般采取此种方法。 2.2 横向分布系数计算 上个世纪三十年代开始“荷载横向分布”概念得到应用，桥梁空间结构的计算理论被大量的试验验证和研究，于是用平面问题可以来处理空间计算问题，合理地简化为空间问题提供了实用理论的计算方法。该方法计算原理是用一个近似的影响面去代替精确的影响面。荷载横向分布的原理可以归纳如下：（1）建立在用
路面结构设计说明 一、采用的技术标准和计算依据 路面类型：沥青混凝土路面； 路面设计标准轴载：BZZ-100； 路面结构设计年限： 15年； 路面抗滑标准：交工检测指标值： 横向力系数SFC60≥54：构造深度TD≥0.55mm; 石料磨光值PSV≥42。 二、路面结构形式 (一)路面设计参数 道路建成后将成为沿线厂区货运车辆进出的主要道路，同时该道路也是园区开发建设的施工通道，结合实际情况，对路面结构按照重交通偏下水平进行设计，根据道路勘察资料及相关规范，路基顶部回弹模量取值E0＝30MPa。 一个车道标准轴载累计作用次数:12*106 次 设计路面弯沉值:Ls= 21.5（0.01mm) （二）路面结构形式 上面层：5cm 厚 AC-16C型SBS改性沥青混凝土； 下面层：9cm厚AC－25C型粗粒式沥青混凝土； 下封层： 0.8cm厚 ES-3型稀浆封层； 上基层： 18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.5 MPa）； 下基层： 18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.0 MPa）； 底基层：18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥2.5MPa）； 垫层：15cm厚天然砂砾（抗压强度≥2.0MPa）； 路基顶面回弹模量E0=30MPa 三、沥青混凝土的材料及技术要求说明 （一）材料要求 1.上面层用沥青： 上面层沥青混凝土采用SBS I-D型成品改性沥青，制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性，其质量须符合A 级道路石油沥青的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时应提供基质沥青的质量检验报告和沥青样品。且其各项性能指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的表4.6.2的要求时，方可使用，其性能指标要求见下表：
二级公路设计标准 1.二级公路为供汽车行驶的双车道公路。 2.双车道二级公路应适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～15000辆。 3.二级公路作为干线公路时设计速度宜采用80km/h. 4.二级公路作为集散公路时，混合交通量较大、平面交叉口间距较小的路段，设计速度宜 采用60km/h. 5.二级公路路基的标准横断面应由车道、路肩（右侧硬路肩、土路肩）等部分组成。 6.二级公路路拱坡度不应小于 1.5%。 7.二级公路平面线形应由直线，圆曲线，回旋线组成。 8.设计速度大于等于60km/h时,同向圆曲线间的最小直线长度(以m计)以不小于设计速度 9.(km/h)的6倍为宜；反向圆曲线间的最小直线长度(以m计)以不小于设计速度(km/h)的2倍为宜。 10.二级公路圆曲线半径小于250m时应设置加宽，方式应采用第三类加宽。 11．二级公路技术标准： 公路等级 设计速度（km/h） 车道数
回旋线最小xx（m） 停车视距（m） 最大纵坡（%） 最小坡长（m） 最大合成坡度（%） 平面交叉最小间距（m）路基宽度（m） 右侧硬路肩宽度（m）土路肩宽度（m） 圆曲线最小半径（m）不设超高圆曲线最小 半径（m） 平曲线最小xx（m） 凸形竖曲线最小半径（m） 凹形竖曲线最小半径（m） 竖曲线xx（m）一般值最小值 一般值
一般值 最小值 一般值 最小值 路拱≤2% 路拱≥2% 一般值 最小值 一般值 极限值 一般值 极限值 一般值 最小值802 3.75 70 9.0 500 12.00 10.00
1.50 0.75 0.75 0.50 400 250 2500 3350 400 140 4500 3000 3000 2000 170 70二级公路602 3.50 5075 6150 9.5300
沥青路面结构厚度计算 路等级 : 一级公路新建路面的层数 :5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24、9 (0、01mm) 路面设计层层位 :4 设计层最小厚度 :150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土401400 02000 0 、47 2 中粒式沥青混凝土601200 01800 0 、34 3 粗粒式沥青混凝土801000 01200 0 、27 4 水泥稳定碎石 ?1500 03600 0 、25 5 石灰土250550 01500 0 、1 6 新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24、9 (0、01mm) H(4 )=200 mm LS= 26、3 (0、01mm) H(4 )=250 mm LS= 23、4 (0、01mm)
H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H(4 )=224 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=274 mm σ(5 )= 、101 MPa H(4 )=324 mm σ(5 )= 、087 MPa H(4 )=277 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) H(4 )=277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求、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40 mm-------------------------------------- 中粒式沥青混凝土60 mm-------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土80 mm-------------------------------------- 水泥稳定碎石280 mm-------------------------------------- 石灰土250 mm-------------------------------------- 新建路基
XX七期拆迁安置房室外道路工程设计说明 1、工程概况 XX七期拆迁安置房室外道路工程位于寿山河以东，规划道路以西，水南路以南，寿山路以北。本次设计中，小区主路北起水南路，东至规划道路，道路全长353.399m，沿线主要相交道路均为小区内部道路。主路为7m单幅路型式，既路宽为7.0m（机非混合车道）；其余小区内部道路亦为单幅路型式，路宽为5.0m及4.0m。 2、设计依据 2.1《江阴市城市总体规划》（2002-2020）； 2.2《江阴市城市总体发展概念规划》； 2.3江阴经济开发区规划建设局提供的“XX七期拆迁安置房室外道路工程设计委托书”； 2.4江阴市规划局下达的“XX七期拆迁安置房室外道路工程设计条件书”； 2.5江阴市规划局提供的XX七期拆迁安置房室外道路地形图电子文件； 2.6江阴市城乡规划设计院建筑室提供的“XX七期拆迁安置房总平面布置图”； 2.7技术规范及参照规范 1）《城市道路设计规范》（CJJ37-90） 2）《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001） 3）《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006） 4）《公路路基设计规范》（JTG D30-2004） 5)《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98) 6)《城市道路绿化规划与设计规范》(CJJ 75-97) 7)《道路交通标志和标线》(GB 5768-2009) 2.8技术标准 1）道路等级：城市支路Ⅲ级； 2）设计车速及车道宽度：V=15Km/h，主路一条机动车道宽度3.5m； 3）路面计算荷载：BZZ-100型标准车； 4）路面类型：沥青砼路面； 5）设计年限：道路交通量饱和年限10年，路面结构设计年限10年； 6）道路排水：设计重现期为1年； 7）高程系统和坐标系：高程为1985国家高程基准，坐标系采用江阴市城市坐标系。 3、设计内容 3.1道路全线的平面、纵断面、横断面，路基及路面结构设计。 3.2道路照明、绿化等由相关部门进行设计。 4、交通资料 4.1机非混合车道：交通等级为轻交通，计算轴载为4.0×106次/车道。 5、路线 5.1平面线形 1）道路平面线形根据江阴市城乡规划设计院建筑室提供的总平面布置图，道路线形为直线型+曲线型； 2）路段设计通行能力：一条机动车道的信号灯管制设计通行能力为621pcu/h； 5.2交叉口进出口设置 1）路线交叉一览表（见下表） 主路路线交叉一览表 2）交叉口转弯设计行车速度V=10Km/h； 3）主路与拟建水南路及规划道路交叉口均不进行竖向设计，小区内部道路相交时，均采用平接交叉方式。 5.3纵断面 1）道路纵断面设计以规划条件为依据； 2）主路设计纵坡为0.15%～0.831%，ω=i 1 +i 2 >0.5%时于变坡点处设竖向曲线，ω =i 1 +i 2 ≤0.5%不设竖向曲线；
与梁肋整体连接的板，在计算支点截面和跨中截面弯矩时，其计算跨径取梁肋之间的距离。 由于板厚与肋高之比小于1/4,支点弯矩取-0.7M，跨中弯矩取0.5M（当大于1/4，支点弯矩取-0.7M，跨中弯矩取0.7M）M 为简支梁求得的跨中弯矩。 公路桥涵设计通用规范 一、总则 1、安全等级； 2、特大、大、中、小桥及涵洞分类； 标准跨径：梁式桥、板式桥以两桥墩中线之间桥中线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中线长度为准；拱式桥和涵洞以净跨为准。重要是指高速公路和一级公路上、国防公路上及城市附近交通繁忙公路上的桥梁。 二、术语 1、作用短期效应组合：正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应的组合； 2、作用长期效应组合：正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应的组合； 三、设计要求 1、桥涵布置：公路桥涵的设计洪水频率； 2、桥涵孔径 3、桥涵净空：净空高度，高速公路和一级，二级公路上的
桥梁应为5米，三、四级公路上的桥梁应为4.5米。 4、立体交叉跨线桥桥下净空应符合下列规定； 5、车行或人行天桥的宽度； 6、桥上线形及桥头引道； 7、桥面铺装、排水和防水层； 8、养护及其他附属设施。 四、作用 1.1可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值，频遇值或准永久值作为其代表值； 可变荷载不同时组合表：汽车制动力，流水压力，冰压力，支座摩阻力； 多个偶然作用不同时参与组合。 4.1.6永久作用效应的分项系数表；汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取 1.4；当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载的分项系数应采用汽车荷载的分项系数，对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数取与汽车荷载同值。在作用组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他的可变作用效应的分项系数，取 1.4，但风荷载的分项系数取 1.1；在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数，当
5.路面结构设计 5.1沥青路面 5.1.1交通量及轴载计算分析 路面设计以单轴载双轮组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： 轴载换算采用如下的计算公式：=N ∑=k i i i P P n C C 135.421)/( 计算结果如下表所示： 表5.1轴载换算表 ②累计当量轴次
根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》,高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是取0.5。 累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]18918830 5.060.430336506449 .0365106449.0115 =????-+= （次） 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 验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式：812'1')/('P P n C C N i k i i ∑== 计算结果如下表所示： 表5.2 轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力） ②累计当量轴次 参数取值同上，设计年限是15年,车道系数取0.5。
累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]321652575.087.731636506449 .0106449.0115 =???-+= （次） 5.1.2结构组合设计及材料选取 1) 拟订路面结构组合方案 根据规定推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土（取18cm ），基层采用水泥碎石（取20cm ），下基层采用石灰土（厚度待定）。 另设20cm 厚的中粗砂垫层。 2) 拟订路面结构层的厚度 由于计算所得的累计当量轴载达到了500万次，按一级路的路面来设计，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度为4cm ），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度为6cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度为8cm ）。 5.1.3设计指标及设计参数确定 1) 确定路面等级和面层类型 由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为大于500万次。根据规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》和设计任务书的要求可确定路面等级为高级路面，面层类型采用沥青混凝土，设计年限为15年。 2) 确定土基的回弹模量 ① 此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。 ② 根据设计资料，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》，该路段处于II 2a 区，为粉质土，确定土基的稠度为1.05。 ③ 查设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》中“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”表并作提高得土基回弹模量为 MPa E 0.370=. 3）各层材料的设计参数（抗压模量与劈裂强度）