路基路面工程作业参考答案 联系客服

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凝土为1.1;

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。

49.什么是设计弯沉ld?什么是实际弯沉ls?各怎样计算?

沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度指标,进行路面厚度设计。路表弯沉的计算点位于双圆均布荷载的轮隙中心。

路面设计弯沉是根据设计年限内设计车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的,相当于路面竣工后第一年的不利季节,路面在标准轴载100KN作用下测得的最大回弹弯沉值。经过大量测试与分析,得到路面设计弯沉值的计算公式如下:

Lld?600Ne?2AcAsAb

式中: ld —路面设计弯沉值(0.01mm);

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,沥青混凝土面层为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,沥青表面处治为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,

Ab=1.0,若面层与半刚性基层之间设置等于开小于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,仍为1.0;柔性基层、底基或柔性基层厚度大于15cm,底基层为半刚性下卧层时为1.6。

由于层状弹性体系理论将路基路面假定为理想弹性体,与实际路基路面的力学特性有一定的差别,根据层状弹性体系理论计算得到的理论弯沉值l与实测弯沉值ls也有一定的差异,需要进行修正实测弯沉。计算公式如下:

ls?Fl?2p??LF 三层及三层以上体系E1

ls?Fl?2p??LF 双层体系E0

式中:p、??标准轴载轮胎接地压强和当量圆半径,p?0.7MPa,??10.65cm;

E0—土基回弹模量(MPa);

E1—三层及三层以上体系第一层弹性模量(MPa);

?L—理论弯沉系数,由弹性层状体系理论计算得出;F—综合修正系数,F?1.63(ls0.38E00.36)?(),设计时,取ls?ld。2?p

50.怎样计算沥青路面的层底拉应力?

我国现行沥青路面设计规范规定,除了以路表设计弯沉为厚度设计控制指标外,高速公

路,一级、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性材料结构层,需要进行层底拉应力验算。层底最大拉应力?m计算点,上层在单圆中心,中间层在双圆轮隙中心。

?m?p?

式中:p—标准轴载轮胎接地压强,p=0.7 MPa;

?m—最大拉应力系数,与各结构层厚度、弹性模量等有关,由弹性层状体系理

论计算得出。

拉应力应满足小于允许拉应力的要求:?m<?R??spKs

式中: ?R—路面结构层材料的容许拉应力,MPa;

?sp—结构层材料的极限抗拉强度,MPa,由实验确定。我国公路沥青路面设

计规范采用极限劈裂强度;

Ks—抗拉强度结构系数。

51.怎样进行沥青面层的剪应力计算?

我国城市道路设计规范规定,除了设计弯沉和弯拉应力外,还需要进行剪应力验算。要求沥青面层在车轮垂直荷载和水平荷载共同作用下,其破坏面上可能产生的剪应力??,应不超过材料的允许剪应力?R,即:????R

①允许剪应力?R计算

?R??KT

式中:?R—沥青混合料面层材料的允许剪应力,MPa;

?—沥青混合料面层材料的抗剪强度,MPa;

?=c???tg? (缓慢制动时)

?=cd???tg? (紧急制动时)

c,?—沥青面层材料的粘结力(MPa)和内摩擦角;

Cd —沥青面层材料的动载粘结力(MPa),根据试验结果取cd?2c;

??—破裂面上的正应力;

KT—沥青混合料面层材料抗剪切结构强度系数,缓慢制动(?=0.2)时,

KT(0.2)?0.35Nt0.15/Ab

Nt—停车站或交叉路口设计年限内同一位置停车的累计标准轴作用次数;

Ab—城市道路等级系数,快速路0.85,大城市主干路1.0,大城市次干路和中、

小城市主干路1.1,中小城市次干道和所有城市支路1.2。

紧急制动(?=0.5)时,KT(0.5)?1.2/Ab②剪应力??计算:

???p?

式中:?—剪应力系数,与各结构厚度和弹性模量等参数有关,由弹性层状体系理论计

算得出;

p—标准轴载轮胎接地压强,p=0.7 MPa。

52.怎样进行沥青路面结构层厚度计算?

沥青路面结构层厚度计算步骤如下:

①根据设计任务书的要求,确定路面等级和面层类型,计算设计年限内一个车道的累计

当量轴次和设计弯沉值。

②按路基土类别与干湿类型,将路基划分为若干路段(在一般情况下路段长度不宜小于500m,若为大规模机械化施工,不宜小于1km),确定各路段土基回弹量值。

③可参考沥青路面设计规范附录A推荐结构,拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案,根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度,确定各结构层材料设计参数。

④根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层,应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求,如不满足要求,或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、提高极限抗拉强度,再重新计算。

对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面,尚应验算防冻厚度是否符合要求。

⑤进行技术经济比较,确定采用的路面结构方案。

上述计算可采用多层弹性体系理论编制的专用设计程序进行,也可采用简化法(图解法),将多层体系换算成当量三层体系,利用设计图表(查沥青路面设计规范或路面设计手册)进行计算。

53.如何确定土基回弹模量?

⑴ 实测法(承载板法)

在不利季节,在已建成的路基上,用圆形刚性承载板通过逐级加载卸载的方法测出每

级荷载作用下土基的回弹变形值,并采用回弹变形l?1mm的测定值计算土基回弹模量。

E0??D4??P(1?u?lii20)

式中: E0—土基回弹模量,MPa;

u0—土的泊松比,取0.35;

D —刚性承载板直径,D=30cm;

Pi—刚性承载板施加的压力,MPa;

li—对应于荷载Pi的回弹复形值,0.01mm.。

⑵查表法

在设计新建道路时,路基尚未修筑,无法实测土基回弹模量E0,可按下述步骤用查表法确定:

①根据设计路段所在公路自然区划和路基土组查临界高度参考值表确定临界高度值H1、

H2、和H3;

②根据路基挖填情况、地下水位或地表长期积水之位,查土基干湿类型表确定路基干湿类型;

③根据自然区划、路基土组和路基干湿类型,参考土基稠度建议值表,经过论证确定土