1、For personal use only in study and research; not forcommercial use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)JTJ 071-98

2、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(lèi)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

3、 ）2 、公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ014-973、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

4、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（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)

5、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)量軸次、面層和基層類(lèi)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(chē)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(lèi)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(lèi)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

6、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)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 =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(chē)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

7、河 JN15049.00101.601雙-80黃河 LN16259.50115.001雙-60交通14125.5555.101雙-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n1 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次

8、東風(fēng) EQ140 ：前軸 23.70KN 25KN ，不計(jì)。1，四輪組為/日）0.38 。后軸：C1 1 ， C2 1 ，n1=100 ， Pi=69.20 KN ， P 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×100×（ 69.20/100 ） 4.35 20.2 （次 *日 -1 ）黃河 JN150 ：前軸：C1 1， C2 6.4 ，n1=80 ，Pi=49.00 KN ， P 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4 ×80×（ 49.00/100 ） 4.35 23.0 （次 *日-1

9、）后軸：C1 1， C2 1， n1=100 ， Pi=101.60KN ， P 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×100×（ 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 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4 ×60×（ 59.50/100 ） 4.35 40.1 （次 *日-1 ）后軸：C1 1 ， C2 1， n1=60 ， Pi=115.00KN ， P

10、100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×60×（ 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 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4 ×50×（25.55/100 ） 4.35 0.9 （次 *日 -1 ）后軸：C1 1 ， C2 1， n1=50 ， Pi=55.10KN ，P 100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×50×

11、（ 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 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4 ×40×（ 47.60/100 ） 4.35 10.1 （次 *日-1 ）后軸：C1 1+1.2 ×（ m-1 ） =1+1.2 ×(2-1)=2.2 ，C2 1 ， n1=40 ， Pi=90.70KN ， P 100 KN N=C1C2n1(Pi/P)4.35 2.2 ×1×40×（

12、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 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×6.4 ×50×（ 54.64/100 ） 4.35 23.1 （次 *日-1 ）后軸：C1 2.2 ， C2 1 ， n1=50 ， Pi=91.25KN ， P 100 KNN=C1C2n1(Pi/P)4.35 1×1×50×（91.25/100 ）4.35 33.6 （次 *日 -1 ）合計(jì)： N=429.8（

13、次）三級(jí)公路設(shè)計(jì)使用年限8 年，車(chē)道系數(shù)0.65 ，則累計(jì)當(dāng)量軸次Ne= （ 1+）t- 1 × 365 N / (1+-1 )t= （1+0.05 ） 8-1×365×429.8 ×0.65/0.05 (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)配碎石 (柔性基層 )Ld 600N *AC*AS*Ab 600×358801-0.2 ×1.2 ×1.2 ×1.6 107（ 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)

14、查而得，然后再進(jìn)行軸載換算。三、路基、路面基層設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算（一）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)域不利季的算路基頂面設(shè)計(jì)彎沉值l0。L0=9308×E0-0.938(0.01mm)E0 ，然后按下式計(jì)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)定某公路土基回彈模量值得E0 50Mpa ，季節(jié)影響系數(shù)回彈模量調(diào)整值為E0/ 1.2 ×50 60Mpa ，則K1 1.2 ，則土基l0=9308 ×6

15、0-0.938 200 （ 0.01mm ）K1 季節(jié)影響系數(shù) ，不同地區(qū)取值范圍為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。（二）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/

16、 ( 為單個(gè)輪跡當(dāng)量圓半徑（cm ）,對(duì)于黃河卡車(chē)， 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)F F4）計(jì)算底基層頂面回彈彎沉l1=2p aLF/E0K1P 后軸重 100KN 卡車(chē)輪胎的單位壓力，對(duì)于黃河卡車(chē)，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 ，基層為級(jí)配碎石，層厚為1

17、5cm ，查表得 E2 280MPa ，試計(jì)算底基層頂面回彈彎沉值。解：K1E0/K2E1 45/250 0.18h1/ 20/10.75 1.86查附圖aL 0.44F 0.7965l1=2p aLF/E0K1=2×0.7 ×10.75 ×0.44 ×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(lèi)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。即將具有回彈模量E1

18、 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/ 與 h2/ 之和及 K1E0/K3E2的值，從附圖；3）按下式計(jì)算彎沉綜合修正系數(shù)F24）按下式計(jì)算基層頂面回彈彎沉l2=2p 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/ h1 20× 19.26cmh2/ =15/10.75=1.395h2/ =19.26/10.75=1.792h2/ + h2/ =3.187K1E0/K3E2=45/280=0.161查圖aL 0.34F2 0.494l1=2p aLF2/E0K1=2×0.7 ×10.75 ×0.494 ×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。（