100T车道计算.docx

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100T车道计算

100T油罐车道路计算书

一、背景

车轴数：

4

每个车轮组数：

4组

满载时每个车轮组着地宽度和长度：

0.5X0.2m2

空载每个车轴压力：

前20T后22T

满载每个车轴压力：

25T单轴12.5T

满载平均日交通量为88辆空车平均日交量为65辆

设计年限为30年，每年运输365d，每天运输10h。

根据《全国公路

自然区划图》可知该路段处于Ⅳ7区

二、设计荷载作用次数

各级轴载换算成设计荷载的平均日作用次数：

m

ni

i1

N-各级轴载换算成设计荷载的平均日作用次数

Ni-第i级轴载的平均日作用次数

Pi-第i级轴载（KN）

Pm-设计荷载（KN）

m-轴载级数

根据《厂矿规范》规定“Pi/Pm0.5时,不考虑Pi级轴载的影响”，

本设计共有一级轴载需要考虑，1级轴载P1=125KN

各级轴载换成设计荷载平均日作用次数

m

Njni

i1

125

80X4X125320次

125

该路段单向小时交通量

Nh=（80+65）/10=14.5辆

路面设计使用年限内，设计荷载的累计有效作用次数，可按下列公式

计算：

T

NNjt

J1

N-路面设计使用年限内，设计荷载的累计有效作用次数

T-路面设计使用年限年数

t-全年工作日数

-车轮轮迹横分布系数。

单车道时，可采用0.5~0.65；双车道时，

可采用0.4~0.5.当交通量较大时，宜采用上限；反之，宜采用下限。

T

NNjt320X30X365X0.41401600

J1

三、初步路面结构设计基层设计

该路路基层材料选用5%水泥稳定碎石基层，厚度选取200mm

交通等及判别：

道路各级标准轴载累计作用次数：

nPi

NsiNi（Pi）16

i1100

i2.22X103Pi0.43适用于单轴单轮

i1适用于单轴双轮

i1.07X105Pi0.22适用于双轴双轮

i2.24X108Pi0.22适用于三轴双轮

本设计考虑的轴载只有三级，1为满载前轴单轴双轮，轴载为

125X2=250KN，2为满载后轴三轴双轮，轴载为125X6=750KN，3为满

载后轴三轴双轮，轴载为220KN

轴轮型系数

11

22.24X108X7500.225.22X109

32.24X108X2200.222.969X106

路面设计使用年限内，重车交通量

N重=80X365X30=876000辆

路面设计使用年限内，空车交通量

N重=65X365X30=657000辆

因单向小时交通量为17辆，属于2级交通量下限，根据《公路规范》

中表A1.1.1《交通量车道分配系数》可得单向双车道车流较小时车

道交通量分配系数，该系数取1.0

Ne=NsX1.0=2.54X1012次，属于特重交通

水泥混凝土面层设计

水泥混凝土面层初步估算板厚值，按《厂矿规范》中表4.3.10选取

板厚250mm

抗折疲劳强度计算

fS（0.940.077lgN）

f水泥混凝土的抗折疲劳强度

S水泥混凝土的计算抗折强度

S

N-路面设计使用年限内，设计荷载的累计有效作用次数

根据《厂矿规范》，水泥混凝土的计算抗折疲劳强度不宜小于

4.5Mpa,C35水泥混凝土的计算抗折疲劳强度为4.5Mpa,本次设计采

用C35水泥混凝土

f4.5X（0.940.077lg1401600）2.1Mpa

基层顶面当量回弹模量，不应小于80Mpa，回强模量计算：

pD（1u2）

Et

tWc

Et-基层顶面当量回弹模量（Mpa）

p-轮胎压力（Mpa）

Wc-基层顶面弯沉值（cm），可根据土基水文状况和路面材料所拟定的

基层结构和厚度，按现行的有关路面设计规范的土基、路面材料回弹

模建议值以及汽车的双轮胎轮迹当量圆直径，查图4.3.7确定基层顶

面弯沉系值，再按该图上公式计算确定（当基层为多层结构时，可采

用等效层法换算）

土基回弹模量

土基采用混凝土搅拌桩，回弹模量Eo=20Mpa

基层材料回强模量

水泥回弹模量Et=1300Mpa.因基层和底基层材料相近，基层材料的当

量厚度h1=0.4m

轮胎压国和双轮胎轮迹当量圆直径

查参照《厂矿规范》附表5.1

轮压力P=0.528Mpa轮迹当量圆直径D=94.24cm

计算结果

Eo=20MpaEt=1300Mpa.h1=0.4mD=94.24cmu=0.3

查图4.3.7弹性层状体系精确解图解

Eo/E1=20/1300=0.015h1/D=40/94.24=0.42Wc=0.04

WcpWc

基层顶面计算回弹模量

Es=nEt

Es基层顶面计算回弹模量（Mpa）

N模量增长系数

模量增长系数计算：

h

n6.3h0.44

Et

n6.3250.440.786

455

Es=0.786X455=357.63Mpa

荷载应力计算

pkdks

p-计算荷载应力（Mpa）

kd-动荷系数，可采用1.05-1.15.当路面平整度较高、车速较低、

设计荷载较大时，可采用下限；反之，可采用上限；

Ks-超载系数，可采用1~1.1.当主要运输容重较小的产品时，可采用

下限；反之，可采用上限；

-设计荷载应力（Mpa）根据4.3.10确定

（抗折弹性模量）Ec/（基层顶面回弹模量）Es=28000/357.63=78.29

查得1.6

p1.05X1.1X1.62.195Mpa

检验

四、地基承载力计算

1、要求处理后地基承载力不小于150kpa

车轮面积0.5X0.2m2板厚250mm扩散角取30o

扩散面积：

（0.43X2+0.5）X（0.43X2+0.2）=1.442m

地基反应力=125KN/1.442m2=87kpa

单桩竖向承载力特征值经现场试验结果

取Ra=200KN

2、散体材料增强体复合地基计算

采用三角形布桩方式：

mdde1.13sS为桩距de为处理等效直

de2

复合地基桩土

径d=500mm处理后桩间土承载力特征值fsk=150kpa

应力比n10196.79

150

0.520.5

mS取0.1

（1.05s）21.05m

fsk[1m（n1）]fsk

200=[1+m（6.79-1）]x150m=0.52/（1.05s）2

解s=1.98

粘结强度增强体复合地基

Ra

fspkm（1m）fsk

Ap

1.00.7

解s=1.476

选取s=1.45米

设褥垫层250mm厚

土层（3-3）砂层地基承载力特征值80KP<150KP，需要作软弱下卧层

验算：

五、软弱下卧层验算：

复合土压缩模量：

Es1=20

3-3层压缩模量：

4.04

ES1/ES2=20/4.8=4.17z/b=10/1.06=9.4

查表5.2.7得240

Pz

lb（pkpc）

（b2ztan）（l2ztan）

1.36X1.06（1250）

（1.062X10Xtan24）（1.362X10Xtan24）

1.76

软弱下卧层上层土重计算

Pcz=（15.68-10）X10=56.8KP

软弱下卧层承载力深宽修正：

fa801.0X15.68X（100.5）228.96kp

Fa=228.96>pz+pcz=1.76+56.8=58.56kp（设计通过）

3、沉降计算

1）车单轴重125KN

2）地基底附加压力按150kpa考虑

3）计算深度：

Znb（2.50.4lnb）1.1（2.50.4ln1.1）2.71m

4、土层（3-1）深度为8.6m，仅需要计算此层沉降。

复合土层压缩模量：

Espi*Esiffsapkk

150

2.77Esp（31）2.77X1.484.1

55

5、用规范分层总和法求沉降量

1

sss,si1Epso1（z1a1）

l14z271

l1.41.54z2.714.928

b1.1b1.1/2

查附录Ka4X0.11580.2483

经验系数:

A10.1158

EsA10.11585.39po870.75Fak0.75X150112.50

A10.1158

E15.39

查表5.3.5得s0.9（利用插值法取得）

s0.9X

150

4.1

（2.71X0.4632）41mm

六、拉杆构造设置

道路分段处拉杆尺寸及间距采用18三级钢，长度0.75m，间距800mm

设置。

钢筋设置

本工程横向按5m设计分格缝，属于普通钢筋混凝土面层设置类型

横向钢筋设置

Ls=4.5mh=250mmu=2.5fsy=300Mpa

16Lsh16X4.5X250X2.52

As150mm

fsy300

纵向钢筋设置

Ls=6mh=250mmu=2.5fsy=300Mpa

16Lsh16X6X250X2.52

As200mm

fsy300

横向与纵向钢筋均按一级钢8间距250设置