城市水泥混凝土路面在标准轴载下的路基工作区深度计算

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1、城市水泥混凝土路面在标准轴载下的路基工作区深度计算吴祖德（常州市建设工程施工图设计审查中心，江苏 常州 213002） 内容提要 本文初探采用BISAR3.0软件计算城市各级水泥混凝土路面，在标准轴载100KN下的路基工作区深度。供讨论、参考。关 键 词 城市水泥混凝土路面 标准轴载 路基工作区深度0前言采用SHELL公司按弹性层状体系理论编制计算水泥混凝土路面结构应力、应变的BISAR 3.0软件，并按水泥混凝土面层与基层水泥稳定碎石层间按连续、光滑分别进行计算（其中，水泥稳定碎石层与10%石灰土层、10%石灰土层与路基土层间，均按连续计算）出水泥混凝土路面、路基在不同深度时的荷载应力值。本

2、文计算没有区分荷载位置，如板中、板边中点和板角，假定荷载在一块无限大的板中。实际荷载作用在板的不同荷位时，板角荷位路基压应力最大，板边次之，板中最小。但随着路基竖向深度的增加，这种差异逐渐变小。1由于已出版的“公路低路堤设计指南”（2013年4月出版）、“公路路基设计规范”（JTG D30-2015）（2015年5月1日实施），均已明确路基工作区深度的规定为：“汽车荷载通过路面传递到路基的应力与路基土自重应力之比大于0.1的应力分布深度范围。”故本次均按此标准计算。 1 常州市各级水泥混凝土路面在标准轴载100KN作用下路基工作区深度 表1 常州市各级水泥混凝土路面构造及采用数据一览表道路类别

3、小区路支路次干路主干路快速路结构组成水泥混凝土厚度（m）0.180.200.220.240.26弯拉强度（MPa）4.54.54.55.05.0弹性模量（MPa）2900029000290003100031000泊松比0.150.150.150.150.15水稳碎石厚度（m）0.150.180.200.200.20弹性模量（MPa）15001500150015001500泊松比0.200.200.200.200.2010%石灰土厚度（m）0.150.180.200.200.20弹性模量（MPa）550550550550550泊松比0.350.350.350.350.35路基弹性模量（MPa）2

4、226263034泊松比0.350.350.350.350.35 表2 常州市各级水泥混凝土路面各种情况下的路基工作区深度（m） 道路类别小区路支路次干路主干路快速路路面与基层层间连续计算-0.87-0.83-0.59-0.56-0.52路面与基层层间光滑计算-1.17-1.04-0.88-0.82-0.74（半连续、半光滑推算）-1.02-0.94-0.74-0.69-0.63层间连续与光滑计算相差0.300.210.290.260.22（1）常州市水泥混凝土小区路在标准荷载100KN时路基中的应力分布 图1 水泥混凝土小区路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间连续计算） 图2 水泥

5、混凝土小区路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间光滑计算） （2）常州市水泥混凝土支路在标准荷载100KN时路基中的应力分布 图3 水泥混凝土支路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间连续计算） 图4 水泥混凝土支路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间光滑计算）（3）常州市水泥混凝土次干路在标准荷载100KN时路基中的应力分布 图5 水泥混凝土次干路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间连续计算） 图6 水泥混凝土次干路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间光滑计算）（4）常州市水泥混凝土主干路在标准荷载100KN时路基中的应力分布 图7 水泥混凝土主干路在标

6、准荷载100KN时路基中的应力分布（层间连续计算） 图8 水泥混凝土主干路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间光滑计算）（5）常州市水泥混凝土快速路在标准荷载100KN时路基中的应力分布 图9 水泥混凝土快速路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间连续计算） 图10 水泥混凝土快速路在标准荷载100KN时路基中的应力分布（层间光滑计算）2 初探后的两点体会（1）水泥混凝土路的路基工作区深度，不就因为它是刚性路面，就会很小，也是有一定的深度的，并且相差也只有10cm以内。根据以往计算的沥青混凝土路比较如下： 表3 水泥混凝土路与沥青混凝土路的路基工作区深度计算比较（单位：cm） 道

7、路类别支路次干路主干路快速路水泥混凝土路（层间光滑接触）-104-88-82-74沥青混凝土路-105-96-90-82（2）水泥混凝土路的路基工作区计算结果，表明现行规范要求的土质路基压实度要求，不尽合理。表4 现行规范的土质路基压实度要求 填挖类型路床顶面以下深度（cm）路基最低压实度（%）快速路主干路次干路支路填方08096959492801509493929115093929190挖方0309695949230809493特别是对支路、次干路的挖方地段，只要求路床顶面以下深度0-30cm ,根据层间连续计算，至少要59-83cm；如为层间光滑时，要求88-104cm .3 结束语 （1）实际验算路基工作区深度时，除标准轴载外，还需考虑超载车辆行驶的要求，可以另行计算得出；（2）通过本次初探，比较清楚地看到了，水泥混凝土路在标准轴载下，自重应力、荷载应力在路基中的分布规律。仅供大家讨论、参考，尚待进一步的验证。【参考文献】 1胡洪龙.水泥混凝土路面下路基工作区深度确定方法的探讨.上海公路.NO.1 2012年.7