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路面结构设计验算

完成材料和结构设置后,点击“路面结构设计验算”。软件按照“基本参数—交通参数—结构参数—其他参数—计算报告”的顺序组织输入和计算。

计算前检查

开始输入前,先确认左侧流程栏中的设计规范。JTG D40—2011 与 JTG 3340—2026 的参数、计算方法和报告内容不同;切换规范后,应重新检查并保存所有验算参数。

基本参数

基本参数页包括项目概况、地区、公路等级、设计使用年限、目标可靠度、材料参数确定水平、自然区划、温度梯度、路肩和层间条件等。

JTG 3340—2026 基本参数设置

JTG 3340—2026 基本参数设置

JTG 3340—2026 项目需要重点确认:

  • 设计使用年限与目标可靠度:软件按公路等级给出默认值,设计人员应结合项目要求确认;
  • 材料参数确定水平:水平一、水平二或水平三,参与可靠度系数计算;
  • 温度梯度:分别设置疲劳温度梯度和最大温度梯度;
  • 路肩形式:根据实际路肩类型选择,并确认路肩板等厚或减薄;
  • 层间参数:分离式加铺设置夹层参数,复合式面层设置界面结合系数。

字段右侧的说明按钮可查看相应规范条文和取值提示。

温度梯度的可填范围会随规范版本和自然区划变化。JTG 3340—2026 采用表 B.3.1 的疲劳温度梯度与最大温度梯度范围,切换规范后应重新核对,不能直接沿用 JTG D40—2011 的默认值。

年限与可靠度自动填充

JTG 3340—2026 的新建或尚未保存的基本参数页会在选择公路等级后,按表 3.0.1 自动填入:

公路等级设计使用年限目标可靠度
高速公路30 年95%
一级公路30 年90%
二级公路20 年85%
三级公路15 年80%
四级公路15 年70%

已经保存的旧工程不会被自动覆盖。若手工取值偏离表 3.0.1,报告会说明实际计算口径:设计使用年限按填入值进入累计轴载作用次数 NeN_e;可靠度系数中的影响系数仍按公路等级对应的表列目标可靠度确定,手工填写的不同可靠度只用于偏差提示。正式工程应使界面取值与设计标准保持一致。

由气候数据填写温度梯度

除按自然区划查表外,JTG 3340—2026 还提供年均气温 TT 和年均湿度 ρ\rho 两个可选字段。两个字段均填入正值时,软件按式(B-1)和式(B-2)计算并自动填入疲劳温度梯度与最大温度梯度;任一字段保留为 0 时仍采用表 B.3.1 的区划取值。

自动填入的结果仍受表 B.3.1 范围校验,用户可以在有依据时继续修改。气候字段是温度梯度的填充助手,不形成另一条独立计算支路;报告最终使用温度梯度框中保存的数值。

交通参数

交通参数页用于设置设计车道、交通增长、轴载数据和轴载谱等。JTG 3340—2026 项目当前按附录 A.3.2 的单轴轴载谱方法完成交通荷载分析。

请依据交通调查资料确认方向分配、车道分配、轮迹横向分布和各级轴载作用次数。修改交通数据后,应重新保存并计算。

结构参数

结构参数页列出当前模型各结构层的厚度和材料参数。请逐层核对结构设置与设计取值,尤其是面层强度与模量、基层模量、层间条件及路基回弹模量。

不同模板会显示专用参数:

  • 钢纤维混凝土面层:输入是否允许带裂缝工作、初裂强度、裂后弯曲韧性比及疲劳参数 afa_fbfb_f
  • 旧沥青路面加铺:选择落锤式弯沉仪或贝克曼梁等检测方式,输入代表弯沉;
  • 复合式面层和分离式加铺:分别检查结合系数或夹层参数。

JTG 3340—2026 钢纤维面层按规范式(B.2.5-2)和式(B.2.5-3)计算疲劳应力系数。afa_fbfb_f 应由试验确定;界面的 8 和 0.2 是规范条文说明所列特定纤维类型的典型初始值,不能对所有产品直接套用。不允许板底裂缝扩展为贯通截面裂缝时,bfb_f 取 0。纤维体积率、长度和直径从面层材料读取,几何参数缺失时软件会退回式(B.2.5-1)并给出提示。

旧沥青路面上加铺水泥混凝土面层时,应按规范 8.9.4 输入实测弯沉,由软件反算板底地基当量回弹模量。未填写弯沉时软件仍可使用录入的原路面模量完成计算,但会在结果中明确提示该口径不符合弯沉反算要求,正式设计前应补齐检测数据。

JTG 3340—2026 的旧水泥路面沥青加铺按规范 8.6.5 将沥青加铺层与旧混凝土板作为复合面层分析,温度梯度遮蔽系数按沥青加铺层厚度计算。复合式连续配筋下面层只有在上面层为沥青混凝土时采用相应遮蔽修正;其他上面层材料会在结果中给出适用性复核提示。

面层厚度自动试算/优化

JTG 3340—2026 项目可在“结构层材料参数”页勾选面层厚度自动试算/优化,并从“试算层”下拉框指定需要调整的面层。

面层厚度自动试算和试算层选择

复合式面层选择下面层进行厚度优化

设置方法:

  1. 核对表格中的层位、材料、初拟厚度和模量;
  2. 勾选“面层厚度自动试算/优化”;
  3. 复合式或加铺结构从下拉框确认要调整的面层;
  4. 点击“保存”,再完成其他参数并计算。

软件先以初拟厚度完成正文验算并保留初拟结论,然后再执行独立的试算/优化:初拟结构不满足时逐档加厚;满足但强度有富余时逐档减薄,直到找到 2mm 网格上仍满足极限状态要求的最薄一档。附录 B 的普通、钢筋、钢纤维和复合面层,以及附录 C 的连续配筋面层,加厚和减薄均采用 2mm 步长。

试算完成后,报告会单列“面层厚度试算”或“面层厚度优化”,列出初拟结论、逐档厚度、应力与校核结果,并给出采用的计算厚度和设计厚度。未勾选自动试算时,软件只按输入厚度完成一次验算,报告中不会出现试算/优化章节。

设计厚度按所选试算层确定:

  • 试算层为路面最上面的面层时,计算厚度增加 6mm 磨耗与刻槽厚度,再按 10mm 向上取整;
  • 试算复合面层的下面层时,上面层已经承担磨耗或功能层作用,下面层不再增加 6mm,只按 10mm 向上取整;
  • 连续配筋面层先确定采用的设计厚度,再以该厚度计算纵向钢筋配置,不能用初拟厚度代替。
试算层选择
  • 常规结构通常只有“面层”一个候选项;
  • 新建复合式面层默认试算下面层,也可明确选择上面层;
  • 结合式加铺和旧水泥路面沥青加铺应试算新加铺层,旧混凝土板厚度来自检测,不应被优化;
  • 修改试算层或初拟厚度后,应再次保存“结构层材料参数”。

旧水泥路面调查评定

旧水泥路面加铺项目会显示调查评定区。输入断裂板率、平均错台量、接缝两侧弯沉、板底脱空指标、芯样和弯沉盆数据后,软件自动给出路面损坏、接缝传荷和板底脱空等级,并推荐适用的加铺方案。

旧水泥路面调查评定

旧水泥路面调查数据与自动评定结果

软件还会根据检测数据反算旧板有效厚度、弯拉强度、弯拉弹性模量和基层顶面当量回弹模量。请检查反算结果,并按界面提示将采用值填入对应结构层参数。

录入时注意同一面板存在两种弯沉单位:接缝传荷和板底脱空数据使用 0.01mm,l0l_0l300l_{300}l600l_{600}l900l_{900} 基顶弯沉盆数据使用 μm。详细字段、四类加铺结构的厚度与材料要求见旧路调查与加铺结构设计

现场数据

旧路损坏状况、接缝传荷、板底脱空和材料参数应以现场调查及检测结果为依据。上图数值仅用于展示软件操作。

其他参数与配筋

其他参数页根据面层类型显示钢筋混凝土或连续配筋混凝土计算选项。连续配筋项目应确认应力折减系数 kr、板底脱空修正系数 kq、摩阻系数、纵向钢筋级别、配筋率、埋置深度和温差等参数。

连续配筋混凝土面层参数

JTG 3340—2026 连续配筋混凝土面层参数

JTG 3340—2026 下可选择 HPB300、HRB400、HRB500 和 HRB600 等钢筋级别。软件结合所选参数完成裂缝间距、裂缝宽度和裂缝处钢筋应力等验算。

配筋数值输入已同时设置界面和后端下界校验。钢筋直径、屈服强度、配筋率、摩阻系数、混凝土抗拉/抗压强度等参与除法、对数或幂运算的量必须大于 0;可按条文缺省处理的混凝土重度和最大负温度梯度允许填 0,其余非负量不能填负值。存在多项越界时,软件会一次列出中文提示,修正后才能生成报告。

连续配筋报告顺序

连续配筋混凝土面层按附录 C 的专用流程形成报告:

  1. 横向裂缝平均间距;
  2. 横向裂缝缝隙宽度;
  3. 板顶横向疲劳拉应力与板厚校核;
  4. 面层厚度试算/优化(仅在启用时出现);
  5. 设计厚度;
  6. 纵向钢筋配置。

该结构以规范式(3.0.6)完成极限状态校核,报告不会列入普通面层使用的规范式(3.0.4-1)和式(3.0.4-2)。纵向钢筋配置位于设计厚度之后,并使用最终采用的设计厚度计算。

计算报告

所有页面校核并保存后,点击“计算”生成与当前规范对应的设计报告。报告主要包括:

  • 项目概况和设计标准;
  • 交通荷载分析;
  • 初拟路面结构与材料参数;
  • 荷载应力和温度应力;
  • 结构极限状态校核及符合性提示;
  • 面层厚度试算/优化过程与设计厚度(启用时);
  • 旧路调查评定与参数反算(适用时);
  • 连续配筋或钢筋混凝土面层验算(适用时)。

报告支持预览,并可导出 PDF 和 Word。正式归档前,请复核报告首页的规范版本、输入参数、验算结论和提示信息。

报告格式当前内容与排版
PDF完整排版版,包含规范公式、数值代入、计算结果、表格和校核结论
Word(JTG D40—2011)使用排版模板生成,包含可视化公式和既有报告结构
Word(JTG 3340—2026)主要章节、关键表格、数值、条文号和校核结论与 PDF 保持同一内容口径,数字采用相同精度;当前公式以行内文本表示,尚未采用与 PDF 相同的专业公式排版和“公式=代入=结果”三段格式

PDF 与 Word 的主要内容口径一致,但 JTG 3340—2026 PDF 会使用更细的分节和专业公式版式;需要正式公式排版时,应优先归档 PDF。

当前计算范围

未启用自动试算时,软件按用户输入的面层厚度完成一次验算;启用后,可在一次计算中完成面层厚度试算或优化。交通荷载分析采用附录 A.3.2 单轴轴载谱方法;附录 A.3.3 的车型当量轴载系数法当前未提供输入入口。

规范建议范围、材料参数一致性和旧路检测资料不足通常以提示形式进入结论区,不会代替设计人员判断。看到提示时应回到相应参数页复核,而不是只查看最终“满足/不满足”结论。

有限元数值求解、力学云图和路径数据分析是独立研究工具,其结果不写入本页生成的设计报告。详见有限元数值分析与力学后处理