城市道路路面设计程序系统使时用说明.doc

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1、城市道路路面设计程序系统使用说明概述1. 本系统是根据现行城市道路设计规范(CJJ37-90)的有关内容编制的，共包括如下五个程序：a. 容许弯沉值，容许弯拉应力及沥青面层剪切结构强度系数计算程序ULSb. 城市道路旧路面当量回弹模量计算程序UOCc. 城市道路柔性路面设计程序UMPDd. 城市道路柔性路面计算程序UMPCe. 城市道路水泥混凝土路面设计程序UCPD2. 以上五个程序中除UMPD和UMPC是用FORTRAN语言编写外其余皆用BASIC 语言编写，程序运行要求使用IBM 386 以上微机（包括兼容机）并在CCDOS 2.1 以上版本支持下工作。3. 以上五个程序在程序运行过程中，

2、会在屏幕不断显示询问语句如 输入数据正确吗?(Y/N)，如用户持否定意见，则按、键(其中UCPD程序只要按键即可)，程序将返回原输入语句重新输入；如用户持肯定意见，则直接按ENTER键，程序将继续下一步运行。对于其他的“XXXXXXX?(Y/N) ”语句，操作方法与此相同.请用户牢记此操作方法。4. 程序全部运行过程都有汉字说明，输入原始数据实现“菜单化”，使用十分方便，程序输出皆以数据文件的方式输出。计算结束后，如要显示例如存于C 盘的成果数据文件M1，则可键入TYPE C:M1；如要打印M1文件，可在准备打印机后，键入TYPE C:M1PRN.一、ULS 使用说明1. ULS 程序运行一开

3、始，程序要求用户选择“计算内容系数”KD，当KD=1时，程序先进行交通量换算并计算累计交通量，在此基础上计算出路表容许弯沉值；当KD=2时，程序不仅能计算出容许弯沉值，还能计算出路面结构中沥青混凝土面层和半刚性基层的容许弯拉应力；当KD=3时，程序不仅能计算出容许弯沉值和容许弯拉应力，还能计算出沥青面层剪切结构强度系数。2. 在进行交通量计算时，程序要求用户选择“累计交通量计算方式系数”KM，当KM=1时，程序按不同交通量年增长率分段计算累计交通量；当KM=2时，程序按常规的方法即按交通量年平均增长率计算累计交通量。3. 在交通量计算中输入“轴数”时，对与其他轴相距较远的单前轴，单后轴或铰接式

4、公共客车等车辆中出现的中间轴皆单独计算，分别输入“1”，对轴距较近的双后轴可一起计算输入“2”(轴载仍按单轴载输入).在输入“轮组数”时，双输组输入“2”，单轮组输入“1”。4. 程序计算算例见软盘 UL1UL5.二、UOC 使用说明1.本程序的主要功能为:a. 输入路段实测弯沉值并能很方便地修改输入错误的弯沉值， 若弯沉测定采用的测定车为非标准轴载汽车时，程序可根据测定车的轴重将实测弯沉值换算为标准轴载测定的弯沉值；b. 计算路段平均弯沉值和弯沉值标准差，根据误差理论中的chauvenl准则，舍去异常弯沉测定值；c. 确定保证率系数，季节影响系数并计算温度修正系数，在此基础上计算出路段计算弯

5、沉值并最终确定旧路路面当量回弹模量.2. 由本程序计算得到的旧路面当量回弹模量可供旧路面上铺筑柔性路面或水泥混凝土路面时进行路面设计之用.3. 程序计算例见软盘 UO1和UO2.三、UMPD使用说明1. UMPD程序运行一开始，程序要求用户输入 路面设计类型系数 KS，当KS= 1时，程序将进行新建柔性路面设计，当KS=2时， 程序将进行旧路面上柔性路面加铺层设计.2. 其次程序要求用户输入 设计内容系数 KD，当KD=1时， 程序仅根据给定容许弯沉值计算路面结构中拟定设计层的厚度； 当KD=2时， 程序除根据给定的容许弯沉值计算设计层厚度外还根据给定的容许弯拉应力验算设计层的厚度； 当KD=

6、3时， 程序除根据容许弯沉值和容许弯拉应力计算设计层厚度外还根据给定的沥青面层剪切结构强度系数和沥青面层材料内摩阻角计算沥青面层材料所需最低粘结力值.3. 再其次程序要求用户输入 原始数据输入方式系数 KW，当KW=1时， 程序要求用户根据屏幕提示用键盘输入原始数据； 当KW=2时， 程序要求用户用数据文件输入原始数据. 数据文件的格式为( 以数据文件UD5 为例):4-路面结构的层数(不包括土基或旧路面)65 - 容许弯沉值(单位: 1/100mm)3 - 路面设计层层位(第三层)15 - 设计层最小厚度(cm)1，2，3，9 - 各路面结构层所属材料大类数2，1，1，8 - 各路面结构层所

7、属材料类型数4，8，20，15 - 各路面结构层厚度(cm)1000，700，300，170，40 - 各路面结构层材料抗压回弹模量(Mpa)1500，0，1000，0 - 各路面结构层材料弯拉回弹模量(Mpa)( 非整体性材料结构层输入零)0.5，0，0.2，0 - 各路面结构层材料容许弯拉应力(Mpa)(非整体性材料结构层输入零)1，1，1 - 第一、二、三层界面层间结合系数(1-连续，0-滑动)37，4，1.3 - 沥青面层材料内摩阻角和f=0.2、f=0.5 时沥青面层剪切结构强度系数600，450，350，170，45 - 各路面结构层材料高温季节抗压回弹模量(Mpa)注: a.以上

8、数据文件为KD=3时的数据文件，当KD=1时只需保留其中18行，当KD=2时，只需保留其中111行. 由此可见，适用于KD 数值大的数据文件可用于KD数值小的设计，(在此情况下最后25行数据将不读入程序)，反之则不行，在此情况下由于数据文件中数据不足而导致出错，须十分注意.b. 在软盘文件FF中列出了路面结构材料所属的9 个大类及每个大类所包括的具体材料类型，在编写数据文件时可从FF 文件查出各路面结构层材料所属的大类数和材料类型数并写入数据文件. 以上述数据文件为例，第一层路面结构属第一大类的第二类材料即中粒式沥青混凝土，依次类推，下面各层材料分别为沥青贯入式，石灰土和 天然砂砾。c. 当程

9、序在屏幕上显示 请输入数据文件名 时，请用户在键入 输入数据文件名时，勿忘记数据文件所在软(硬)盘的盘名(当前盘可省略)，如果有路径， 还要加上路径名，但请注意文件全名(盘名+路径名+文件名) 中的字母或符号总数不能超过20个.4. 在输入各路面结构层厚度时(无论是由键盘输入还是由数据文件输入，以下亦同)，对拟定设计层的厚度可由用户根据自已的经验输入一个合适的初值(不可以输入零)，程序将自动调整到满足设计要求的路面厚度值.5. 在输入各路面结构层模量时应避免出现相邻上下层路面结构模量相等的情况，这将导致计算过程中某个算式因分母为零而引起计算溢出. 遇到这种情况，可在规范模量值表中模量值允许的范

10、围内，将上下层模量值尽可能错开. 例如，上下层皆为沥青混凝土，其相邻层抗压模量可错开为1000 - 1050 - 1100 -1150 -1200Mpa 等，其相邻层弯拉模量可错开为1500 - 1550 - 1600Mpa等.6. 程序可容许输入多至第一、二、三个层间界面的层间结合系数，当为连续界面时输入1，为滑动界面时输入0，第四个以下层间界面(如果有的话)都为连续界面，程序已自动将层间结合系数赋值1. 第三个层间界面的层间结合系数也应永远输1，设计经验表明，只有这样处理，才能得到合理的路面厚度设计结果，这一点也请用户注意.7. 对非整体性(型)材料层其弯拉模量和容许弯拉应力皆以零输入.8

11、. 原始数据输入结束后，程序要求设计者键入成果数据文件名，以供存贮所输入原始数据和计算结果. 为避免出错，最好在文件名前冠以所存盘的盘名(当前盘可省略)如有路径，还要加上路径名，并请注意文件全名(盘名+路径名+文件名)中的字母或符号总数不要超过20个。另外还要注意输出文件名不要与所存盘中的原有文件同名. 以免冲掉所存盘中的原有文件。当所存盘为软盘时，不要忘记去掉软盘的写保护。9. 当一个路面设计工作完成时，屏幕上会询问: 您还继续进行下一个路面设计吗?(Y/N) 如果用户按键，则当进行新建柔性路面设计时，屏幕上会出现如下菜单: * 1 - 修改容许弯沉值 2 - 修改设计层位和设计层最小厚度

12、3 - 修改新建路面设计参数 4 - 修改土基模量 5 - 修改层间结合系数 6 - 修改面层剪切结构强度系数 7 - 修改一项以上设计参数 8 - 重输全部设计参数 *如果用户已准备好下一个设计的输入数据文件或者下一个设计的 城市道路等级，“路面设计类型”(见本程序使用说明1)和 路面设计内容 (见本程序使用说明2) 这三者至少有一个改变时，则选择8，此时程序将返回程序开头重新输入全部数据。 否则用户可根据下一个设计的具体情况修改部分输入数据并进入下一个设计，从而避免了数据的重复输入，大大减少了数据输入工作量. 还要补充一点是如果您修改的内容不仅是菜单中16项中某一项的内容， 而是包括其中两

13、项或更多项的内容则选择7 ， 此时程序将引导你修改菜单中两项或更多项的内容. 当进行旧路面补强设计时，情况与上述基本相似，不再赘述.10. 程序计算算例见软盘UMD1UMD5，其相应的输入数据文件见软盘UD1UD5.四、UMPC使用说明1. UMPC程序运行一开始，程序要求用户输入 路面计算类型系数 KS，当KS= 1时，程序将进行新建柔性路面计算，当KS=2时，程序将进行旧路面上柔性路面加铺层计算.2. 其次程序要求用户输入 计算要求系数 KD，当KD=1时， 程序仅计算路面各层顶面实际弯沉值； 当KD=2时， 程序除计算实际弯沉值外还计算路面各层底面实际弯拉应力；当KD=3时，程序除计算实

14、际弯沉值和弯拉应力外，还根据给定的沥青面层剪切结构强度系数和沥青面层材料内摩阻角计算沥青面层材料所需最低粘结力值.3. 再其次程序要求用户输入 原始数据输入方式系数 KW，当KW=1时， 程序要求用户根据屏幕提示用键盘输入原始数据； 当KW=2时， 程序要求用户用数据文件输入原始数据. 数据文件的格式为(以数据文件UC3 为例): 4- 路面结构的层数(不包括土基或旧路面) 1，2，3，9 - 各路面结构层所属材料大类数 2，1，1，8 - 各路面结构层所属材料类型数 4，8，27.7，15 - 各路面结构层厚度(cm) 1000，700，300，170，40 - 各路面结构层材料抗压回弹模量

15、(Mpa) 1500，0，1000，0 - 各路面结构层材料弯拉回弹模量(Mpa)(非整体性材料结构层输入零) 1，0，1，0 - 各路面结构层材料弯拉应力计算信息 (0-不计算，1-计算) 1，1，1 - 第一、二、三层界面层间结合系数(1-连续，0-滑动) 37，4，1.3 - 沥青面层材料内摩阻角和f=0.2、f=0.5时沥青面层剪切结构强度系数 600，450，350，170，45 - 各路面结构层材料高温季节抗压回弹模量(Mpa)注 a.以上数据文件为KD=3时的数据文件，当KD=1时，只需保留其中15行； 当KD=2时，只需保留其中18行.KD数值大的数据文件可用于KD数值小的设计

16、， 反之则不行. b.见UMPD注解b c.见UMPD注解c4. 为控制计算弯拉应力的路面层次，程序要求用户由键盘或由数据文件输入弯拉应力计算信息，当某层需要计算弯拉应力时，输入1否则输入0。应当指出的是如某一路面结构层为非整体性(型)材料层，则应输入0，否则将得到不合理的计算结果。5.同UMPD说明56.同UMPD说明67.同UMPD说明78.同UMPD说明89.当一个路面计算工作完成时，屏幕上会询问: 您还继续进行下一个路面计算吗?(Y/N) 如果用户按键，则当进行新建柔性路面计算时，屏幕上会出现如下菜 单: * 1 - 修改新建路面计算参数 2 - 修改土基模量 3 - 修改层间结合系数

17、 4 - 修改面层剪切结构强度系数 5 - 修改一项以上计算参数 6 - 重输全部计算参数 *如果用户已准备好下一个计算的输入数据文件或者下一个计算的“城市道路等级”，“路面计算类型” (见本程序说明1)和“路面计算要求”(见本程序说明2)这三者至少有一个改变时，则选择6，此时程序将返回程序开头重新输入全部数据。否则用户可根据下一个计算的具体情况修改部分输入数据并进入下一次计算，从而避免了数据的重复输入。菜单中第五项的作用与UMPD 程序中第七项作用相似，当修改内容包括其中两项或更多项的内容则选择5。当进行改建路面计算时，情况与上述基本相似，不再赘述。10. 程序算例见软盘UMC1UMC5，其

18、相应的数据文件见软盘UC1UC5.五、UCPD使用说明1. UCPD程序运行一开始，程序要求用户选择 传力杆设置方式系数 KP，当KP=1时，混凝土面板设置传力杆；当KP=2时，混凝土面板不设传力杆.当KP=2时，程序主要能完成下列功能:a. 进行交通量换算并计算设计初期设计车道上日标准轴载的轴数和设计年限内设计车道上标准轴载累计数；b.计算基层顶面当量回弹模量，当该模量小于规范规定的最低容许值时， 进行基层补强计算；c.混凝土板荷载应力计算并据此初步确定混凝土板厚d. 计算混凝土板温度翘曲应力和综合应力并据此进行混凝土板平面尺寸设计和最终确定板厚；e.纵缝拉杆设计.当KP=1时，程序除能完成

19、上述设计内容外， 还进行横缝处胀缝传力杆和缩缝传力杆设计以及纵缝处拉杆的验算.2. 在输入各级轴载原始数据时，注意应输入 后轴数而不是后轴数系数，对单后轴汽车，后轴数输入1；而对于双后轴汽车，后轴数 输入2. 相应的后轴数系数 由程序根据输入的 后轴数自动确定.3. 程序在输入一批数据时，为了尽量减少数据输入工作， 程序已事先对有关变量进行了赋值. 以交通量输入数据为例，在输入各级轴载类型数NL(假如NL= 3)后，屏幕即显示: 序号 轴载(KN) 后轴数 作用次数 1 (100)_ (1) (1000) 2 (100) (1) (1000) 3 (100) (1) (1000)并将光标停留在

20、第一个轴载数据的括号旁. 设计者如认为括号中数据正确， 即按ENTER，此时相应变量的数值 将不改变，光标自动移到下一个输入数据的括号旁。如果设计者认为括号中数据不正确，则在光标处键入正确的输入数据，在按ENTER键后程序自动将新输入数字送入到相应变量中，光标同样自动移到下一个输入数据处.当全部数据输入结后，屏幕显示输入数据正确吗?(Y/N)如果输入数据中还有不正确的，则按键，此时括号外刚才新改正的数字将进入括号替代原来不正确的数字.光标依然跳到第一个轴载数据括号旁，等待又一轮输入.如果全部正确则按键，于是这一部分数据输入结束，程序继续向下执行.4. 当设计初期设计车道上日标准轴载的轴数NS计

21、算结束，程序在屏幕上显示 NS=XXX，属XX交通等级 按任一键继续.此时设计者可根据所确定的交通等级选择混凝土设计弯拉强度和弯拉弹性模量等参数的数值并用于下一步输入.5. 在输入混凝土板最大温度梯度时，设计者只要输入设计路面所在地区当混凝土板厚hc为22cm时的温度梯度即可.在设计计算中当hc为其他数值时，程序将自动进行换算.6. 当基层为旧路面时，设计者应事先根据中式(9.5.3-1)或式(9.5.3-2)计算好旧路顶面回弹模量Es并输入. 如Es=Esmin，程序将设置模量为 补强材料回弹模量“EX且厚度HX等于”补强层最小厚度MH的整平层，如EsEsmin，程序在进行补强计算后设置模量

22、为EX且厚度HX不小于MH的补强层.7. 当基层为新建基层时，应注意基层各层的模量和厚度的输入次序是“从上向下”，土基模量排在基层模量后面输入。在基层计算出基层顶面当量回弹模量ES后，如ESP 则程序将进一步增加板厚，直至QP的情况而需进一步增加板厚时，程序将增添打印 HB=XXXcm(最终路面厚度)还有一种情况，也将增加打印上述的第三行， 这就是当根据荷载应力和温度应力的综合作用设计的混凝土板厚度小于18cm时，根据规范要求，令板厚hc=18cm，在此情况下程序将增添打印。 HB=18cm(最终路面厚度)9. 在拉杆设计计算中，如设计者一开始采用钢材是光面钢筋，而光面钢筋在规范容许的尺寸范围

23、内又不足以承受拉力时， 程序将自动用螺纹钢筋替代光面钢筋并继续进行拉杆的设计计算。 除此之外，对于接缝处不设传力杆的混凝土路面，程序仅按“常规”的方法设计计算拉杆并最后打印出拉杆杆径、杆长、杆距、根数和钢筋面积的全部设计计算结果.。而对于接缝处设置传力杆的路面，程序除按常规方法计计算拉杆外还要进一步按传力杆要求进行设计与计算。在此情况下程序最后仅打印出拉杆杆径、杆长和杆距的设计计算结果。这和传力杆一样使设计者可以灵活地在规范规定的范围里进行拉杆的布置(例如不等距布置)，从而得到更令人满意的设计结果.10. 在输出中间计算结果时有关符号的意义为:ES(1)-从土基向上数第一层基(垫)层顶面当量回

24、弹模量(Mpa)ES(2)-从土基向上数第二层基(垫)层顶面当量回弹模量(Mpa)SF-水泥混凝土弯拉疲劳强度(Mpa)HC-混凝土面板厚度(cm)ESC-基层顶面计算回弹模量(Mpa)SC-第一次出现表示计算荷载应力(Mpa)RE-计算荷载应力与混凝土弯拉疲劳强度的相对误差S1-一次最大行车荷载作用下的计算荷载应力(Mpa)ST-混凝土板的温度翘曲应力(Mpa)SC-第二次出现表示混凝土路面的综合应力(Mpa)11. 在程序运行过程中由于种种原因需要中止程序运行，可同时按，键使程序强迫中断.此时屏幕上会出现Hit any key to return to system在此情况下设计者可按任意键使计算机转入DOS状态。12. 程序算例见软盘UCP1UCP4和UCP99。