水泥混凝土路面設(shè)計參數(shù)有用

1、1、水泥混凝土路面的力學(xué)及工作特點 （1）水泥路面的力學(xué)特征 混凝土的強度及模量遠大于基層和土基強度和模量； 水泥混凝土本身的抗壓強度遠大于抗折強度； 板塊厚度相對于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的撓度（豎向位移）很小； 混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度梯度，會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，如受到約束，會在板內(nèi)產(chǎn)生翹 曲應(yīng)力； 荷載重復(fù)作用，溫度梯度反復(fù)變化，混凝土板出現(xiàn)疲勞破壞。 （2） 水泥混凝土路面的力學(xué)模式 彈性地基上的小撓度薄板模型； 彈性地基：因為混凝土板下的基層與土基的應(yīng)力應(yīng)變很小，不超過材料的彈性區(qū)域； 彈性板：因為板的模量高，應(yīng)力承受能力強，一般受力不超過彈性比例極限應(yīng)力，撓度與板

2、厚相比很小 水泥混凝土路面設(shè)計理論：彈性地基上的小撓度薄板理論。 （3） 水泥混凝土路面的工作及設(shè)計特點 抗彎拉強度低于抗壓強度，決定路面板厚度的強度設(shè)計指標是抗彎拉強度； 車輪荷載作用主要的影響是疲勞效應(yīng)； 溫度差造成板有內(nèi)應(yīng)力，出現(xiàn)翹曲變形及翹曲應(yīng)力，也有疲勞特性； 板的使用還受限于支承條件，不均勻支承及板底脫空對板內(nèi)應(yīng)力的分布影響極大。 2、水泥路面的主要破壞類型與設(shè)計標準 （1）水泥路面的主要破壞類型 斷裂 唧泥 錯臺 拱起 接縫擠碎 (2) 水泥路面的荷載作用 重載作用 (3) 水泥路面的設(shè)計標準 結(jié)構(gòu)承載能力 控制板不岀現(xiàn)斷裂，要求荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的疲勞綜合作用滿足材料的設(shè)計抗拉

3、強度，即: 行駛舒適性 控制錯臺量，要求設(shè)置傳力桿(基層及結(jié)構(gòu)布置滿足) 穩(wěn)定耐久性 控制唧泥與拱脹，要求基層水穩(wěn)定性好，板與基層聯(lián)結(jié)。 3、水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容 (1 )路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計； (2) 混凝土路面板厚度設(shè)計; (3) 混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計 (4) 路肩設(shè)計； (5 )混凝土路面的鋼筋配筋率設(shè)計 4、水泥路面的軸載換算與交通分級 (1) 水泥路面的標準軸載及軸載換算 (2) 水泥路面的交通等級劃分及設(shè)計基準期 交通等級 交通等級 特重 重 中等 輕 設(shè)計車道標準軸載累計作用次數(shù)( 10, 000) 2000 1 00-2000 3-100 3 可靠度設(shè)計標準 公路

4、技術(shù)等級 高速公路 一級公路 二級公路 三、四級公路 安全等級 一級 二級 三級 四級 設(shè)計基準期 30 30 20 20 目標可靠度(%) 95 90 85 80 目標可靠指標 1.64 1.28 1.04 0.84 變異水平等級 低 低沖 中 中-高 第二節(jié)水泥路面彈性地基板理論 1、小撓度彈性薄板假設(shè) 薄板：板厚度 h遠小于板中面的最小邊尺寸 b(如b/8 b/5)的板稱為薄板; 中面：平分板厚度 h的平面; 彈性曲面：薄板彎曲時，中面所彎成的曲面;t-1 1100 丿 365 (1 + r/ -1 y 撓度：中面內(nèi)各點在橫向的 （即垂直于中面方向的）位移； 小撓度彈性薄板：當(dāng)板彎曲時因

5、具有相當(dāng)?shù)膹澢鷦偠?，中間彈性曲面所產(chǎn)生的撓度遠小于板厚度的彈性薄 板即稱為小撓度彈性薄板； 小撓度彈性薄板的基本假設(shè)： 研究彈性地基上無限大板時，以彈性薄板小撓度問題為力學(xué)模型描述板體，在彈性力學(xué)理論中，對此有以 下三點假設(shè)： （1 ）中面的法線上各點形變分量極其微小，可以忽略不計； （2） 中面的法線在板彎曲前后保持直線且垂直于中面，即： Y zx= Y zy =0 （3） 中面上各點無平行于中面的位移，即：（ U） z=0= （ V） z=0 =0 2、三點假設(shè)的結(jié)論 假設(shè)（1）：垂直于中面方向形變分量極其微小，可以略去不計；即：中面的任意一根法線上，薄板全厚 度內(nèi)的所有點均具有相同的撓度

6、。 假設(shè)（2）：垂直于中面的法線，在彎曲變形前后均保持直線，并垂直于中面，無橫向剪切應(yīng)變; 乩_ 8 TV 習(xí)訊 壬 九十 曰r .即 _ 假設(shè)（3）：薄板中面內(nèi)的各點都沒有平行于中面的位移 3、板與地基接觸的假設(shè) （1 ）完全接觸假設(shè)：始終接觸吻合，且可自由滑動（是在剛度差異大、板平面變形微小情況下的近似）， 即接觸面不脫空且剪應(yīng)力視為零。 （2）沒有摩擦假設(shè)：板和地基之間沒有摩擦，可以自由活動。 4、地基模型假定心=也 (1 )彈性半空間地基假定; (2)文克勒地基假設(shè)。 5、彈性曲面的微分方程 (1)幾何方程: di 疔 矗 礦w v 企斗 對 - - -b 比 、 尋一盤 E 亦2砂

7、獷；欷診砂 (2)物理方程：(用撓度表示) 護爐 1 1-圧 F 心時 耳= E” d2W 匸疋畝+血話) 1+戸：dxdy (3)平衡微分方程: :- :.； 此jy _ _ y _ 死LZ _ 逢 & y 夕忑 尿 丹1Z _死AZ y 3蒸 (4)薄板截面上的彎矩、扭矩和剪力 陌= fV2 E 護 W i 血 - - - +“歹JL孑也八 護 w 護 w 皆 t E （護 w dz- - - y Ls * 1-A 十忖J “如=-D 方 S 護W 苕+ 朋丿. = Tzdz =- E礦性(1 ) - 、-； an d (5)砼路面薄板的彈性曲面微分方程 寫岀z方向的力的平衡方程，

8、簡化以后，略去微量，得到: 第三節(jié)水泥路面的應(yīng)力分析 1、文克勒地基板荷載應(yīng)力分析 (1) 文克勒地基 以反應(yīng)模量 K表征的彈性地基，它假設(shè)地基上任一點的反力僅同該點的撓度成正比，而與其他點無關(guān)，即 地基相當(dāng)于由互不相聯(lián)系的彈簧組成，它因首先由捷克工程師文克勒提岀而得名，也稱為 K地基、彈簧地基。0 Cx, y) LNPWg) = p(xty)-xty) (3) 最大彎拉應(yīng)力位置 荷載中心處板底； 荷位下板底； 板表面距板角點 x1的分角線上 (4) 威斯特卡德早期應(yīng)力計算公式 i p pr 巧二1 1(1 +見)迦習(xí)+0.2673)廬叫二麗 當(dāng)荷載圓半徑較小，與板厚相差不大時，板受力接近厚板

9、，需修正，即: 代替R， 2 妒-06旳 號& p /n j? P (2)三個車輪荷位 相對剛度半徑為: 衛(wèi)飛12(板中荷位: R0.5h時，用當(dāng)量計算半徑 b 板邊荷位: =2.116(14- 0.54+ 0.08975)4-； y. 兀=31 (嚴衛(wèi);町=2廊妙二屈;叫之1 1 0麗寧)苗 / h I Ki (5) 威斯特卡德公式的試驗修正公式 角隅修正 威氏公式是理論推導(dǎo)得來的，與實際情況有岀入。美國 1930年在阿靈頓進行了試驗路，對公式進行了板角荷位: 板體與地基緊密接觸時，不修正，理論值近似于實測值; 板底脫空時，實測比計算大 30%50%需修正，Kelly提出板角修正式：

10、 / k 板邊修正 板與地基保持接觸時，不修正；而與地基脫空時， Kelly 修正式： 2.陽+ 0叫)喫+品侖序 板中修正 實測板中應(yīng)力小于理論值，說明地基不完全符合文克勒地基的假定; 應(yīng)力表達通式 2、彈性半空間體地基板的荷載應(yīng)力分析 (1) 彈性半空間地基 是以彈性模量和泊松比表征的彈性地基，假設(shè)地基為一各向同性的彈性半無限體，在荷載作用下其頂面上 任一點的撓度不僅同該點的壓力有關(guān)，也同其它各點的壓力有關(guān)。 曲卜宅Qj搶肌(歹應(yīng) % 0修正 根據(jù)Hogg理論：無限大圓板上作用軸對稱豎向荷載 q(r)時，豎向位移表達式: （2）彈性半空間地基上薄板的理論解 軸對稱條件下的徑向、切向彎矩表達

11、式: 荷載在板中時，圓形均布荷載下，板在單位寬度內(nèi)產(chǎn)生的最大彎矩: 荷載圓離計算點一定距離時，可將其視為作用在圓心的集中力，其彎矩解: （3） 多輪荷載作用下板的應(yīng)力計算 （4） 彈性半空間地基有限尺寸板 彈性半空間地基有限尺寸板，荷載作用在板邊、板角時（上述計算荷載在板中，且認為板尺寸遠大于 荷載尺寸）； 彈性地基上有限尺寸板的解答； 規(guī)范中設(shè)計方法給出的計算諾模圖采用了有限元計算方法，有限元計算方法是一種數(shù)值方法。 加 H各+生蘭b(尸) ， dr2 r dr) 曲） 一r - (A-._vSiS - 3、水泥路面板的荷載應(yīng)力有限元分析 (1 )水泥混凝土路面荷載應(yīng)力的有限元分析特點 可以

12、按板塊的實際大小求解有限尺寸板，從而消除無限大半的假設(shè)所帶來的誤差 可以考慮各種荷載狀況(包括荷載組合和荷載位置)； 可以考慮板的實際邊界條件，如接縫的傳荷能力、板和地基的脫空。 可以得到整個板體的應(yīng)力和位移場，從而全面了解板的受力。 (2) 水泥混凝土路面荷載應(yīng)力的有限元分析結(jié)果 4、彈性地基雙層板的荷載應(yīng)力分析 (1) 上下層完全分離 (2) 上下層完全結(jié)合 5、水泥混凝土路面的溫度應(yīng)力分析 (1) 脹縮應(yīng)力：溫度均勻變化時產(chǎn)生 (2) 無限大板的翹曲應(yīng)力 板內(nèi)任一點在溫差影響下的應(yīng)變: 板縱向邊緣中部或窄長板， e x= 0 , b y=0，因此: (3) 有限尺寸板的翹曲應(yīng)力 當(dāng)氣溫變

13、化較快時，由于混凝土板導(dǎo)熱性能差，在板內(nèi)產(chǎn)生溫度差，當(dāng)氣溫升高時板中部有隆起趨勢，當(dāng) 氣溫降低時板邊緣和角隅有翹起趨勢。由于板的自重、地基反力和相鄰板的約束作用，使部分翹曲變形受阻，從 而使板內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力即稱為水泥混凝土板的翹曲應(yīng)力。 威斯特卡德對文克勒地基的作進一步假定來計算溫度應(yīng)力： 1)溫度沿板斷面呈線性變化; 基始終保持接觸； 3)不計板自重。 (4) 溫度線性分布時翹曲應(yīng)力 溫度沿板斷面呈線性變化： 板中部受到地基摩阻力作用，板中心點不產(chǎn)生平面位移, e x= y=0，因此: 2) 板與地 2 板邊中點: 彈性半空間體地基時: （5）溫度非線性分布時翹曲應(yīng)力計算 對于較厚的板

14、，采用溫度沿板斷面呈直線分布的假設(shè)，即按板頂和板底的溫度差確定的溫度梯度計算的溫 度翹曲應(yīng)力，會得到偏大的溫度翹曲應(yīng)力值。為此，應(yīng)考慮由于溫度的非線性分布而引起的內(nèi)應(yīng)力。我國規(guī)范的 溫度應(yīng)力計算： 第四節(jié)路面結(jié)構(gòu)的可靠度 1、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求, 的極限狀態(tài) 2、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分類 （1 ）承載力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載力，岀現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形。 （2）正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。 一 2 cos cosh A sin 2/l+sinh 2A (igJl +

15、thX) ，計算：時, 込=- :芒；計算一 時, 2 此特定狀態(tài)稱為該功能 3、結(jié)構(gòu)可靠性的含義 成預(yù)定功能的能力。 其功能要求為：（1）安全性；（2）適用性；（3 ）耐久性。 當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過承載能力極限狀態(tài)，就可能產(chǎn)生以下后果：（ 1 ）由于材料強度不夠而破壞，或因疲勞 而破壞；（2 ）產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定；（ 3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系。超過這 一極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件就不能滿足其預(yù)定的安全性要求。 結(jié)構(gòu)的功能要求： （1 ）安全性：結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用的情況下可能岀現(xiàn)的各種作用，在設(shè)計規(guī)定的偶然事件 發(fā)生時及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持 必需的整體穩(wěn)定

16、性，不致發(fā)生倒塌。 （2） 適用性：結(jié)構(gòu)在正常使用期間應(yīng)具有良好的工作性能。如，不發(fā)生過大變形、振幅、過寬裂縫等，以 免影響正常使用。 （3） 耐久性：結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護條件下應(yīng)具有足夠的耐久性能，以保證結(jié)構(gòu)能夠正常使用到預(yù)定 的設(shè)計使用期限。 4、正態(tài)分布概率密度曲線有三個數(shù)字特征 （1）平均值 （2）標準差 （3）變異系數(shù) （4）正態(tài)分布的概念 正態(tài)分布的概率密度函數(shù): 竹）=叭心=血晁嚴 a越大，曲線越扁平，隨機變量分布越分散。 5、結(jié)構(gòu)上的“作用” （1）直接作用：是指直接以力的不同集結(jié)形式（集中力或均布力）施加在結(jié)構(gòu)上的作用，通常也稱為 荷載。 （2 ）間接作用：是指能夠引起結(jié)

17、構(gòu)外加變形和約束變形，從而產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)的各種原因。 荷載的分類（隨時間的變異性分類） 永久荷載（恒荷載）：在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準期內(nèi)，其作用量值不隨時間變化，或其變化幅度與平均值相比可以 忽略不計的荷載。 可變荷載（活荷載）：在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準期內(nèi)，其作用量值隨時間而變化，其變化幅度與平均值相比不可忽 略不計的荷載 。 偶然荷載：在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準期內(nèi)不一定岀現(xiàn)，而一旦岀現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載。 6、作用與作用效應(yīng)的不確定性 恒載：材料密度變化，施工偏差引起構(gòu)件尺寸變化 活載：大小和位置均變化（超載、減載）。 7、結(jié)構(gòu)抗力的不確定性 (1 )結(jié)構(gòu)材料性能的變異性，是影響結(jié)構(gòu)抗力的主要因素; (2)

18、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何參數(shù)的變異性； (3) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力計算模式的不確定性 8、結(jié)構(gòu)可靠性 (1) 引入結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)： 二； (2) 目標可靠指標(object )用表示，為使結(jié)構(gòu)設(shè)計安全可靠，經(jīng)濟合理，應(yīng)對不同情況下的可靠指標 作一規(guī)定，來作為設(shè)計的依據(jù) 。 9、可靠度的幾何解釋和計算方法 (1 )兩個正態(tài)變量 R和S的標準差相等，則為平均值點到失效邊界上的最短距離。 (2)當(dāng)極限狀態(tài)方程中包含多個正態(tài)分布隨機變量 可靠度指標是新坐標體系中原點到極限狀態(tài)曲面的法線距離。 (3) 計算方法： Monte - Carle 法、一次二階矩法、 JC法等。 10、水泥混凝土路面可靠度的定義 定義：在規(guī)定

19、的設(shè)計使用年限內(nèi)，在環(huán)境條件和荷載作用下，路面能夠發(fā)揮其預(yù)期功能的概率。 我國水泥混凝土路面設(shè)計方法： 路面板的車輛荷載疲勞應(yīng)力及溫度疲勞應(yīng)力之和小于混凝土的極限抗折強 度。時，根據(jù)由兩個隨機變量情形得岀的定義，此時求得 公式左邊三項分別代表：可靠度系數(shù)、荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力；右邊是水泥混凝土面板材料的極限 抗折強度。 11、水泥混凝土路面可靠度的概念 ;路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，可采用雙參數(shù)的威布爾分布，其關(guān)系如下式： 4 匸設(shè)計年限內(nèi)累計當(dāng)量標準軸載，可采用對數(shù)正態(tài)分布，其標準差和變異系數(shù), 匸二一-門 一；L ； . 匸億/鞏(1+汀-1# 第五節(jié)水泥路面的設(shè)計參數(shù) 1、設(shè)計基準期、目標

20、可靠度和目標可靠度指標 可靠度設(shè)計標準 公路技術(shù)等級 高速公路 一級公路 二級公路 三、四級公路 安全等級 一級 二級 三級 四級 設(shè)計基準期 30 30 20 20 目標可靠度（% 95 90 85 80 目標可靠指標 1.64 1.28 1.04 0.84 變異水平等級 低 低-中 中 中-高 2、材料參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的變異性范圍 變異系數(shù)的變化范圍 變異水平等級 低 中 高 水泥混凝土彎拉強度、彎拉 彈性模量 0.10 0.10Cv 0.15 0.15Cv 0.20 基層頂面當(dāng)量回彈模量 0.25 0.25CvW 0.35 0.35Cv 0.55 水泥混凝土面層厚度 0.04 0.04Cv

21、W 0.06 0.06Cv2000 100-2000 3-100 2.00 中濕路 基 低、中、咼液限粘土 0.30-0.50 0.40-0.60 0.50-0.70 0.60-0.95 粉土，粉質(zhì)低、中液 限粘土 0.40-0.60 0.50-0.70 0.60-0.85 0.70-0.11 潮濕路 基 低、中、咼液限粘土 0.40-0.60 0.50-0.70 0.60-0.90 0.75-1.20 粉土，粉質(zhì)低、中液 限粘土 0.45-0.70 0.55-0.80 0.70-1.00 0.80-1.30 7、溫度梯度 最大溫度梯度標準值 Tg 公路自然區(qū)劃 nv VD 最大溫度梯度（攝氏

22、度 /m） 83-88 90-95 86-92 93-98 第六節(jié)水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 1、水泥混凝土板 (1) 面板要求 面板要求 面層類型 適用條件 普通混凝土面層 各級公路 連續(xù)配筋混凝土面層 高速公路 瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫縫設(shè)傳 力桿的普通混凝土下面層組成的復(fù)合式路 面 特重交通的高速公路 碾壓混凝土面層 二級及二級以下公路、服務(wù)區(qū) 停車場 鋼纖維混凝土面層 標高受限路段、收費站、混凝 土加鋪層和橋面鋪裝 矩形或異形混凝土預(yù)制塊面層 服務(wù)區(qū)停車場、二級及以下公 路橋頭引道沉降未穩(wěn)定段 (2) 厚度要求 水泥混凝土面層厚度的參考范圍 交通等級 特重 重 公路等級 高速 一級 二

23、級 高速 一級 二級 變異水平等級 低 中 低 中 低 中 低 中 面層厚度(mm) 260 250 240 270-240 260-230 250-220 交通等級 中等 輕 公路等級 二級 三、四級 三、四級 三、四級 變異水平等級 高 中 高 中 高 中 面層厚度(mm) 240-210 230-200 220-200 230 60 75 0.75 設(shè)拉桿平口縱縫 35-55 0.80-0.91 設(shè)拉桿企口縱縫 77-82 0.72-0.74 考慮軸載累計作用次數(shù)的疲勞應(yīng)力系數(shù) 標準軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力 1/3 (2) 臨界荷位位置：混凝土板的縱向邊緣中部 (3)

24、荷載疲勞應(yīng)力計算 各類接縫的傳荷系數(shù)及規(guī)范取值 UL=X a = 0.077嚴甸獷 r = 0.537 A UL = U Load Transfer = 0% fPoor) 綜合系數(shù) kc 綜合系數(shù) kc 公路等級 高速公路 一級公路 二級公路 三、四級公路 kc 1.30 1.25 1.20 1.10 3、基層頂面當(dāng)量回彈模量和計算回彈模量 （1）新建公路：規(guī)范中采用三層體系，按等彎曲剛度原則換算回彈模量和厚度將基層和底基層（或墊層） 換算為單層，公式為： （2）舊路加鋪：原有瀝青路面加鋪水泥混凝土路面時 （3）路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù) 墊層和基層材料回彈模量經(jīng)驗參考值范圍 材料類型 回彈模 量（M

25、pa） 材料類型 回彈模量 （Mpa） 中、粗砂 天然砂礫 80-100 石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料 1300-1700 150-200 水泥穩(wěn)定粒料 1300-1700 未篩分碎石 180-220 瀝青碎石（粗粒式， 20攝氏度） 600-800 級配碎石層 （墊層） 200-250 瀝青混凝土（粗粒式，20 攝氏度） 800-1200 級配碎石層 （基層） 250-350 瀝青混凝土（中粒式，20 攝氏度） 1000-1400 心FT h = 6.22 r 5 嚴 = 1-1.44 13739 ?1.04 石灰土 200-700 多空隙水泥碎石 （水泥劑量 9.5%-11%） 1300-1700

26、石灰粉煤灰 土 600-900 多空隙水泥碎石（20 攝氏度，瀝青含量 2.5%-3.5% ） 600-800 4、溫度疲勞應(yīng)力 臨界荷位處的溫度應(yīng)力: 5、設(shè)計標準 6、設(shè)計示例 公路自然區(qū)劃u區(qū)擬新建一條二級公路，路基為粘質(zhì)土，采用普通混凝土路面，路面寬 9m經(jīng)交通調(diào)查得 知，設(shè)計車道使用初期標準軸載日作用次數(shù)為 2100次，試設(shè)計該路面的厚度。 （1） 交通分析 二級公路的設(shè)計基準期查表為 20年，其可靠度設(shè)計標準的安全等級查表為三級。臨界荷位處的車輛輪跡 橫向分布系數(shù)查表查表取 0.39。取交通量年增長率為 5%。設(shè)計基準期內(nèi)的設(shè)計車道標準荷載累計作用次數(shù)按公 式計算。 甌蘭町（】+罰

27、-= 21皿（1+価嚴_1卜扯心一 施x沖 , _ & _ _ 005 _ ，屬重交通等級； （2） 初擬路面結(jié)構(gòu) 相應(yīng)于安全等級三級的變異水平等級為中級。根據(jù)二級公路、重交通等級和中級變異水平，初擬普通混凝 土面層厚度為 0.22m。基層選用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量 5%），厚0.18m。墊層為0.15m低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定 土。普通混凝土板的平面尺寸為寬 4.5m，長5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為不設(shè)傳力桿的假縫。 (3) 路面材料參數(shù)確定 取重交通等級的普通混凝土面層彎拉強度標準值查表為 5.0MPa ,相應(yīng)彎拉彈性模量標準值查參考值表為 31GP。 根據(jù)中濕路基路床頂面回彈模量經(jīng)

28、驗參考值表，取路基回彈模量為 30MPa,根據(jù)墊層、基層材料回彈模 量經(jīng)驗參考值表，取低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定土墊層回彈模量為 600MPa，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量為 1300MPa。 (4) 計算基層頂面當(dāng)量回彈模量 比=E也+E產(chǎn)匚血xO號+60驢佇=如) H-血空 -0.4J = 6.22x 1-151 =4 293 1-1 51 0丿J = 6.22 0 +0 15 遇*空*生空 s 12 12 4 1 1 1 -+ _ _ 1300 x0 IS3 600 x0 153 (0.154-0.15)V 12 12 4 = 2.57(W- 12 1 1 - 1 - y300 x0.18 600

29、 x0.15 1013 = 0 792 -曲 EQ 亙 )1/3 = 4.293xO 312o m x30 x i 30丿 1/3 = H5MPa) 1-144 = 1-1 44x 30丿 (5) 荷載疲勞應(yīng)力 普通混凝土面層的剛度半徑 r = 0 劉麗= 0.537x0.22xV31000/165 = 0 67()目標可靠度和變異水平等級，查表確定可靠度系數(shù)為 1.13 荷載應(yīng)力 標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力： 和=0 077r /?2 = 0.077x0.677 x 0.223 = 25(MPa) 修正系數(shù)確定 因縱縫為設(shè)拉桿平縫，查表得到接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)： |：二一-.二

30、l|；考慮設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲 勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)： 一丄：一 |二上庁：了； - 2 ： ：4 ；根據(jù)公路等級，查表得到考慮偏載和動載等 因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)： &二1衛(wèi)0。 修正的荷載疲勞應(yīng)力 齊二氣勺匕口沖=0.87x2.504x1 20 x1.259 = 3.29(AfP) (6) 溫度疲勞應(yīng)力參數(shù) H區(qū)最大溫度梯度查表取 88C /m)。板長 5m, L/r=5/0.67=7.46 ，由查圖得普通混凝土板厚 h=0.22m , Bx = 0.71。按公式計算最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力： %=也乩廠竺0山000皿技叭0*213(磁)； 2 2 (7

31、) 計算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) kt - a M -b 50 0.828x| M11S!-0.0411 =0 532 2 13 1皿丿 J (8) 計算溫度疲勞應(yīng)力 % =jtfcrm =0.532x2.13 = 1.13() (9) 可靠度系數(shù) 二級公路的安全等級為三級，相應(yīng)于三級安全等級的變異水平等級為中級，目標可靠度為 85 %。由查得的 (10) 判斷結(jié)構(gòu)是否滿足要求 &(匚 +b”) = 1.13X( 29 + 1.1?)M4.99AP” w50AfP=90 =80,=70,=60,70 =90 =80,=70,=60,70 60 三米直尺 （mm） =10 10 12 15 18

32、 顛簸程度 無顛簸， 行車平穩(wěn) 有輕微顛簸，行 車尚平穩(wěn) 有明顯顛簸，行 車不平穩(wěn) 嚴重顛簸，行車 很不平穩(wěn) 非常顛簸， 非常不平穩(wěn) 6、 路面其他檢測 （1）路面車轍檢測 路面車轍宜采用快速檢測設(shè)備， 可結(jié)合路面損壞和路面平整度一并檢測。 路面車轍檢測設(shè)備必須定期標定， 每年至少標定一次，根據(jù)斷面數(shù)據(jù)計算路面車轍深度（ RD）,計算結(jié)果以 10m為單位長期保存。 （2）路面抗滑性能檢測 路面抗滑性能檢測宜采用基于橫向力系數(shù)的路面抗滑性能檢測設(shè)備或其他具有可靠數(shù)據(jù)標定關(guān)系的自動 化檢測設(shè)備。檢測設(shè)備必須定期標定，每年至少標定一次。路面抗滑性能檢測數(shù)據(jù)（橫向力系數(shù)）應(yīng)以 20m為單 位長期保存。

33、 （3）路面結(jié)構(gòu)強度檢測 路面結(jié)構(gòu)強度宜采用自動檢測設(shè)備檢測。 7、 檢測頻率和要求 公路技術(shù)狀況評定所需數(shù)據(jù)的最低檢測與調(diào)查頻率按表 16-8-3的規(guī)定執(zhí)行。 16-8-3 最低檢測與調(diào)查頻率 路面損壞 (PCI) 路面平整度 (RQI) 抗滑性能 (SRI) 路面車轍 (RDI) 結(jié)構(gòu)強度 (PSSI) 路面 PQI 瀝青 高速、一 級公路 1 年 1 次 1 年 1 次 2 年 1 次 1 年 1 次 抽樣檢測 - 、 三、 四級公路 1 年 1 次 1 年 1 次 水泥 混凝 土 高速、一 級公路 1 年 1 次 1 年 1 次 2 年 1 次 - 、 三、 四級公路 1 年 1 次

34、1 年 1 次 砂石 1 年 1 次 路基 SCI 1 年 1 次 橋隧構(gòu)造物 BCI 米用最新橋梁、隧道、涵洞技術(shù)狀況評定結(jié)果 沿線設(shè)施 TCI 1 年 1 次 8、公路技術(shù)狀況評定 (1) 評定要求：公路技術(shù)狀況評定以 1000m路段長度為基本評定單元。 (2) MQI 確定： 公路技術(shù)狀況指數(shù)MQI按下式計算： 其中上式中： 竺也匚 PQI在MQI中的權(quán)重，取值為 0.70 ； 僉)_ SCI在MQI中的權(quán)重，取值為 0.08 ； 國五 BCI在MQI中的權(quán)重，取值為 0.12 ； I吭r TCI在MQI中的權(quán)重，取值為 0.10。 (3) 路面使用性能(PQI) 瀝青路面使用性能評價包

35、括路面損壞、平整度、車轍、抗滑性能和結(jié)構(gòu)強度五項技術(shù)內(nèi)容。其中路面結(jié)構(gòu) 強度為抽樣評定指標，單獨計算與評定，評定范圍根據(jù)路面大中修養(yǎng)護需求、路基的地質(zhì)條件等自行確定。 水泥混凝土路面使用性能評價包括路面損壞、平整度和抗滑性能三項技術(shù)內(nèi)容；砂石路面使用性能評價 包括路面損壞一項技術(shù)內(nèi)容。 路面使用性能指數(shù)（PQI）按下式計算：|1 ! 表 16-8-4 PQI分項指標權(quán)重 路面類型 權(quán)重 高速、一級公路 二、三、四級公路 瀝青路面 叫【 0.35 0.60 0.40 0.40 “RDI 0.15 0.10 水泥混凝土路面 叫【 0.50 0.60 WRQI 0.40 0.40 評SRI 0.10

36、 （4）路面損壞（PCI） 路面損壞用路面損壞指數(shù)（ PCI）評價，PCI按下面兩式計算。 式中：DR - 路面破損率（ Pavement Distress Ratio ），為各種損壞的折合損壞面積之和與路面調(diào)查面 積之百分比（%。 （5）路面行駛質(zhì)量 RQI ? 式中：IRI 國際平整度指數(shù);PCI = 100 兔 DR叫 工眄哉 DR = 100 x - 100 a0 高速公路和一級公路采用 0.026，其他等級公路采用 0.0185 ; （5）路面車轍（RDI） flOO*/70RD (RDiRDJ RDI= 1 期 RD-RD (RD, RD RD J ?式中：RD車轍深度（mm）; RDa - -車轍深度參數(shù)，采用 20mm; RDb - -車轍深度限制, 采用 35mm; a0 -模型參數(shù)，采用 2.0; al -模型參數(shù)，采用 4.0. （6）路面抗滑性能（ SRI） （7）路面結(jié)構(gòu)強度（PSSI） SFC - 橫向力系數(shù) Side-way Force CoeiTicient ;