水泥混凝土路面設(shè)計

1、水泥混凝土路面設(shè)計1、設(shè)計資料公路自然區(qū)劃區(qū)擬新建一條水泥混凝土路面一級公路，路基為含砂低液限粘土。據(jù)交通調(diào)查得知，交通量年平均增長率為8%，設(shè)計年限使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)為15000。試設(shè)計該路面厚度。2、設(shè)計內(nèi)容（1）交通分析：查公路混凝土路面設(shè)計基準(zhǔn)期參考值表16-1知：一級公路設(shè)計基準(zhǔn)期為30年。 因為據(jù)交通調(diào)查得知，交通量年平均增長率為8%，設(shè)計年限使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)為15000。 由公路混凝土路面交通等級表16-4知交通等級為特重。（2）擬定路面結(jié)構(gòu)組成：由可靠度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)表16-20知安全等級為二級的一級路對應(yīng)的變異水平等級為低中級。根據(jù)一級公路特重交通等級和低級變異等

2、級水平查水泥混凝土面層厚度參考范圍，以及表16-16：初擬新建單層水泥混凝土路面，混凝土面層厚度0.03m，基層選用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚0.2m，墊層為0.15m的級配碎礫石。普通混凝土板的寬4.5m，長5m?？v縫設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)拉力桿的假縫。路面材料參數(shù)確定：查表16-11可知特重交通混凝土設(shè)計彎拉強度為5MPa，相應(yīng)的彎拉彈性模量為31000MPa。查中濕地基路床頂面回彈模量經(jīng)驗參考值范圍表16-26知：公路自然區(qū)劃區(qū)砂低液限粘土路基回彈模量為35MPa。由墊層和基層材料回彈模量經(jīng)驗參考值范圍表16-27知：級配碎礫石（墊層）回彈模量取200MPa，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量

3、取1300MPa。由以上資料參數(shù)按公式16-53按計算基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et：按式16-52b計算混凝土的相對剛度半徑：（3）確定水泥混凝土的設(shè)計抗彎拉強度fcm及混凝土的彎拉彈性模量Ec查水泥混凝土彎拉彈性模量經(jīng)驗參考值表16-25知：彎拉彈性模量確定為。查混凝土彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值表16-23知：特重交通等級應(yīng)選用。（4）水泥混凝土路面板厚設(shè)計及驗算：荷載疲勞應(yīng)力分析：按公式16-52計算標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為：因為縱縫為設(shè)計拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)?？紤]設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)按公路等級查綜合系數(shù)：故荷載疲勞應(yīng)力計算：溫度疲勞應(yīng)力：由最大

4、溫度梯度標(biāo)注值Tg表16-28可知：Tg可取90(C/m)。板長為5m，l/r=5/0.929=5.38，h=0.3m，/C。Ec=31000MPa。通過查溫度應(yīng)力系數(shù)Bx圖16-14得知：Bx=0.58。按式16-56計算： MPa根據(jù)公路自然區(qū)劃，通過查回歸系數(shù)a.b和c表16-29：a=0.841、b=0.058、 c=1.323 按公式16-57計算：再按公式16-55計算疲勞應(yīng)力：查可靠度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)表16-20：一級公路安全等級為二級，相應(yīng)于二級的變異系數(shù)水平等級為低中級，目標(biāo)可靠度為90%。再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，查表16-22得出可靠度系數(shù)按公式16-48計算： 防凍

5、厚度：含砂低液限粘土最小防凍厚度0.3m，滿足要求。故所選取的普通混凝土面層厚度(0.3m)可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。 HPDS2003驗算：水泥混凝土路面設(shè)計： 設(shè) 計 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計 公 路 等 級 : 一級公路 變異水平的等級 : 低 級 可 靠 度 系 數(shù) : 1.16 面 層 類 型 : 普通混凝土面層 序 路 面 行 駛 單軸單輪 軸載 單軸雙輪 軸載 雙軸雙輪 軸載 三軸雙輪 軸載 交通量 號 車 輛 名 稱 組的個數(shù) 總重 組的個數(shù) 總重 組的個數(shù) 總重 組的個數(shù) 總重 (kN) (kN) (kN) (kN) 1 標(biāo)準(zhǔn)軸載 0

6、 0 1 100 0 0 0 0 15000 行駛方向分配系數(shù) 1 車道分配系數(shù) 1 輪跡橫向分布系數(shù) .22 交通量年平均增長率 8 混凝土彎拉強度 5 MPa 混凝土彎拉模量 31000 MPa 混凝土面層板長度 5 m 地區(qū)公路自然區(qū)劃 面層最大溫度梯度 90 /m 接縫應(yīng)力折減系數(shù) .87 基(墊)層類型-新建公路土基上修筑的基(墊)層 層位 基（墊）層材料名稱 厚度(mm) 回彈模量(MPa) 1 水泥穩(wěn)定粒料 200 1300 2 級配碎礫石 150 200 3 土基 35 基層頂面當(dāng)量回彈模量 ET= 161.5 MPa HB= 300 r= .93 SPS= .82 SPR= 2.59 BX= .45 STM= 1.88 KT= .46 STR= .86 SCR= 3.45 GSCR= 4 RE=-20 % 設(shè)計車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù) : 15000 路面的設(shè)計基準(zhǔn)期 : 30 年 設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù) : 1.364496E+08 路面承受的交通等級 :特重交通等級 基層頂面當(dāng)量回