路基路面課程設(shè)計(jì)解析

1、路基路面課程設(shè)計(jì)目錄1章重力式擋土墻設(shè)計(jì)11.1重力式路堤墻設(shè)計(jì)資料11.2破裂棱體位置確定11.3荷載當(dāng)量土柱高度計(jì)算21.4土壓力計(jì)算21.6基地應(yīng)力和合力偏心矩驗(yàn)算41.7墻身截面強(qiáng)度計(jì)算51.8設(shè)計(jì)圖紙6第2章瀝青路面設(shè)計(jì)72.1基本設(shè)計(jì)資料72.2軸載分析72.3結(jié)構(gòu)組合與材料選取102.4壓模量和劈裂強(qiáng)度102.5設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定102.6路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算112.7防凍層厚度檢驗(yàn)122.8瀝青路面結(jié)構(gòu)圖12第3章水泥混凝土路面設(shè)計(jì)133.1交通量分析133.2初擬路面結(jié)構(gòu)143.3確定材料參數(shù)143.4計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力153.5計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力163.6防凍厚度檢驗(yàn)和接縫設(shè)計(jì)16

2、3.7混凝土路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖17參考文獻(xiàn)18附錄AHPDS計(jì)算瀝青混凝土路面結(jié)果19路基路面課程設(shè)計(jì)1章重力式擋土墻設(shè)計(jì)1.1 重力式路堤墻設(shè)計(jì)資料1.1.1墻身構(gòu)造墻高5m,墻背仰斜坡度：1：0.25(=14°),墻身分段長(zhǎng)度20m,其余初始擬采用尺寸如圖1.1示；1.1.2土質(zhì)情況墻背填土容重丫=18kN/m3,內(nèi)摩擦角32o；填土與墻背間的摩擦角5=16°；地基為石灰?guī)r地基，容許承載力o=480kPa,基地摩擦系數(shù)卩=0.5；1.1.3墻身材料：5號(hào)砂漿，30號(hào)片石，砌體容重丫=22kN/m3,砌體容許壓應(yīng)力o=610kPa,容許剪應(yīng)力T=110kPa,容許壓應(yīng)力二65

3、MPa。l1.2 破裂棱體位置確定1.2.1破裂角(0)的計(jì)算假設(shè)破裂面交于荷載范圍內(nèi)，則有：屮=a+6+©=-14+16+32=34,因?yàn)?00000!B=1ab+(b+d)h-H(H+2a+2h)tana=0+(0+0)h1H(H+2h)tana02020020=2H(H+2h)tanaA=1(a+H+2h)(a+H)=1H(H+2h)02020根據(jù)路堤擋土墻破裂面交于荷載內(nèi)部時(shí)破裂角的計(jì)算公式tg0=tg屮+：(ctg©+tg屮)3=-tg屮+.：(ctg+rgV)(tgVtga)二一tg34+tg32+tg34)(g34+12.58/30.33)=0.75故0=36

4、.741.2.2驗(yàn)算破裂面是否交于荷載范圍內(nèi)破裂面至墻踵:(H+a)tan0=(5+2)tan36.86o=5.23m荷載內(nèi)緣至墻踵：Htan0+b+d=5xtan36.86o+3+0.5=4.75m荷載外緣至墻踵：Htan0+b+d+1=5xtan36.86。+3+0.5+5.5=10.25m0因?yàn)?.75<5.25<10.25,假設(shè)滿足要求。1.3荷載當(dāng)量土柱高度計(jì)算墻高5米，按墻高確定附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。按照線性內(nèi)插法，計(jì)算附加荷載強(qiáng)度：q=(105)x20一10+10=16.25KN/m,102h=纟=1625=0.903m即當(dāng)量土柱高度為0.903m。0y18，1.4土

5、壓力計(jì)算1.4.1土壓力大小計(jì)算A=1(a+H+2h)(a+H)=1(2+5.0+2x0.903)(2+5.0)=30.330202B=ab+(b+d)hH(H+2a+2h)tana02020路基路面課程設(shè)計(jì)27根據(jù)路堤擋土墻破裂面交于荷載內(nèi)部土壓力計(jì)算公式：cos(0+0)COS(36.74+32)E=y(Atan0-B)=18x(30.33x0.75-12.58)任)=71.21KNa00sin(0+屮丿sin乜6.74+34丿E=Ecos(a+5)=71.21cos(-14+16)=71.16KNXaE=Esin(a+5)=71.21sin(-14+16)=2.49KNya0.51.4.

6、2土壓力作用點(diǎn)位置計(jì)算=1.0mtan0+tanatan36.74oC一0.25b-atan03-2xtan36.74o=3mtan0+tanatan36.74o-0.25h=H-h-h=6-1-3=2m413K=1+12ah2hh2x232x0.833x252(1-3)+04=1+(1-)+=1.693H2HH252x5Ha(H-h)2+h+h(3h+2H)52x(5-3)2+0.833x2x(3x2-2x5)3x52x1.693=+3044=+=1.677m33H2K31.5穩(wěn)定性驗(yàn)算11.5.1 墻體重量及其作用點(diǎn)位置計(jì)算擋墻按單位長(zhǎng)度計(jì)算，為方便計(jì)算從墻趾處沿水平方向把擋土墻分為兩部分

7、，上部分為四邊形，下部分為三角形：V =bxH=0.98x4.48=4.71m111G=Vxy=4.71x20=94.28KN11Z=1/2(Htga+b)=1.09mG111V =1/2xbxh=0.5x0.98x0.19=0.093m211G=Vxy=1.86KN221Z=0.651xb=0.651x0.98=0.64mG21.5.2 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算水平基地(a=0),取擋土墻寬B=2m，驗(yàn)算公式：0(0.9G+yE)p+0.9Gtana-yE>0Q1y0Q1x即：(0.9x220+1.4x2.49)x0.5-1.4x71.16=1.12>0所以抗滑穩(wěn)定性滿足。1.5.3抗傾覆

8、穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算公式：0.9GZ+y(EZ-EZ)>0GQ1yxxy0.9x220xl.311+1.4x(2.49x2.419-71.16x1.677)=166.0>0其中，Z二B/2+tanaxH/2二1+0.25x2.5/2二1.311GZ二B+Ztaa=21.677=0.25m2.xy所以傾覆穩(wěn)定性滿足。1.6基地應(yīng)力和合力偏心矩驗(yàn)算為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過(guò)地基承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。1.6.1基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力和偏心距1)軸心荷載作用時(shí)：NP=hN=(G+YEW)coa+yEsia1GQ1y0Q1x0=(2

9、2x012.2x1.42.429)=cos0KN0所以p=g=267.5-F(2X1)=133.7kPa<a=480Pa故基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力滿足要求。合力偏心距2)偏心荷載作用時(shí)作用于基底的合力偏心距e=BZ2N工M工MGZ+EZ-EZ220c1.3412.492.41>971.161.677Z=0=gyy=x-N乙NG+E22(22.49yIe=BZ=1I2n/2=.791<B.2130.3332N6N6e貝比Pmax=T(1+)minAb6x0.213219.2MPa48.2MPa<宙0=順呎故偏心距與基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力均滿足要求。1.6.2地基承載力驗(yàn)算1）軸心荷載作用時(shí)

10、，P=133.7v480=b02）當(dāng)偏心荷載作用時(shí)，P二219.2<480xl.2二576max故地基承載力抗力值符合要求。1.7墻身截面強(qiáng)度計(jì)算1.7.1強(qiáng)度計(jì)算要求：yN<aAR/y0dkkk1-256fJ其中：a二B=0.569,為軸向力偏心影響系數(shù)，按每延米長(zhǎng)計(jì)算;k1+12f2丫yN=y(yN+yNy屮N)=0.95x1.2x220+1.4x2.49=254.1kN0d0GGQ1Q1QiciQiakAR.=0.69X2X6102.31=364.4KNyk所以n<akARn，故強(qiáng)度滿足要求。jyk1.7.2穩(wěn)定計(jì)算要求：yN<vaAR/y0dkkkk其中：&qu

11、ot;k1+a卩(卩3)1+16(e/B)201+0.0x2x5-(5+3)116(20£1372)yN<"kakARk=0.977X0.569X2X610=293.57KN，故穩(wěn)定性滿足要求。0dyk1.7.3正截面直接受剪驗(yàn)算AR要求：Q+fNjym1k其中Q=E=71.16KN,jxARjj+fN=2X110F2.31+0.42X207.58=207.59kNym1AR即Q<一+fN，抗剪滿足要求。jykm127由上述可得K10+000截面的擋土墻符合要求,擋土墻最終截面按照擬定設(shè)計(jì)。1.8設(shè)計(jì)圖紙1.8.1典型斷面、立面布置圖、平面布置圖典型斷面如圖1.

12、2所示，立面布置圖1.3所示，平面布置圖1.4所示。每間隔10米設(shè)置變形縫一道，縫內(nèi)用瀝青麻絮嵌塞；泄水孔尺寸10x10cm,2-3米布置一個(gè)，泄水孔應(yīng)高出地面不小于30厘米；墻背均應(yīng)設(shè)置50厘米砂礫透水層，并做土工布封層。排水菅土工布gOb=3m5.5m5m廠DJ.回填砂礫30cm圖1.2典型斷面圖第2章瀝青路面設(shè)計(jì)2.1基本設(shè)計(jì)資料某地公路自然區(qū)劃IV區(qū)擬建一級(jí)公路，采用瀝青路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)年限為15年，土基為粉質(zhì)土，確定土基的稠度為1.10,回彈模量取36MPa,路基干濕狀態(tài)為中濕狀態(tài)，有關(guān)資料如下：(1) 公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)，為雙向四車道,車道系數(shù)耳二0.5。(2) 交通組成如表1.1(

13、示例)所示，交通量年增長(zhǎng)率：前五(十)年:Y=8%；中間五(十)年：Y=7%；后五(十)年：Y=6%。設(shè)15年內(nèi)的平均交通量年增長(zhǎng)率為廠，則(1+廠)15=(1+8%)5X(1+7%)5X(1+6%)5，求得廠=7%。表2.1交通組成及交通量表車型雙向父通量東風(fēng)EQ140625解放CA10B800黃河JN150400長(zhǎng)征XD250300依土姿TD501485菲亞特650E245太脫拉138472.2軸載分析我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ-100。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表2.2確定。表2.2標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載名稱BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載名稱BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸

14、載P(KN)100單輪當(dāng)量圓直徑d(mm)21.30輪胎接地壓強(qiáng)P(Mpa)0.70兩輪中心距(cm)1.5d2.2.2以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡前、后軸軸載大于25kN的各級(jí)軸載P的作用次數(shù)n均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表2.3。iiN=fCCn(p/)4.3512i/pi=1式中：N以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)；n被換算車型的各級(jí)軸載換算次數(shù)(次/日)；iP標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN)；P各種被換算車型的軸載(kN)；iC1軸數(shù)系數(shù)；C2輪組系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組

15、為0.38。當(dāng)軸間距離大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算：q=1+1.2(m-1)，式中：m軸數(shù)。表2.3軸載換算結(jié)果車型P(kN)iC1C2n(次/日iCCn(P/P)812i/p東風(fēng)EQ140前軸23.7016.4625后軸69.2011625126.00解放CA10B前軸19.4016.4800后軸60.851180092.18黃河JN150前軸49.0016.4400114.97后軸101.6011400428.60長(zhǎng)征XD250前軸37.8016.430028.79后軸2*72.60113001519.41依士姿TD50前軸42

16、.2016.41485222.85后軸90.001114851878.07菲壓特650E前軸33.0016.424512.61后軸72.001124558.69太脫拉138前軸51.4016.44716.63后軸2*80.002.214798.81EN4357.67則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)量軸次N:eM(1+Y)t-lx365MN=N耳ey1式中，N設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量次數(shù)et設(shè)計(jì)年限，由材料知，t=15年；N設(shè)計(jì)端竣工后一年雙向日平均當(dāng)量軸次；1Y設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長(zhǎng)率，由材料知，Y=0.07n車道系數(shù)，由材料知n=0.5o0.07則：Ne=(1+丫A二土365XNn=(

17、1+。7)：1x365X4357.67x0.4=2.0x1°7次。2.2.3以半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次時(shí)，凡軸載大于50KN的各級(jí)軸載P的i作用次數(shù)n均按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N'，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表2.4。iN'仝C'C'n（P/）812ipi=1式中：N'以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)；n被換算車型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）；iP標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）；P各種被換算車型的軸載（KN）；1C'輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09。1C

18、'軸數(shù)系數(shù)；2表2.4軸載換算結(jié)果車型P(kN)ic1C'2n(次/日iC'C'n(P/P)812i/p東風(fēng)EQ140前軸23.70118.5625后軸69.201162532.86解放CA10B前軸19.40118.5800后軸60.851180015.04黃河JN150前軸49.00118.5400后軸101.6011400454.16長(zhǎng)征XD250前軸37.80118.5300后軸2*72.60113005927.26依士姿TD50前軸42.20118.5148527.63后軸90.00111485639.24菲壓特650E前軸33.00118.5245后

19、軸72.001124517.69太脫拉138前軸51.40118.5474.24后軸2*80.00314713142.17EN13198.63年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)量軸次N為：e0.07Ne=(1+Y)1x365xNn=(1+0.07)15叮乂365x13198.63x0.5=6053x104次。2.3 結(jié)構(gòu)組合與材料選取根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，考慮公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供應(yīng)路面結(jié)構(gòu)層如下：面層采用三層式瀝青混凝土（200mm）,基層采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度待定），底層采用二灰土（300mm），其中表層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝（50mm），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（70mm

20、），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（80mm）。2.4 壓模量和劈裂強(qiáng)度土基回彈模量的確定可根據(jù)查表法查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度已參照規(guī)范給出的推薦值確定，見(jiàn)表2.5。表2.5結(jié)構(gòu)組合參數(shù)、材料名次厚度（cm）抗壓回彈模量強(qiáng)度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量細(xì)粒式瀝青混凝土5268019911.2中粒式瀝青混凝土7217514251.0粗粒式瀝青混凝土813209780.8水泥穩(wěn)定碎石待定318831880.6二灰土357507500.25土基30302.5設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定2.5.1設(shè)計(jì)彎沉值ld公路為一級(jí)，則公路等級(jí)系數(shù)A取1.0；面層是瀝青混凝土，則面

21、層類型的系數(shù)Acs取1.0；路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，則路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)A取1.0。bl二600N-0.2AAAdecsb式中：l設(shè)計(jì)彎沉值dN設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量年標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)eA公路等級(jí)系數(shù)，一級(jí)公路為1.0cA面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0sA基層類型系數(shù)，半剛性基層為1.0所以，ldb=600N-0.2AAAb=600x(2.0xi07)-°-2xl.Oxl.Oxl.O=20.8(0.01mm)ecsb2.5.2各層材料按容許層底拉應(yīng)力gR按下列公式計(jì)算：G=ZpRks式中：G路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度(Mpa)；RG路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)

22、年限N次加載的疲spe勞彎拉應(yīng)力(Mpa)；k抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)；s對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：Ks=0.09Ne0.22/Ac=5.21；對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：Ks=0.35Ne0.11/Ac=2.66；對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)土類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：Ks=0.45Ne0.11/Ac=3.43表2.6結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力材料名稱G(Mpa)spksG(Mpa)R細(xì)粒瀝青混凝土1.45.210.27中粒瀝青混凝土1.05.210.19粗粒瀝青混凝土0.85.210.15水泥穩(wěn)定碎石0.52.510.20二灰土0.253.230.082.6路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算以水泥穩(wěn)定碎石為設(shè)

23、計(jì)層，用HPDS計(jì)算得其厚度為16.5cm，取17cm。其具體計(jì)算結(jié)果如下：假設(shè)水泥穩(wěn)定碎石H(4)=15cm，此時(shí)實(shí)際彎沉值LS=21.6(0.01mm)>20.6(0.01mm)，不滿足彎沉值要求；H(4)=20cm時(shí)，實(shí)際彎沉值LS=19(0.01mm)<20.6(0.01mm)，滿足彎沉值要求；此外，H(4)=20cm時(shí)，各層均滿足層底彎拉應(yīng)力要求。綜上，取水泥穩(wěn)定碎石厚度為17cm。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附錄A。2.7防凍層厚度檢驗(yàn)根據(jù)規(guī)范知：在季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段，路面設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行防凍厚度的檢驗(yàn)，如小于規(guī)范定的最小防凍厚度時(shí)，應(yīng)增設(shè)或加墊層使路面總厚度達(dá)到要求。路面結(jié)構(gòu)

24、層總厚度h=5+7+8+17+30=67cm>60cm（最大冰凍深度60cm），滿足防凍層厚度檢驗(yàn)。2.8瀝青路面結(jié)構(gòu)圖瀝青路面結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2.1。申粒式質(zhì)寺混凝土了曲趣粒戎瀝寺混高土£岀水泥穩(wěn)走碎石廠血二獲土3優(yōu)皿圧基|圖2.1瀝青路面結(jié)構(gòu)圖第3章水泥混凝土路面設(shè)計(jì)此進(jìn)行最常見(jiàn)的普通水泥混凝土路面設(shè)計(jì)。3.1交通量分析3.1.1標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算我國(guó)公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范以汽車軸重為lOOkN的單軸荷載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ100。凡前、后軸載大于40KN（單軸）的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)，換算公式為：N=£aN（厶）16sii100i=1式中：N100KN

25、的單軸一雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)的通行次數(shù)；sP各類軸一輪型；級(jí)軸載的總重（KN）；in軸型和軸載級(jí)位數(shù)；N各類軸一輪型i級(jí)軸載的通行次數(shù)；ia軸輪型系數(shù)。i表3.1軸載換算結(jié)果車型P(KN)iaiN（次/日）iaN(厶)16ii100東風(fēng)EQ140前軸23.70569.13625后軸69.201.06251.73解放CA10B前軸19.40620.29800后軸60.851.08000.28黃河JN150前軸49.00416.464001.84后軸101.601.0400515.66長(zhǎng)征XD250前軸37.80465.62300后軸2*72.600.003001.13依士姿TD50前軸42.20444

26、.0914850.67后軸90.001.001485275.17菲壓特650E前軸33.00493.62245后軸72.001.02451.28太脫拉138前軸51.40407.98470.46后軸2*80.000.00470.84EN799.08則設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù):NeN(1+Y)t-lx365xqrY式中：N標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)；et設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限，取t=30年；Y交通量年平均增長(zhǎng)率，由材料知，Y=0.07所以，N(1+Y)t-1x365xqs=551.01x104次。其中，y計(jì)算過(guò)程如下：(1+y)30二(1+8%)10x(1+7%)10x(1+6%)10，求得

27、丫=7%。3.2初擬路面結(jié)構(gòu)因?yàn)榻煌?00x104V551.01x104V2000x104次，故交通屬于重交通。由以上可知相應(yīng)于安全等級(jí)為二級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)，根據(jù)一級(jí)公路、重交通等級(jí)和低級(jí)變異水平等級(jí)，查規(guī)范知：初擬普通混凝土面層厚為h=220mm；考慮到W區(qū)為東南濕熱區(qū)，雨量較多，故基層選用瀝青穩(wěn)定碎石排水基層，厚為h二100mm；墊層為h二200mm的12水泥穩(wěn)定粒料。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.75m；長(zhǎng)為5m。3.3確定材料參數(shù)取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為f二5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為rE二31GPa；路基回彈模量為36Mpa；瀝青穩(wěn)定碎石基層回彈模量去E二

28、600MPa；水c1泥穩(wěn)定粒料墊層回彈模量取E二1300MPa。2基層頂面當(dāng)量的回彈模量值計(jì)算如下：h2E+h2E1300x0.22+600x0.12E二+22=1160MPaxh2+h212h3E+h3E(h+h)21D二一122+2()-1x124Eh+Eh11221300x0.23+600x0.13(0.2+0.1)211=+(+)-11300x0.2600x0.10.22+0.1212q臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，如下表3.2,此處取耳=0.20。表3.2混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級(jí)縱縫邊緣處高速公路、一級(jí)公路、收費(fèi)站0.170.22行車道寬7m0.340.39

29、二級(jí)及二級(jí)以下公路行車道寬W7m0.540.62二2.01MN屮12D、丄12x2.011ccruh二(x)3=()3=0.275mxE1160X77，lZCa=6.2211.51)-o.45二6.22x1-1.51x()-o.45=4.16E400b=1-1.44(Ex)-0.55二1-1.44(-0)-0.55二0.77E400E111601E二ahbE(-x)3=4.16x0.2750.77x40x()3=188MPatx0E400普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑為：'E'EJ3.4計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力y二0.537h13二0.537x0.25xf312001=0.648mI17

30、1丿根據(jù)一級(jí)公路、重交通，由路基路面工程查得初擬普通混凝土面層厚度為0.25m。由下列公式求得：y=0.537#E,E,Q=0.077y0.6h-2,q=kkkQ,k=N0.057¥c1tpspfrcpsfe式中：Y一混凝土板的相對(duì)剛度半徑（m）；H一混凝土板的厚度（m）；E水泥混凝土的彎沉彈性模量（Mpa）；cQ標(biāo)準(zhǔn)軸載P在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（Mpa）；prsk考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)桿拉的平縫，k=0.87rr0.92,縱縫為不設(shè)桿拉的平縫或自由邊界k=1.0,縱縫為設(shè)桿拉的企口縫,rk=0.760.84；rk考慮偏載和動(dòng)載因素對(duì)路面疲勞損壞影響綜合系數(shù)

31、,按公路等級(jí)查下表c3.3,此處取k=1.25；cq標(biāo)準(zhǔn)軸載P在四邊自由板的臨界荷載處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MPa）。pss表3.3綜合系數(shù)ks公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路kc1.301.251.201.10則：Q=0.077y0.6h-2=0.0770x0.6480.6x0.22-2=1.226MPa,k=N0.057=2.42psfe荷載疲勞應(yīng)力為：Q=kkkQ=2.42x0.87x1.25x1.226=3.226MPa。pfrcps3.5 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力由路基路面工程知，W區(qū)最大溫度梯度取88(°C/m)。板長(zhǎng)5m,已知混凝土板厚0.25m,B二0.72，L/r二5

32、/0.648二7.72。則最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲xaEhTB應(yīng)力：C=c_cgx式中：tm2a混凝土的溫度線膨脹系數(shù)，取a二10一5/0C；ccT最大溫度梯度，Tg=88°c/m；ggB綜合溫度翹區(qū)應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)；xb最大溫度梯度時(shí)土板的溫度翹取應(yīng)力(Mpa)。tmbtmaEhTBccgx21.0X10-5X31000X0.22x88x0.722=2.16MPa溫度疲勞系數(shù)k=厶a(-tmC)b,式中a，b和c為回歸系數(shù)，按所在地區(qū)公tbftmr路自然區(qū)劃查下表3.4。表3.4回歸系數(shù)a，b和c系數(shù)公路自然區(qū)IIIIIWV刑闿a0.8280.8550.8410.

33、8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270取a=0.841,b=0.058,c=1.323，貝V：ka(-m)cb=x0.841x(匹)1.320.058二0.507t-f2.165tmr溫度疲勞應(yīng)力：-二k-二0.489x2.15二1.10MPatttm因?yàn)橐患?jí)公路的安全等級(jí)為二級(jí)，相應(yīng)于二級(jí)的安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)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(jí)，確定可靠度系數(shù)Y二1.10。YC+-)=1.10x(3.226+1.1)=4.75MPa</二5.0MPa，故滿足要求。YYprtrr3.6 防凍厚度檢驗(yàn)和接縫設(shè)計(jì)3.6.1防凍厚度檢驗(yàn)由公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范知，路面防凍厚度為0.5m，而設(shè)計(jì)路面總厚度為0.52m，由于0.5V0.52，故滿足設(shè)計(jì)要求。3.6.2接縫設(shè)計(jì)為避免由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力破壞，所以，在混凝土板中設(shè)置橫縫與縱縫，這段路為重交通，縫中設(shè)拉桿，拉桿長(zhǎng)0.5m,直徑22mm,每隔40cm設(shè)置一個(gè)。取a=0.841，b=0.058，c=1.323。1) 橫向脹縫縫隙