水泥混凝土路面設(shè)計例題

水泥混凝土路面設(shè)計公路自然區(qū)劃II區(qū)擬建一條二級公路，中濕路基為黏質(zhì)土，采用普通混凝土路面，路面寬9m，設(shè)計車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)為2100，交通量年增長率為5%。試設(shè)計水泥混凝土路面。荷載位置處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)查表2取0.39.er0.052、初擬路面結(jié)構(gòu)由表1可知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，查表4初擬普通混凝土面層厚度為0.22m。基層可選用水泥穩(wěn)定粒料，厚0.18。墊層為0.15m的低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為4.5m,長5m。縱縫為設(shè)拉桿的平縫，橫縫為不設(shè)傳力桿的假縫。3、路面材料參數(shù)確定31GPa。中濕路基路床頂面回彈模量查表6得30MPa，低劑量無機(jī)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12DDEh221D2.57EEX000tx0E(30)05、普通混凝土面層的剛度半徑E31000t7、修正系數(shù)確定因縱縫為設(shè)拉桿平縫，查表7得到接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)k=0.87j考慮設(shè)計基準(zhǔn)期荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)fe根據(jù)公路等級，查表prjfcpsII區(qū)最大溫度梯度查表9取88℃/m。已知板長L=5m,L/r=5/0.67=7.46,普通混凝土的板厚h=0.22m,查圖1得Bx=0.71。則混凝土的溫度翹曲應(yīng)力：tm2X210、溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)II區(qū)的回歸系數(shù)可查表10，溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)：trttm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(biāo)可靠度為85%。根據(jù)目標(biāo)可靠度和變異水平等級，查表11得可靠度系數(shù)rr=1.13。13、判斷結(jié)構(gòu)是否滿足要求rprtrc普通混凝土面層厚度0.22m可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。表1水泥混凝土路面可靠度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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級級設(shè)計基準(zhǔn)期(年)目標(biāo)可靠度(%).84變異水平等級低低-中中表2車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級高速公路、一級公路、收費站公路等級高速公路、一級公路、收費站二級及二級以下公路行車道寬大于7m行車道寬小于等于7m0.34-0.390.54-0.62表3水泥混凝土路面交通分級交通等級特重交通等級特重輕重累計作用次數(shù)Ne(10^4)表4水泥混凝土面層厚度的參考圍交通荷載等極重特重重級公路等級-高速一級二高一級二級級速變異水平等低低中低中低中低中級面層厚度(mm)≥320320~2300~2280~2408060270~2260~220交通荷載等交通荷載等級公路等級級三、四級三、四級三、四級高250~220中高250~220中高高220~1級240~210230~200210~18240~210230~200210~180度(mm)表5混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值交通等級交通等級特重重中等輕彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值5.05.04.54.0彈性模量(GPa)31312927表6中濕路基路床頂面回彈模量經(jīng)驗參考值圍組公路自然區(qū)劃IIIIIVVI土質(zhì)砂26-4240-5039-5035-6050-60黏質(zhì)土25-4530-4025-4530-4530-45粉質(zhì)土22-4632-5430-5027-4330-45接縫類型設(shè)傳力桿脹縫不設(shè)傳力桿脹縫設(shè)傳力桿縮縫設(shè)拉桿平口縱縫設(shè)拉桿企口縱縫表7各類接縫的傳荷系數(shù)撓度傳荷系數(shù)50-5535-5577-82應(yīng)力傳荷系數(shù)0.84-0.860.8-0.910.72-0.74kj公路等級合系數(shù)Kc高速公路一級公路二級公路三、四級公路9最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg公公路自然區(qū)劃最大溫度梯度IV、VI86-92II、V83-88VII93-9890-95表10回歸系數(shù)a、b和c的取值系數(shù)自然區(qū)劃IIIII