課程設(shè)計(jì)路基路面工程

《課程設(shè)計(jì)路基路面工程》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《課程設(shè)計(jì)路基路面工程（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 駐馬店市（Ⅳ2）某一級(jí)公路 樁號(hào) K23+152-K23+178 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、駐馬店市（Ⅳ2）某一級(jí)公路在樁號(hào) K23+152~K23+178 段。設(shè)計(jì)資料： 1、路基：填土為密實(shí)粘性土，容許承載力 [σ]=250KPa，f=0.40。 2、墻后填料：粘土，φ=23，γ=17.64 KN/m，C=18.72KPa。 3、擋土墻墻身材料：5號(hào)砂漿砌片石，γa=22.3KN/m，δ= φ/2，[σ]=2

2、450 KMpa。 4、設(shè)計(jì)荷載：汽車(chē) -20 級(jí)，掛車(chē) -100。 5、路基寬度自擬 ，邊坡坡度自擬。 6、路槽地面距地下水位1.3m,地面地下水位為0.9m。 二 路狀調(diào)查資料： 1 交通調(diào)查 在不利季節(jié)調(diào)查的雙向四車(chē)道平均日交通量： 序號(hào) 車(chē) 型 總重（ KN ） 后軸重（ KN ） 后軸數(shù) 輛 / 日 1 解放 CA-10 B 80.25 60.0 1 900 2 黃河 JN-150 150.60 101.6 1 360 3 日野 KB-211 147.55 100 1 123 4 太脫拉 138 211.40

3、 160 2 174 5 東風(fēng) EQ-140 90.0 69.3 1 1030 6 黃河 JN362 190.0 127 1 121 7 躍進(jìn) 230 48.5 33.3 1 1350 預(yù)計(jì)未來(lái)使用期內(nèi)，交通量年平均增長(zhǎng)率為 4-6% ，。 2 材料調(diào)查 沿線可采集各種砂、石料；附近有礦渣、爐渣可利用；水泥、石灰、瀝青等材料當(dāng)?shù)乜晒?yīng)。 三 要求 1所有參加課程設(shè)計(jì)的同學(xué)共分六組，每組排列序號(hào)；以上交通量是第6號(hào)同學(xué)的基準(zhǔn)交通量。其他同學(xué)，序號(hào)每增加或者減收1，相應(yīng)的每種交通量增加或者減少值為5。 2交通年增長(zhǎng)率自己擬定

4、。 3每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)3個(gè)路面結(jié)構(gòu)方案比選，選出各項(xiàng)指標(biāo)最優(yōu)者。 （1） 構(gòu)層結(jié)類型 厚度(cm) 20抗壓模量（Mpa） 15抗壓模量（Mpa） 劈裂強(qiáng)度 （Mpa） 備注 中粒式瀝青混凝土 粗粒式瀝青混凝土 瀝青碎石 二灰穩(wěn)定碎石 石灰土（8~12%） 路基 E0 （2） 構(gòu)層結(jié)類型 厚度(cm) 20抗壓模量（Mpa） 15抗壓模量（Mpa） 劈裂強(qiáng)度 （Mpa） 備注 中粒式瀝青混凝土 粗粒式瀝青

5、混凝土 瀝青碎石 二灰穩(wěn)定碎石 水泥土 路基 E0 （3） 構(gòu)層結(jié)類型 厚度(cm) 20抗壓模量（Mpa） 15抗壓模量（Mpa） 劈裂強(qiáng)度 （Mpa） 備注 細(xì)粒式瀝青混凝土 中粒式瀝青混凝土 水泥穩(wěn)定砂粒 石灰土（8~12%） 級(jí)配碎礫石 路基 E0 （4） 構(gòu)層結(jié)類型 厚度(cm) 20抗壓模量（Mpa） 15抗壓模量（Mpa） 劈裂強(qiáng)度 （Mpa

6、） 備注 細(xì)粒式瀝青混凝土 中粒式瀝青混凝土 粗粒式瀝青混凝土 水泥穩(wěn)定碎石 水泥土 路基 E0 （5） 構(gòu)層結(jié)類型 厚度(cm) 20抗壓模量（Mpa） 15抗壓模量（Mpa） 劈裂強(qiáng)度 （Mpa） 備注 細(xì)粒式瀝青混凝土 中粒式瀝青混凝土 粗粒式瀝青混凝土 水泥穩(wěn)定碎石 二灰土 路基 E0 （6） 構(gòu)層結(jié)類型 厚度(cm) 20抗壓

7、模量（Mpa） 15抗壓模量（Mpa） 劈裂強(qiáng)度 （Mpa） 備注 細(xì)粒式瀝青混凝土 中粒式瀝青混凝土 粗粒式瀝青混凝土 石灰水泥穩(wěn)定碎石 石灰土（8~12%） 路基 E0 以上路面類型所涉及的各個(gè)參數(shù)，每個(gè)人自己擬定，第一組選（1），第二組選（2），以下類推。瀝青混凝土c=0.2~0.3Mpa,內(nèi)摩擦角為20~35。 四 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟： （一）瀝青混凝土路面 1交通量計(jì)算;2設(shè)計(jì)彎沉值;3確定路面結(jié)構(gòu)組合，選擇計(jì)算層，確定已知各個(gè)結(jié)構(gòu)層適宜厚度;4確定土基回

8、彈模量;5確定路面格結(jié)構(gòu)層的抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度;6根據(jù)彎沉值，計(jì)算未知結(jié)構(gòu)層厚度;7根據(jù)確定的各個(gè)結(jié)構(gòu)層，進(jìn)行結(jié)構(gòu)層的換算;8進(jìn)行各個(gè)結(jié)構(gòu)層的彎拉應(yīng)力計(jì)算與驗(yàn)算;9進(jìn)行結(jié)構(gòu)層的剪應(yīng)力驗(yàn)算;10各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都驗(yàn)算合格，進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)匯總，確定設(shè)計(jì)方案。 （二）水泥混凝土路面 1確定路面結(jié)構(gòu)組合;2混凝土面板厚度設(shè)計(jì)（交通量分析計(jì)算；路面結(jié)構(gòu)材料模量確定；荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算；溫度疲勞應(yīng)力計(jì)算；面板厚度確定）；3面板尺寸和接縫的設(shè)計(jì)；4路肩設(shè)計(jì)；5普通混凝土路面配筋設(shè)計(jì)；6各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都驗(yàn)算合格，進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)匯總，確定設(shè)計(jì)方案。 （三）圖紙 1用CAD畫(huà)出瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)、水泥混凝土路

9、面結(jié)構(gòu)以及二者銜接處的結(jié)構(gòu)圖，要求比例合適，尺寸標(biāo)注正確 五 要求 1設(shè)計(jì)必須按時(shí)按要求完成； 2每位同學(xué)獨(dú)立完成，不得抄襲雷同； 3遵守紀(jì)律，準(zhǔn)時(shí)參加輔導(dǎo)課； 六 推薦參考資料 1 《路基路面工程》教材； 2 《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D30-2004 ）人民交通出版社， 2004. 北京 3 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ 014-97), 人民交通出版社， 1997. 北京 4 《公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)》，人民交通出版社， 1996. 北京 5 〈公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范〉（ JTJ D40-2003 ）人民交通出版社 2003. 北京。 6 〈公

10、路設(shè)計(jì)手冊(cè) - 路面〉人民交通出版社， 1999.. 北京。 1 基本設(shè)計(jì)資料 在不利季節(jié)調(diào)查的雙向四車(chē)道平均日交通量： 序號(hào) 車(chē) 型 總重（ KN ） 后軸重（ KN ） 后軸數(shù) 輛 / 日 1 解放 CA-10 B 80.25 60.0 1 900 2 黃河 JN-150 150.60 101.6 1 360 3 日野 KB-211 147.55 100 1 123 4 太脫拉 138 211.40 160 2 174 5 東風(fēng) EQ-140 90.0 69.3 1 1030 6 黃河

11、JN362 190.0 127 1 121 7 躍進(jìn) 230 48.5 33.3 1 1350 該路段為一級(jí)公路，瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)年限15年，水泥混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30年，交通量年平均增長(zhǎng)5%，車(chē)道系數(shù)η=0.45，該路段處于中國(guó)公路自然區(qū)劃IV2區(qū)，路面寬度設(shè)計(jì)為B=18m，行車(chē)道為四車(chē)道27.5m。查表知，此公路處于中濕路段，路基土為粉質(zhì)中液限土，潮濕路段E0=19Mpa，中濕路段E0=29Mpa，干燥路段E0=30Mpa，沿線有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供應(yīng)。 2 瀝青混凝土路

12、面設(shè)計(jì) 2.1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。 ﹙1﹚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)軸載的作用次數(shù)均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。 式中：— 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)； — 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）； — 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）； — 各種被換算車(chē)型的軸載（）； C2— 輪組系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38； C1— 軸數(shù)系數(shù)。當(dāng)軸間距離大于3m時(shí)，按

13、單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)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：C1=1+1.2(m-1),m—軸數(shù)。 — 被換算車(chē)輛的類型數(shù)。 軸載換算結(jié)果 車(chē)型 （） （次/日） 解放CA10B 前軸 20.25 1 6.4 895 — 后軸 60 1 1 895 97.0 黃河JN150 前軸 49.0 1 6.4 355 102.0 后軸 101.6 1 1 355 380.4 日野KB-211 前軸 47.55 1 6.4 118 29.8 后軸 100 1 1 118 118.0 太脫

14、拉138 前軸 51.4 1 6.4 169 59.8 后軸 160 2.2 1 169 2872.3 東風(fēng)EQ-140 前軸 20.7 1 6.4 1025 --- 后軸 69.3 1 1 1025 207.9 黃河JN362 前軸 63.0 1 6.4 116 99.5 后軸 127 1 1 116 328.1 躍進(jìn)230 前軸 15.2 1 6.4 1345 --- 后軸 33.3 1 1 1345 11.3 ∑N 4306.1 則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次： N＝1

15、+γt-1365γN1η＝1+0.0515-13654306.10.050.45 ＝15262020次 ﹙2﹚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)軸載的作用次數(shù)均按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。 式中：— 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)； — 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）； — 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）； — 各種被換算車(chē)型的軸載（）； —軸數(shù)系數(shù)； —輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09； 軸載換算結(jié)果 車(chē)型 （）

16、 （次/日） 解放CA10B 前軸 20.25 1 18.5 895 — 后軸 60.0 1 1 895 15.0 黃河JN150 前軸 49.0 1 18.5 355 — 后軸 101.6 1 1 355 403.1 日野KB-211 前軸 47.55 1 18.5 118 — 后軸 100 1 1 118 118 太拖拉138 前軸 51.4 1 18.5 169 15.2 后軸 160 3 1 169 21775.5 東風(fēng)EQ-140 前軸 20.7 1 18.5 10

17、25 — 后軸 69.3 1 1 1025 54.5 黃河JN362 前軸 63.0 1 18.5 116 53.3 后軸 12.7 1 1 116 -- ∑N 22434.6 則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次為： N＝1+γt-1365γN1η＝1+0.0515-136522434.60.050.45 ＝79514483次 2.2 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》，并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)層采用瀝青混凝土（190），基層采用水泥穩(wěn)定碎石（300），底層采用二灰土（厚度待定），采用三層式

18、瀝青混凝土面層，表層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（40），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（60），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（90）。 2.3 各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度 該路屬于IV2區(qū)，路基填土為密實(shí)粘性土，路槽底距地下水位高度為1.3m，由表1-6路基臨界高度參考值，知此高度介于H11.6-1.7m和H21.1-1.2m之間，屬于中濕路基；由表1-4路基干濕類型和表1-5各自然區(qū)劃土基干濕分界稠度知，路基平均稠度介于ωc20.94和ωc1（1.03）之間，取ω=1.0，查表12-8二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值知，E0=27.0MPa. 查表12-12瀝青混合料設(shè)計(jì)參

19、數(shù)參考值和表12-13基層材料設(shè)計(jì)參數(shù)得，按設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算厚度時(shí)采用20℃抗壓模量，驗(yàn)算面層彎拉應(yīng)力時(shí)采用15℃抗壓模量為計(jì)算值。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度值如下圖所示： 結(jié)構(gòu)組合參數(shù) 層次 材料名 厚度 (cm) 抗壓回彈模量 劈裂強(qiáng)度 （Mpa） 15C模量 20C模量 ① 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 2000 1400 1.4 ② 中粒式瀝青混凝土 6 1800 1200 1.0 ③ 粗粒式瀝青混凝土 9 1400 1000 0.8 ④ 水泥穩(wěn)定碎石 30 1500 1500 0.5 ⑤ 二灰土 待定 750

20、 750 0.25 ⑥ 土基 — 30 30 — 2.4 設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定 ﹙1﹚設(shè)計(jì)彎沉值 公路為一級(jí)，則公路等級(jí)系數(shù)取1.0；面層是瀝青混凝土，則面層類型的系數(shù)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)取1.0。 式中： — 設(shè)計(jì)彎沉值 — 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) — 公路等級(jí)系數(shù)，一級(jí)公路為1.0 — 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0 — 基層類型系數(shù)，半剛性基層為1.0 所以 ﹙2﹚各層材料按容許層底拉應(yīng)力，按下列公式計(jì)算： 式中 ： — 路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（Mpa）； — 路面結(jié)構(gòu)材料的

21、容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限次加載的疲勞彎拉應(yīng)力（Mpa）； — 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。 細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土： =0.09Aa=0.091.0152620200.22/1.0=3.42 =1.4/3.42=0.409MPa 中粒式密級(jí)配瀝青混凝土： =0.09Aa=0.091.0152620200.22/1.0=3.42 =1.0/3.42=0.292MPa 粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土： =0.09Aa=0.091.1152620200.22/1.0=3.77 =0.8/3.77=0.212MPa 水泥碎石： =0.35=0.35795144830.11/1.0=

22、2.59 =0.5/2.59=0.193MPa 二灰土： =0.45=0.45795144830.11/1.0=3.33 =0.25/3.33=0.075MPa 設(shè)計(jì)參數(shù)匯總表 層次 材料名 厚度 (cm) 抗壓回彈模量 容許拉應(yīng)力 （Mpa） 15C模量 20C模量 ① 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 2000 1400 0.409 ② 中粒式瀝青混凝土 6 1800 1200 0.292 ③ 粗粒式瀝青混凝土 9 1400 1000 0.212 ④ 水泥穩(wěn)定碎石 30 1500 1500 0.193 ⑤ 二灰土 待定

23、 750 750 0.075 ⑥ 土基 — 30 30 — 2.4 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算 各層體系彎沉等效換算公式 h1=4cm E1=1400MPa h1=4cm E1=1400MPa h2=6cm E2=1200MPa H E2=1200MPa h3=9cm E3=1000MPa h4=30cm E4=1500MPa h5=?cm E5=750MPa E0=30MPa E0=30MPa E1=1400MPa E2=1200MPa H=h2+k=352.4

24、EkE2=47.265+0.822h5 標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ—100，輪胎接地壓強(qiáng)p=0.7MPa，當(dāng)量圓半徑 hδ=410.65=0.376 Hδ=47.265+0.822h510.65 E2E1=12001400=0.857 E0 E2=301200=0.025 因?yàn)椋簂s=ld=2pδE1αL=20.710.651400αL=0.02195 得到：αL=2.06 查圖得：K1=1.55 α＝6.2 由表面彎沉系數(shù)：αl=E1L2PδK1K2,得K2=0.22 查圖得：當(dāng)K2=0.22時(shí) Hδ=47.265+0.822h510.65=9.4 得：h5=

25、64.29cm 所以取石灰層的厚度為65cm。 2.5驗(yàn)算各層層底拉應(yīng)力 1）計(jì)算方法： ①、對(duì)多層路面體系進(jìn)行等效換算 求第i層的層底拉應(yīng)力，則： 上層： 下層： ②、計(jì)算 由公式：或求各層層底拉應(yīng)力 式中： p——輪胎接地壓強(qiáng)p=0.7MPa； 、、、、——由查“三層連續(xù)體系上（中）層底面拉應(yīng)力系數(shù)圖”得到； 2）計(jì)算 ①、多層路面體系進(jìn)行等效換算 層 位 i 多層體系 等效三層體系 每一層底 彎拉應(yīng)力 每二層底 彎拉應(yīng)力 每三層底 彎拉應(yīng)力 每四層底 彎拉應(yīng)力 每五層底 彎拉應(yīng)力 MPa

26、 cm MPa cm MPa cm MPa cm MPa cm MPa cm 1 1400 4 1400 4 1200 10.16 1000 19.63 1500 47.74 1500 47.74 2 1200 6 1200 90.35 3 1000 9 1000 103.29 4 1500 30 1500 60.09 5 750 65 750 65 750 65 6 30 30 30 30 30 30 ②、計(jì)算各層層底的彎拉

27、應(yīng)力 第一層底部彎拉應(yīng)力： hδ=410.65=0.376 Hδ=90.3510.65=8.48 E2E1=12001400=0.857 E0E2=301200=0.025 查圖得：，， 所以：第一層底部彎拉應(yīng)力 （符合） 第二層底部彎拉應(yīng)力： hδ=10.1610.65=0.954 Hδ=103.2910.65=9.699 E2E1=10001200=0.833 E0E2=301000=0.03 查圖得：，， 所以：第二層底部彎拉應(yīng)力 （符合） 第三層底部彎拉應(yīng)力： hδ=19.6310.65=1.843

28、 Hδ=60.0910.65=5.642 E2E1=15001000=1.5 E0E2=301500=0.02 查圖得：，， 所以：第三層底部彎拉應(yīng)力 （符合） 第四層底部彎拉應(yīng)力： hδ=47.7410.65=4.483 Hδ=6510.65=6.103 E2E1=7501500=0.5 E0E2=30750=0.04 查表得：-σ=0.085 m1=1.46 m2=0.42 =0.70.0851.460.42=0.036MPa<0.193MPa(符合) 第四層底部彎拉應(yīng)力： hδ=47.7410.65=4.483 Hδ

29、=6510.65=6.103 E2E1=7501500=0.5 E0E2=30750=0.04 查表得：-σ=0.028 n1=1.06 n2=0.34 =0.70.0281.060.34=0.007MPa<0.075MPa(符合) 所以：上述設(shè)計(jì)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。 3、水泥砼路面設(shè)計(jì) 3.1、交通量分析 1）計(jì)算方法： 水泥砼路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100單軸雙輪組荷載為標(biāo)準(zhǔn)軸載。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)，不同軸—輪型和軸載的作用次數(shù)，按下式換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。

30、 式中：——100的單軸—雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的通行次數(shù)； ——各類軸—輪型；及軸載的總重（）； ——軸型和軸載的通行次數(shù)； ——各類軸—輪型i級(jí)軸載的通行次數(shù)； ——軸—輪型系數(shù)。 單軸—雙輪組：，單軸—單輪組： ，雙軸—雙輪組：，三軸—雙輪組： 軸載換算結(jié)果 車(chē)型 （kN） δi （次/日） 解放CA10B 前軸 20.25 - 895 — 后軸 60 1 895 0.252 黃河JN150 前軸 49.0 416.46 355 1.633 后軸 101.6 1

31、355 457.644 日野KB-211 前軸 47.55 421.87 118 0.340 后軸 100 1 118 118 太拖拉138 前軸 51.4 407.98 169 1.637 后軸 160 0.3510-5 169 1.091 東風(fēng)EQ-140 前軸 20.7 - 1025 --- 后軸 69.3 1 1025 2.900 黃河JN362 前軸 63.0 373.80 116 26.702 后軸 127 1 116 5312.73 躍進(jìn)230 前軸 15.2 - 1345 --

32、- 后軸 33.3 1 1345 --- ∑N 5922.9 標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù) 式中：——標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)； r——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（年），1級(jí)公路為30年； ——交通量年平均增長(zhǎng)率；取為5％； ——臨界荷位處的車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)，查表14-4，本設(shè)計(jì)為一級(jí)公路，取。 公路等級(jí) 縱縫邊緣處 高速公路、一級(jí)公路、收費(fèi)站 0.17～0.22 二級(jí)及二級(jí)以下公路 行車(chē)道寬>7m 0.34～0.39 0.54～0.62 行車(chē)道寬≤7m =9329960次 3.2 初擬路面結(jié)

33、構(gòu) 因?yàn)榻煌?00104＜932.996104＜2000104次，故可知交通屬于重交通。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)為中級(jí)，根據(jù)一級(jí)公路、重交通等級(jí)和中級(jí)變異水平等級(jí)。查規(guī)范知：初擬普通混凝土面層厚為250mm；基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚度為220mm；墊層為150mm的低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.75m；長(zhǎng)為5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 3.3 確定材料參數(shù) 1）計(jì)算方法： 新建公路的基層頂面當(dāng)量回彈模量值： 式中：——路床頂面的回彈模量(MPa),查表16-26的參考值； ——

34、基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量(MPa)； 、——基層和底基層或墊層的回彈模量（MPa），查表16-27的參考值； ——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度（m）； ——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度（）； ——基層和底基層或墊層的厚度； a、b——與有關(guān)的回歸系數(shù)。 砼板的相對(duì)剛度半徑（m）； 式中：h——砼板的厚度（m）； ——水泥砼的彎拉彈性模量（MPa）， 2）計(jì)算： 取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0Mpa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31Gpa；路基回彈模量為30Mpa；低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土墊層回彈模量取600Mp

35、a；水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300Mpa。 計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： Ex=h12E1+h22E2h12+h22=0.2221300+0.1526000.222+0.152=1078MPa 普通砼面層的相對(duì)剛度半徑： 3.4、荷載疲勞應(yīng)力 1）計(jì)算方法 標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力按下式計(jì)算 式中：——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)拉桿的平縫：，縱縫為不設(shè)拉桿的平縫或自由邊界： ，縱縫為設(shè)拉桿的企口縫：； ——考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)； ——考慮設(shè)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載

36、荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)，按下式計(jì)算： 式中：——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)； ——與混合料有關(guān)的指數(shù)，普通砼取0.057； ——標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MPa），按下式計(jì)算： 式中：——砼板的相對(duì)半徑（m）； ——砼板的厚度（m）； 2）計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為 因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù) =93299600

37、.057=2.496 根據(jù)公路等級(jí)，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞的影響的綜合系數(shù) 綜合系數(shù)kc 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 kc 1.30 1.25 1.20 1.10 荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為 =0.872.4961.251.087=2.951MPa 3.5、溫度疲勞應(yīng)力 1）計(jì)算方法 在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力按下式計(jì)算： 式中：——最大溫度梯度時(shí)砼板的溫度翹曲應(yīng)力（MPa），按下式計(jì)算： 式中：——砼的溫度線膨脹系數(shù)，通?？扇?； ——最大溫度梯度，按表14-3取用； ——

38、綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度系數(shù)，查圖14-13； ——砼板厚度（m）； ——考慮溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用于的疲勞系數(shù)，按下式計(jì)算： 式中：a,b,c——回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表14-10確定； 2）計(jì)算 由表14-3，Ⅳ區(qū)最大溫度梯度取92（）。板長(zhǎng)5m，，由圖14-13，可查普通砼板厚，。 最大溫度梯度時(shí)砼板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為 回歸系數(shù)a，b和c 系數(shù) 公路自然區(qū) Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ a 0.828 0.855 0.841 0.871 0.837 0.834 b 0.041 0.04

39、1 0.058 0.071 0.038 0.052 c 1.323 1.355 1.323 1.287 1.382 1.270 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，查表可得，自然區(qū)劃為Ⅳ區(qū)，式中，，， 溫度疲勞應(yīng)力為 3.6 面板厚度確定 水泥砼路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以行車(chē)荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)，極限狀態(tài)方程式如下： ——可靠度系數(shù)，依據(jù)所選目標(biāo)可靠度及變異水平等級(jí)按表14-12確定； ——水泥砼彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； 查表14-7，一級(jí)公路的安全等級(jí)為二級(jí)，相應(yīng)于二級(jí)安全等級(jí)的變異水平為中級(jí)，目標(biāo)可靠

40、度為90%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，查表16-22，確定可靠度系數(shù) 則：γγσpr+σtr=1.232.951+1.08=4.958MPa

41、上長(zhǎng)約10cm的塑料套筒，筒底與桿端之間留有3cm空隙，用木屑與彈性材料填充。 2) 橫向縮縫 縮縫采用假縫，縫隙寬5mm，深度為5cm,間距為5m. 3) 施工縫 施工縫采用平頭縫或企口縫的構(gòu)造形式，縫寬為5mm, 在深度為5cm的溝槽內(nèi)澆灌填縫料。 4) 橫縫的布置 縮縫間距一般為5m，混凝土路面設(shè)置脹縫。 5) 縱縫的設(shè)置 在平行于混凝土路面行車(chē)方向設(shè)置縱縫，縫間距3.75m，設(shè)置為假縫帶拉桿形式，縫的上部留有5cm的縫隙，內(nèi)澆注填縫料，縱縫與橫縫一般做成垂直正交，使混凝土板具有90的角隅。 3.7 配筋設(shè)計(jì) 為防止基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的塑性變形，在混凝土路面的自由邊緣和角隅

42、處設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。 a) 邊緣鋼筋 用兩根直徑為12mm的螺紋鋼筋設(shè)置在板的下部70mm處，距板頂、板底均不小于50mm，兩根鋼筋的間距為100mm。在橫向脹縫兩側(cè)板邊緣以及混凝土路面的起、終端處也設(shè)置橫向邊緣鋼筋； b) 角隅鋼筋 用兩根直徑為16mm的螺紋鋼筋，布置在板的上部，距板頂不小于50mm，距板邊100mm。另外，鋼筋保護(hù)層的最小厚度不應(yīng)小于50mm。 參考文獻(xiàn) 1.《路基路面工程》，人民交通出版社 2.《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》，人民交通出版社 3.《道路橋梁勘測(cè)》，人民交通出版社 4.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社2006 5.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D40-2002).北京：人民交通出版社2002 6.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：<<公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>>(JTGB01—2003) 7. <<公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)>>