水泥混凝土路面设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水泥混凝土路面设计.精品文档.水泥混凝土路面设计 5.1 交通量计算 根据我国的公路自然区划标准（JTJ013-86），龙永高速公路公路走廊带地处湖南省中部至西部的过渡地带，为东南湿热IV5区。现拟新建一条高速公路，双向四车道，设计基准期为30年，交通量年平均增长率为7.0%，路基土为粘性土质。 安全等级：一级 设计基准期：30年 目标可靠度：95% 目标可靠指标：1.33 计算设计日通过的标准轴载作用次数 总 117 页 注：1-1表示单轴单轮组，1-2表示单轴双轮组，2-2表示双轴双轮组，2-3表示双轴三轮组。 小于40KN的单轴和小于8

2、0KN的双轴略去不计；则使用初期年平均日交通量=2377.11。 式中错误！未找到引用源。第i级轴载重(kN) ，联轴按每一根轴载单独计; 错误！未找到引用源。设计轴载重(kN) ; n各种轴型的轴载级位数; 错误！未找到引用源。i级轴载的作用次数; 错误！未找到引用源。设计轴载的作用次数。 设计轴载的作用次数（双向）错误！未找到引用源。=2377.11次/日。 方向分配系数采用0.5（0.5-0.6），因为是双向4车道，即单向2车道，所以车道分配系数取0.8（0.70-0.85）。故有：设计车道使用初期的设计轴载日作用次数。 Ns=2699.780.50.8=934.844错误！未找到引用源

3、。次/日 总 117 页 5.2 交通参数分析 5.2.1 累计标准轴次计算： 使用年限内的累计标准轴次为： tNs?1?gt?1?365?Ne?gt 30934.844?1?0.070?1?365?0.2 0.070 ?6446345(次) 式中:错误！未找到引用源。设计基准期内设计车道所承受的设计轴载累计次数(轴次/车道) ; T设计基准期(a) ; 错误！未找到引用源。基准期内货车交通量的年平均增长率(以分数计) ; 规范JTG D40-2011中表A.2. 4 选用 错误！未找到引用源。 5.2.2 交通等级划分： 5.3路面结构组合设计 5.3.1 面层混凝土板 水泥混凝土面层应具有

4、足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整等良好的路用性能，一半采用接缝、不配筋的混凝土路面板，面板厚度决定于公路和交通等级。本设计路段为高速公路，交通等级为重交通。面层厚度参考2427cm。最终面层确定为普通混凝土面板，厚度26cm。 5.3.2混凝土路面基层结构 混凝土路面的基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。对于湿润和多雨地区，宜采用排水基层。排水基层下应设置不透水底基层，底基层顶面应铺设沥青封层或防水土工织物。本设计路段位于东南湿热区，路基路面结构组合，首要任务是保证其湿稳性。可考虑采用排水基层。 总 117 页 5.3.3 混凝土路面垫层结构 混凝土路面垫层一般是为对应路基的特殊需

5、求而设置，多数选用当地廉价材料修筑，或取当地材料掺少量无机结合料处治后使用。 本路段在中湿状态路基段设置天然沙砾垫层，厚度15cm。 5.4 路面结构方案设计 5.4.1 路基为干燥状态方案一 1）初拟路面结构 参照规范表3.0.1知，相对于安全等级高速公路水平为低。根据高速公路重交通等级和低水平，初拟普通水泥混凝土结构的面层，厚度土结构的面层，厚度错误！未找到引用源。基层选用水泥稳定粒料基层，厚错误！未找到引用源。； 底基层选用级配碎石，底基层厚 错误！未找到引用源。 。水泥混凝土上面层板的平面尺寸:宽3.75m，长5m。纵缝为设拉杆平缝；横缝为设传力杆的假缝。 表5-3 初拟路面结构表 2

6、) 材料参数的确定 混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表3.0.8 ，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa ，相应弯拉弹性模量与泊松比为31GPa、0.15 。查附录E表E. 0. 3 -2，粗集料为玄武岩的混凝土线膨胀系数错误！未找到引用源。 总 117 页 300MPa、泊松比取0.35。 按附录B 式(B . 2. 4-1) -式(B.2.4-4) 计算板底地基当量回弹模量如下: Ex?(hi2Ei)/?hi2? i?1i?1nnh1E1h122?300(MPa) hx?hi?h1?0.2(m) i?1n ?0.86?0.26lnhX?0.26?ln0.20?0.86?0.4

7、41 Et?(Ex?3000.441)E0?()?64?126.49 E048 板底地基当量回弹模量错误！未找到引用源。 取为125MPa。 普通混凝土面层的弯曲刚度D 按式(B. 2. 2-3) 计算，相对刚度半径r 按式(B. 2. 2-2)计算。 Echc31000?0.263 Dc?46.45MN?m 2212(1?vc)12?(1?0.15) Ebhb1400?0.203 Db?0.97MN?m 212?(1?0.2)12(1?vb)33?D?Db?rg?1.12?c?Et?46.45?0.97?1.21?125?0.724 3) 荷载应力 按式(B.2.2-1) 计算设计轴载和最重

8、荷载在临界荷位处产生的荷载应力: ?ps1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?rghcPs?0.7240.65?0.26?2?1000.94?1.293MPa 1?Db/Dc1?46.45 1.45?10?3 0.65?20.941.45?10?3 ?rghcPm?0.7240.65?0.26?2?1600.94?1.709Mpa 0.971?Db/Dc1?46.45 按式(B. 2. 1) 计算荷载疲劳应力，按式(B. 2. 6) 计算最大荷载应力: ?pm ?pr?krkfkc?ps?0.88?2.444?1.15?1.293?3.20(MPa) 总 117 页 ?p,

9、max?krkc?pm?0.88?1.15?1.709?1.73(MPa) 因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取kr?0.88。根据公路等级，由表B.1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc?1.15。材料疲劳指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土，=0.057疲劳应力系数错误！未找到引用源。kf?Nen?6446345? (B.2.3-1)。 4) 温度应力 由表3.0.10，最大温度梯度取90/m 。按式(B. 3.3-1 ) -式(B. 3.3-3) 计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数错误！未找到引用源。 1?hchb?

10、1?0.260.20?kn?3306MPa/m ?2?EE2310001400?b?c?1?10.057?2.444 式 ?DcDb?rB?(D?D)kbn?c?46.45?0.97?(46.45?0.97)?3306?0.130m (3306?0.9284?46.45)?0.1303 ?0.117 (knr?4?Dc)rg3(3306?0.1304?46.45)?0.7243(knrg4?Dc)r?3 t? L5.0?2.30 3rg3?0.724 ?1?sinh(2.3)cos(2.3)?cosh(2.3)sin(2.3)0.205Cl?1?1?0.816 ?1?cos(2.3)sin(2

11、.3)?sinh(2.3)cosh(2.3)1?0.117? Bl?1.77e?4.48hc?Cl?0.131(1?Cl)?1.77e?4.48?0.26?0.816?0.131?(1?0.816)?0.427 按式(B.3.2) 计算最大温度应力: ?t,max?cEchcTg 29?10?6?31000?0.26?90Bl?0.427?1.39(MPa) 2 温度疲劳应力系数错误！未找到引用源。 按式(B. 3.4) 计算。 总 117 页 kt?fr ?t,max1.287?t,max?bt?5.0?1.39?at?c?0.871?0.071?0.348 ?t?f1.39?5.0?r?

12、其中根据规范表B.3.4查得回归系数错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。 再由式(B.3.1) 计算温度疲劳应力: ?tr?kt?t,max?0.348?1.39?0.483(MPa) 5) 结构极限状态校核 查表3.0.1及表3.0.4，高速公路、低等变异水平条件下的可靠度系数错误！未找到引用源。 取1.20。按式(3.0.4-1) 和式(3 .0.4-2) 校核路面结构极限状态是否满足要求。 ?r(?pr?tr)?1.20?(3.20?0.483)?4.42?fr?5MPa ?r(?p,max?t,max)?1.20?(1.73?1.39)?4.744?fr?5

13、MPa 满足结构极限状态要求，所选的普通混凝土面层计算厚度0.26m 可以承受设计基准期内设计轴载荷载和温度梯度的综合疲劳作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次极限作用。 表5-4 最终路面结构表 5.4.2 路基为干燥状态方案二 1）初拟路面结构 参照规范表3.0.1知，相对于安全等级高速公路水平为低。根据高速公路重交通等级和低水平，初拟普通水泥混凝土结构的面层，厚度土结构的面层，厚度错误！ 总 117 页 未找到引用源。考虑到本路线为季风性湿润气候，年平均降雨量达12001900mm，为湿润多雨地区，因此设置开级配水泥稳定碎石基层(水泥剂量9.511，孔隙率20%)，厚度hb?0.10m

14、(0.10-0.14)； 底基层选用级配砾石，底基层厚h1?0.20m 错误！未找到引用源。 。水泥混凝土上面层板的平面尺寸:宽3.75m，长5m。纵缝为设拉杆平缝；横缝为设传力杆的假缝。 表5-3 初拟路面结构表 2) 材料参数的确定 混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表3.0.8 ，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa ，相应弯拉弹性模量与泊松比为31GPa、0.15 。查附录E表E. 0. 3 -2，粗集料为玄武岩的混凝土线膨胀系数错误！未找到引用源。 按附录B 式(B . 2. 4-1) -式(B.2.4-4) 计算板底地基当量回弹模量如下: Ex?(hi2Ei)/?hi2

15、? i?1 i?1 n n h1E1h1 2 2 ?250(MPa) hx?hi?h1?0.2(m) i?1 n ?0.86?0.26lnhX?0.26?ln0.20?0.86?0.441 Et?( Ex?2500.441 )E0?()?64?116.72 E064 总 117 页 板底地基当量回弹模量错误！未找到引用源。 取为115MPa。 普通混凝土面层的弯曲刚度D 按式(B. 2. 2-3) 计算，相对刚度半径r 按式(B. 2. 2-2)计算。 Echc31000?0.263 Dc?46.45MN?m 2212(1?vc)12?(1?0.15)3Ebhb31400?0.123 Db?0

16、.21MN?m 2212(1?vb)12?(1?0.2) ?Dc?Db?rg?1.12?Et?46.45?0.21?1.21?115?0.74 3) 荷载应力 按式(B.2.2-1) 计算设计轴载和最重荷载在临界荷位处产生的荷载应力: ?ps1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?rghcPs?0.740.65?0.26?2?1000.94?1.332MPa 0.211?Db/Dc1?46.45 1.45?10?3 0.65?20.941.45?10?3 ?rghcPm?0.740.65?0.26?2?1600.94?2.071Mpa 1?Db/Dc1?46.45 按式(B.

17、 2. 1) 计算荷载疲劳应力，按式(B. 2. 6) 计算最大荷载应力: ?pm ?pr?krkfkc?ps?0.88?2.444?1.15?1.332?3.29(MPa) ?p,max?krkc?pm?0.88?1.15?2.071?2.10(MPa) 因纵缝为设拉杆平缝，对于开级配水泥稳定碎石基层，接缝传荷能力的应力折减系数取kr?0.88。根据公路等级，由表B.1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc?1.15。材料疲劳指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土，=0.057疲劳应力系数错误！未找到引用源。 2(B.2.3-1).444。 式kf?Nen?6446

18、?34?50.057 4) 温度应力 总 117 页 由表3.0.10，最大温度梯度取90/m 。按式(B. 3.3-1 ) -式(B. 3.3-3) 计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数错误！未找到引用源。 h?1?h1?0.260.12?kn?c?b?5313MPa/m 2?EcEb?2?310001400?1?1 ?DcDb?rB?(D?D)kbn?c?46.45?0.21?(46.45?0.21)?5313?0.079m (5313?0.744?46.45)?0.0663 ?0.041 (knr?4?Dc)rg3(5313?0.0794?46.45)?0.743(knrg4?Dc

19、)r?3 t? L5.0?2.25 3rg3?0.74 ?1?sinh(2.25)cos(2.25)?cosh(2.25)sin(2.25)0.216Cl?1?1?0.793 ?1?0.041?1?cos(2.25)sin(2.25)?sinh(2.25)cosh(2.25) Bl?1.77e?4.48hc?Cl?0.131(1?Cl)?1.77e?4.48?0.26?0.793?0.131?(1?0.793)?0.411 按式(B.3.2) 计算最大温度应力: ?t,max?cEchcTg 29?10?6?31000?0.26?90Bl?0.411?1.34(MPa) 2 温度疲劳应力系数错

20、误！未找到引用源。 按式(B. 3.4) 计算。 bt1.287?5.0?fr?t,max?1.34?at?kt?c?0.871?0.071?0.420 ?t?t,max?fr?1.34?5.0? 其中根据规范表B.3.4查得回归系数错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。 再由式(B.3.1) 计算温度疲劳应力: ?tr?kt?t,max?0.420?1.34?0.563(MPa) 5) 结构极限状态校核 查表3.0.1及表3.0.4，高速公路、低等变异水平条件下的可靠度系数错误！未找到引用源。 取1.20。按式(3.0.4-1) 和式(3 .0.4-2) 校核路面结

21、构极限状态是否满足要求。 ?r(?pr?tr)?1.20?(3.29?0.563)?4.62?fr?5MPa 总 117 页 ?r(?p,max?t,max)?1.20?(2.1?1.34)?4.25?fr?5MPa 满足结构极限状态要求，所选的普通混凝土面层计算厚度0.26m 可以承受设计基准期内设计轴载荷载和温度梯度的综合疲劳作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次极限作用。 表5-4 最终路面结构表 5.4.3 路基为干燥状态方案三 1）初拟路面结构 参照规范表3.0.1知，相对于安全等级高速公路水平为低。根据高速公路重交通等级和低水平，初拟普通水泥混凝土结构的面层，厚度土结构的面层，厚

22、度错误！未找到引用源。考虑到本路线为季风性湿润气候，年平均降雨量达12001900mm，为湿润多雨地区，因此设置开级配沥青稳定稳定碎石基层（沥青标号选用AH-50，沥青用量为3%），厚度hb?0.1m(0.08-0.10)； 底基层选用级配碎石，底基层厚h1?0.20m 错误！未找到引用源。 。水泥混凝土上面层板的平面尺寸:宽3.75m，长5m。纵缝为设拉杆平缝；横缝为设传力杆的假缝。 表5-3 初拟路面结构表 2) 材料参数的确定 混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表3.0.8 ，取普通混凝土面层的弯拉强 总 117 页 度标准值为5.0MPa ，相应弯拉弹性模量与泊松比为31GPa、0.

23、15 。查附录E表E. 0. 3 -2，粗集料为玄武岩的混凝土线膨胀系数错误！未找到引用源。 按附录B 式(B . 2. 4-1) -式(B.2.4-4) 计算板底地基当量回弹模量如下: Ex?(hi2Ei)/?hi2? i?1 nnnh12E1h12?300(MPa) i?1 hx?hi?h1?0.2(m) i?1 ?0.86?0.26lnhX?0.26?ln0.20?0.86?0.441 Et?(Ex?30000.441)E0?()?64?126.493 E064 板底地基当量回弹模量错误！未找到引用源。 取为125MPa。 普通混凝土面层的弯曲刚度D 按式(B. 2. 2-3) 计算，相

24、对刚度半径r 按式(B. 2. 2-2)计算。 Echc31000?0.263 Dc?46.45MN?m 2212?(1?0.15)12(1?vc) Ebhb1400?0.103 Db?0.12MN?m 2212(1?vb)12?(1?0.2)33?D?Db?rg?1.12?c?Et?46.45?0.12?1.21?12?0.871 3) 荷载应力 按式(B.2.2-1) 计算设计轴载和最重荷载在临界荷位处产生的荷载应力: ?ps1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?rghcPs?0.8710.65?0.26?2?1000.94?1.484MPa 0.121?Db/Dc1?

25、46.45 总 117 页 ?pm1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?rghcPm?0.8710.65?0.26?2?1600.94?2.307Mpa 0.121?Db/Dc1?46.45 按式(B. 2. 1) 计算荷载疲劳应力，按式(B. 2. 6) 计算最大荷载应力: ?pr?krkfkc?ps?0.88?2.444?1.15?1.484?3.67(MPa) ?p,max?krkc?pm?0.88?1.15?2.307?2.335(MPa) 因纵缝为设拉杆平缝，对于开级配水泥稳定碎石基层，接缝传荷能力的应力折减系数取kr?0.88。根据公路等级，由表B.1.2，考虑

26、偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc?1.15。材料疲劳指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土，=0.057疲劳应力系数错误！未找到引用源。 2(B.2.3-1).444。 式kf?Nen?6446?34?50.057 4) 温度应力 由表3.0.10，最大温度梯度取90/m 。按式(B. 3.3-1 ) -式(B. 3.3-3) 计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数错误！未找到引用源。 h?1?h1?0.260.10?kn?c?b?3748MPa/m 2?EcEb?2?31000800?1?1 ?DcDb?rB?(D?D)kbn?c?46.45?0.12?(46.45

27、?0.12)?3748?0.075m (3748?0.8714?46.45)?0.0753 ?0.038 (knr?4?Dc)rg3(3748?0.8714?46.45)?0.8713(knrg4?Dc)r?3 t? L5.0?1.91 3rg3?0.871 ?1?sinh(1.74)cos(1.91)?cosh(1.91)sin(1.91)0.297Cl?1?1?0.714 ?1?cos(1.91)sin(1.91)?sinh(1.91)cosh(1.91)1?0.038? Bl?1.77e?4.48hc?Cl?0.131(1?Cl)?1.77e?4.48?0.26?0.714?0.131?

28、(1?0.714)?0.342 总 117 页 按式(B.3.2) 计算最大温度应力: ?t,max?cEchcTg 29?10?6?31000?0.26?90Bl?0.342?1.12(MPa) 2 温度疲劳应力系数错误！未找到引用源。 按式(B. 3.4) 计算。 kt?fr ?t,max1.287?t,max?bt?5.0?1.12?at?0.071?0.250 ?0.871?ct?f1.125.0?r? 其中根据规范表B.3.4查得回归系数错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。 再由式(B.3.1) 计算温度疲劳应力: ?tr?kt?t,max?0.250?1

29、.12?0.28(MPa) 5) 结构极限状态校核 查表3.0.1及表3.0.4，高速公路、低等变异水平条件下的可靠度系数错误！未找到引用源。 取1.20。按式(3.0.4-1) 和式(3 .0.4-2) 校核路面结构极限状态是否满足要求。 ?r(?pr?tr)?1.20?(3.67?0.28)?4.74?fr?5MPa ?r(?p,max?t,max)?1.20?(2.335?1.12)?4.15?fr?5MPa 满足结构极限状态要求，所选的普通混凝土面层计算厚度0.26m 可以承受设计基准期内设计轴载荷载和温度梯度的综合疲劳作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次极限作用。 表5-4 最终

30、路面结构表 5.4.4路基为中湿状态方案一 总 117 页 1）初拟路面结构： 初拟普通混凝土面层，厚度为h?0.26m； 基层选用水泥稳定碎石基层，厚h1?0.2m；设置h2?0.2m的级配碎石垫层。普通 混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 2）材料参数的确定： 1混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量： 本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值 fr?5.0Mpa，相应的弯拉弹性模量标准值为Ec?31Gpa,泊松比取0.15.砾石粗集料混 凝土的线膨胀系数ac?11?10?6/。C 2土基的回弹模量： 路基属于中湿状态，可选

31、用路基土基的回弹模量值：E0?70MPa，取距地下水 位1.5m时的湿度调整系数为0.75（0.720.80），由此得路床顶综合回弹模量为70?0.75=52.5MPa 3基层和半刚性垫层的回弹模量： 基层选用水泥稳定粒料，回弹模量取：E1?2000Mpa(200010000),泊松比取0.2 垫层选用级配碎石，回弹模量取：E2?200Mpa(180-250)，泊松比取0.35 4基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量： 根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照公路水泥混凝土路面设 计规范(JTG D402011)中，按式（B2.4-1）（B2.4-4）计算板底地基综合当量回弹模量如下：

32、 Ex?(hi2Ei)/?hi2? i?1 nnnh1E1?h2E2h1?h22222?1110(MPa) i?1 hx?hi?h1?h2?0.4(m) i?1 ?0.26ln(hx)?0.86?0.26?ln(0.4)?0.86?0.62 总 117 页 ?E?1110?Et?E0?x?E0?52.5?a0.62?52.5?348.15(MPa) 板底地基综合当量回弹模量Et取为348Mpa 混凝土面层板的弯曲刚度Dc(B.2.2-3),半刚性基层板的弯曲刚度Db（B.4.1-2），路面结构的相对刚度半径按（B.4.1-3）计算为： Echc331000?0.263 Dc?46.45MN?m

33、 2212(1?vc)12?(1?0.15) 2000?0.23 Db?1.39MN?m 2212?(1?0.2)12(1?vb)Ebhb3?D?Db?rg?1.21?c?Et?46.45?1.39?1.21?348?0.62 3）荷载疲劳应力计算： 按式（B4.1-1），标准轴载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力计算为 ?ps1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?rghcPs?0.620.65?0.26?2?1000.94?1.16MPa 1.391?Db/Dc1?46.45 1.45?10?3 0.65?20.941.45?10?3 ?rghcPm?0.620.65?

34、0.26?2?1600.94?1.80Mpa 1?Db/Dc1?46.45?pm 因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取kr?0.88(0.870.92)。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数kf?Nen?6446345?0.057?2.444。根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc?1.15。 按式（B.2.1）计算面层荷载疲劳应力 ?pr?krkfkc?ps?0.88?2.444?1.15?1.16?2.869(MPa) ?pm?krkc?pm?0.88?1.15?1.8?1.822(MPa) 4）、

35、温度疲劳应力分析： 查表3.0 .8，因为湖南省东南湿热5区，海拔较低湿度大，所以在86-92之间 总 117 页 选取最大温度梯度为Tg=90（/m），按B.3.3和B.5.2计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数Bl. h?1?h1?0.260.2?kn?c?b?4613MPa/m 2?EcEb?2?310002000?1?1 ?DcDb?rB?(D?D)kbn?c?46.45?1.39?(46.45?1.39)?4631?0.131m (4631?0.624?46.45)?0.1313 ?0.133 (knr?4?Dc)rg3(4631?0.1314?46.45)?0.623(knr

36、g4?Dc)r?3 t? L5.0?2.688 3rg3?0.62 ?1?sinh(2.688)cos(2.688)?cosh(2.688)sin(2.688)0.142Cl?1?1?1.125 ?1?0.133?1?cos(2.688)sin(2.688)?sinh(2.688)cosh(2.688) Bl?1.77e?4.48hc?Cl?0.131(1?Cl)?1.77e?4.48?0.26?1.125?0.131?(1?1.125)?0.638 （B.3.2）计算面层最大温度应力 按 ?tm?cEchcTg 29?10?6?31000?0.26?90?c混凝土线膨胀系Bl?0.638?2

37、.083(MPa)，2 数。 bt1.287?fr?tm?5.0?2.083?at?kt?0.071?0.507，其中a,b,c为回归?0.871?ct?tm?fr?2.083?5.0? 系数：本项目在湖南省，为5区，分别取0.871，1.287，0.071 按式（B.3.1）计算温度疲劳应力： ?tr?kt?tm?0.507?2.083?1.056(MPa) 5）、结构极限状态校核 查表3.0.4，一级安全等级，低变异水平条件下，可靠度系数取1.14.按式（3.0.4-1）和式（3.0.4-2）校核路面结构极限状态是否满足要求： ?r(?pr?tr)?1.2?(2.869?1.056)?4.

38、71?fr?5MPa 总 117 页 ?r(?pm?tm)?1.2?(1.822?2.083)?4.68?fr?5MPa 拟定的由计算厚度0.26m的普通混凝土面层和厚度0.2m的水泥稳定粒料基础组成的路面结构满足要求可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次作用。 5.4.5路基为中湿状态方案二 1）初拟路面结构： 初拟普通混凝土面层，厚度为h?0.26m； 考虑到本路线为季风性湿润气候，年平均降雨量达12001900mm，为湿润多雨地 区，因此设置多孔隙的开级配水泥稳定碎石排水基层(水泥剂量9.511，孔隙率20%)，厚度h1?0.12m(0.

39、10-0.15)；从而在排水基层下设置水泥稳定碎石组成的不透水底基层，厚度h2?0.20m（据规范：一般取0.2m）；垫层采用级配碎石，厚度h3?0.15m。普通混凝土板的平面尺寸宽3.75m，长5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 2）材料参数的确定： 1混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量： 本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值 fr?5.0Mpa，相应的弯拉弹性模量标准值为Ec?31Gpa,泊松比取0.15.砾石粗集料混 凝土的线膨胀系数ac?9?10?6/。C 2土基的回弹模量： 路基属于中湿状态，可选用路基土基的回弹模量值：E0?70MPa，取距地下

40、水 位1.5m时的湿度调整系数为0.75（0.720.80），由此得路床顶综合回弹模量为70?0.75=52.5MPa 3基层和半刚性垫层的回弹模量： 透水基层选用多孔隙的开级配水泥稳定碎石，回弹模量取： 总 117 页 E1?2000Mpa(200010000),泊松比取0.2 不透水底基层选用水泥稳定碎石，回弹模量取：E2?2000Mpa(200010000),泊松比取0.2 垫层选用级配碎石，回弹模量取：E3?200Mpa(180-250)，泊松比取0.35 4基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量： Ex?(hi2Ei)/?hi2? i?1 nnnh12E1?h22E2?h32E3h12

41、?h22?h32?1473(MPa) i?1 hx?hi?h1?h2?h3?0.47(m) i?1 ?0.26ln(hx)?0.86?0.26?ln(0.47)?0.86?0.66 ?E?1473?Et?E0?x?E0?52.5?a0.66?52.5?474.10(MPa) 板底地基综合当量回弹模量Et取为474Mpa 混凝土面层板的弯曲刚度Dc(B.2.2-3),半刚性基层板的弯曲刚度Db（B.4.1-2），路面结构的相对刚度半径按（B.4.1-3）计算为： Echc331000?0.263 Dc?46.4MN?m 2212(1?vc)12?(1?0.15) Ebhb32000?0.323

42、Db?5.69MN?m 12(1?vb2)12?(1?0.22) ?D?Db?rg?1.21?c?Et?46.4?5.69?1.21?474?0.58 3）荷载疲劳应力计算： 按式（B4.1-1），标准轴载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力计算为 总 117 页 ?ps1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?rghcPs?0.580.65?0.26?2?1000.94?1.008MPa 5.691?Db/Dc1?46.4 1.45?10?3 0.65?20.941.45?10?3 ?rghcPm?0.580.65?0.26?2?1600.94?1.57Mpa 1?Db/Dc1?46.4?pm 因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取kr?0.88(0.870.92)。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数kf?Nen?6446345?0.057?2.444。根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc?1.15。 按式（B.2.1）计算面层荷载疲劳应力 ?pr?kr