水泥路面設(shè)計

1、個人收集整理僅供個人學(xué)習(xí)參考公路水泥混凝土路面設(shè)計一、軸載換算水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100KN 地單軸 -雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載.不同軸輪型和軸載地作用次數(shù)，按下式換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載地作用次數(shù).nPi162.22 10 3 Pi0.43iN i（ 1） ； iN s100i 1i 1.0710 5 Pi0.22（ 3） ； i2.24 10 8 Pi0.22（ 2）（ 4）Ns 100KN 地單軸 -雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載地作用次數(shù)；Pi 單軸 -單輪、單軸 -雙輪組或三軸 -雙輪組軸型i 級軸載地總重（ KN ）； 軸型和軸載級位數(shù)；Ni 各類軸型 i 級軸載地作用次數(shù)；i 軸 -輪型系數(shù)，單軸-雙輪

2、組時，i =1；單軸 -單輪時，按式（ 2）計算；雙軸 -雙輪組時，按式（ 3）計算；三軸-雙輪組時 ,按式（ 4)計算 .軸載換算車型Pi (KN)Ni ( 次/日 )Pi16ii Ni (100)小客車前軸16.566526540后軸23.0126540中客車前軸25.555517560.0001SH130后軸45.1017560.0022大客車前軸28.70524.216310.0018CA50后軸68.20116313.5728小貨車前軸13.40727.316250BJ130后軸27.40116250中貨車前軸28.70524.27050.0008CA50后軸68.2017051.5

3、443中貨車前軸23.70569.15310EQ140后軸69.2015311.4682大貨車前軸49.00416.57763.5695JN150后軸101.6017761000.37特大車日野前軸50.20412.17565.0674KB222后軸104.3017561482.7595拖掛車前軸60.00381.7515.4918五十鈴后軸100（ 3 軸）0510ni Ni ( Pi )16Ns2503.8457i 1100上表為雙車道雙向交通調(diào)查結(jié)果，取交通量年平均增長率為11.1 .小于 40KN 地軸載可略去 .調(diào)查分析雙向交通地分布情況，選取交通量方向分布系數(shù)，一般取0.5，車道數(shù)

4、為1，所以交通量車1 / 7個人收集整理僅供個人學(xué)習(xí)參考道分布系數(shù)取1.0.Ns= 0.5 × 1.0 × 2503.8457=1251.9228次查公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) ，此路面屬重交通，設(shè)計使用年限為20 年.由公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 取輪跡橫向分布系數(shù)為0.37，可計算得到設(shè)計年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)Ne 為：N s 11365N e=10980291.39 次二、路面板厚度計算設(shè)計道路路基為中濕狀態(tài)，故按以下步驟進(jìn)行路面板厚度計算1、初擬路面結(jié)構(gòu)查公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 表，初擬

5、普通水泥混泥土路面層厚度為h=0.24m, 基層選用水泥穩(wěn)定碎石（水泥用量為5），厚為 h1=0.20m. 墊層選用厚度為h2=0.20m 地天然砂礫 .普通水泥混凝土板地平面尺寸寬為4.0m,長為 5.0m.縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿假縫 .2、材料參數(shù)地確定（1）混泥土地設(shè)計彎拉強(qiáng)度與彈性模量按公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 表，取普通混泥土面層地彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f r5MPa ,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為Ec31GPa（2）土基地回彈模量參照公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 附錄 F，路基回彈模量取E035MPa .查附錄 F.2,水泥穩(wěn)定粒料基層

6、回彈模量取E11500MPa ，天然砂礫回彈模量取.按式（）計算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：2 / 7個人收集整理僅供個人學(xué)習(xí)參考a6.2211.15( Ex ) 0.45 3.98E0b1 1.44( Ex ) 0.550.75E0Etahxb E0( Ex )31172.96MPaE0普通混凝土面層地相對剛度半徑按（）計算為r 0.537h( Ec )13 0.727m Et3、荷載疲勞應(yīng)力計算按式（），標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生地荷載應(yīng)力計算為因縱縫為設(shè)拉平縫，接縫傳荷能力地應(yīng)力折減系數(shù)kr0.87.考慮設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用地疲勞應(yīng)力系數(shù).根據(jù)公路等級， 由公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范

7、(JTG D40-2002) 附錄 B ，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響地綜合系數(shù) kc1.20按式（），荷載疲勞應(yīng)力計算為prkr k f kcps0.872.512 1.20 1.1042.8954、溫度疲勞應(yīng)力由公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 表，區(qū)最大溫度梯度區(qū)93 /m.板長, 由圖可查普通混凝土板厚,h=0.24m, Bx=0.65 按式（），最大溫度梯度時混凝土板地溫度翹曲應(yīng)力計算為溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)kt ， a0.855,b 0.041, c 1.355 按式（ B.2.3）計算為ktfr a(tm )cb0.549tmfr3 / 7個人收集整理僅供個

8、人學(xué)習(xí)參考=0.553再由式（ B2.1）計算溫度疲勞應(yīng)力為5、可靠度計算由公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 表，二級公路地安全等級為三級，相應(yīng)于三級安全等級地變異水平等級為中級，目標(biāo)可靠度為85% ，再根據(jù)查地目標(biāo)可靠度變異水平等級，查公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 表，確定可靠度系數(shù)1.10 ，按式（ ）r因而所選地普通混凝土面層厚度 h=0.24m ，可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力地綜合疲勞作用 .三、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計算1、計算參數(shù)混凝土強(qiáng)度等級為C40，查表 F 5，得混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f t =3.5(MPa) ，粘結(jié)剛度系

9、數(shù) k s=34(MPa/mm) ，連續(xù)配筋混凝土干縮應(yīng)變sh =O.0002.選用 HRB335 螺紋鋼筋，直徑為：16mm，查附錄F.4，得到彈性模量Es= 200GPa、屈服強(qiáng)度 fsy =335MPa.2、橫向裂縫間距計算按式 (E.O.2-3) ，混凝土溫縮應(yīng)力系數(shù)為cf t3.50.205Ec ( c Tsh ) 31000(1 10 5 35 0.0002)初擬配筋率=O.7，按式 ，計算鋼筋貢獻(xiàn)率為Es0.7%200000Ec0.045231000由 c 0.205,0.0452 ，查圖 E.O.2 ，得 b=5.6，代入式 (E.0.2-1) 中Ld2b1710mm 1.71

10、m4 ks (1)dsEs滿足橫向裂縫間距1.0 2.5m 地要求 .3、裂縫寬度計算4 / 7個人收集整理僅供個人學(xué)習(xí)參考根據(jù)鋼筋貢獻(xiàn)率為，查圖，得裂縫寬度系數(shù)，按式計算裂縫寬度為4、鋼筋應(yīng)力計算根據(jù)鋼筋貢獻(xiàn)率為，查圖，得鋼筋溫度應(yīng)力系數(shù)，按式計算鋼筋應(yīng)力為sEs( cT stsT )322MPafsy335=315MPa5、鋼筋間距或根數(shù)計算上述計算均滿足要求，則初擬地縱向鋼筋配筋率是合適地.鋼筋間距為四、確定結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)根據(jù)公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002) 地建議值取定路面各結(jié)構(gòu)層適宜厚度，設(shè)計水泥混凝土路面方案如下，并按照上面方法進(jìn)行驗算符合要求.水泥混凝土路面各種

11、設(shè)計方案列表如下路基狀態(tài)結(jié)構(gòu)層層厚（ cm）水泥混凝土面層24中 濕水泥穩(wěn)定碎石基層20級配碎石底基層20五、板地平面尺寸水泥混凝土路面設(shè)計采用矩形水泥混凝土板，縱向和橫向接縫垂直相交，其縱向兩側(cè)地橫縫不得互相錯位 .(1)縱縫間距過寬容易產(chǎn)生縱向斷裂，因而規(guī)范規(guī)定板寬不超過4.5m ，由于單側(cè)行車道路面寬5 / 7個人收集整理僅供個人學(xué)習(xí)參考6.0m，故設(shè)計板寬取為4.0m.(2)橫縫間距取為5.0m，使混凝土板盡可能接近正方形，以改善受力狀態(tài).(3)為使混凝土路面使用壽命較長，設(shè)計水泥混凝土板厚為24cm.六、接縫設(shè)計1、縱縫設(shè)計一次鋪筑寬度為3.75m，設(shè)置縱向施工縫，縱向施工縫采用平縫形式，上部應(yīng)鋸切槽口，深度為 35mm，寬度為6mm，槽內(nèi)灌塞填縫料.縱向施工縫（單位：mm）縱向縮縫：采