水泥混凝土路面

1、路面設計水泥混凝土路面一交通量計算 山東省馬萊高速公路K210+400K203+000段,在自然區(qū)劃上屬于II區(qū), 地形以丘陵為主，工程沿線地處東亞季風地帶，季風顯著。擬新建一條高速公路，雙向四車道，交通量年平均增長率為9.1%，路基土為粘土。計算設計年通過的標準軸載作用次數(shù) 車型車軸小客車 前軸23126201.61E-07后軸11.5126202.45E-12中客車SH130前軸16.518342.52E-10后軸2318345.11E-08大客車CA50前軸28.715211.10E-06后軸68.215211.14小貨車BJ130前軸25.75117756.63E-07后軸59.511

2、7750.438中貨車CA50前軸28.715851.24E-06后軸68.215851.28中貨車EQ140前軸23.718848.76E-08后軸69.218842.44大貨車JN150前軸4918289.14E-03后軸101.618281070特大車日野KB222前軸50.217381.20E-02后軸104.317381450拖掛車五十鈴前軸441631.24E-04后軸1700.72368E-08632.22E-032520.021小于40KN的單軸和小于80KN的雙軸略去不計；方向分配系數(shù)為0.5，車道分配系數(shù)為0.8。故有：二交通參數(shù)分析1. 使用年限內標準軸載作用次數(shù)，屬于重

3、交通等級；設計使用年限為30年，車輪輪跡橫向分布系數(shù)為0.20。(由水泥混凝土路面設計規(guī)范中表A.2.2查得)2. 累計標準軸次使用年限內的累計標準軸次： 三方案設計現(xiàn)在按設計要求，根據(jù)路基的干濕類型，設計多種方案，并進行方案比選如下:I. 假定路基為潮濕狀:方案一：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為低級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚，墊層為的水泥穩(wěn)定粒料。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0m。縱縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。（二）材料參數(shù)的確定

4、1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回彈模量取。查附錄F.2，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取,水泥穩(wěn)定粒料墊層回彈模量取.按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下： 普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)?？紤]設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)公路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲

5、勞損壞影響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力 由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。方案二：（一）初擬路面結構由表3.0.

6、1，相應于安全等級一級的變異水平等級為低級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚，墊層為的天然砂礫。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0m?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。 （二）材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回彈模量取.查附錄F.2，天然沙礫墊層回彈模量取，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取。按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下：

7、普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)?？紤]設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)公路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力 由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表

8、3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度不可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。方案三：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為低級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量6%），厚，墊層為的天然砂礫。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0m?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。（二）材料參數(shù)的確定1、

9、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回彈模量取。查附錄F.2，天然沙礫墊層回彈模量取，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取。按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下： 普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)?？紤]設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)公路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影

10、響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力 由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度可以承受設計基準期內荷載力和溫度應力的綜合疲勞作用。方案比選方案一：面層：水泥混凝土板，厚基層：5%

11、水泥穩(wěn)定粒料，厚墊層：4%水泥穩(wěn)定粒料，厚 方案二：面層：水泥混凝土板，厚基層：5%水泥穩(wěn)定粒料，厚墊層：天然砂礫，厚 方案三：面層：水泥混凝土板，厚基層：6%水泥穩(wěn)定粒料，厚墊層：天然砂礫，厚綜上，由于該路段為山嶺重丘區(qū)，天然砂礫比較豐富，從經(jīng)濟和路面穩(wěn)定性等各方面綜合考慮，路面結構確定選用方案三。II假定路基為中濕狀態(tài)方案四：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為低級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為。基層選用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量6%），厚，墊層為的水泥穩(wěn)定粒料。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0

12、m?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。（二）材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回彈模量取。查附錄F.2，水泥穩(wěn)定粒料墊層回彈模量取，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取。按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下： 普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)。考慮設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力

13、系數(shù)。根據(jù)公路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度可以承受設計基準期內荷載應力和

14、溫度應力的綜合疲勞作用。方案五：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為中級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚，墊層為的天然砂礫。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0m?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。（二）材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回彈模量取。查附錄F.2，天然砂礫墊層回彈模量取，水泥穩(wěn)定粒料基層回

15、彈模量取。按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下： 普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)?？紤]設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)公路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力 由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式

16、（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度不可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。方案六：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為低級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量6%），厚，墊層為的天然砂礫。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0m?？v縫

17、為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。（二）材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回彈模量取。查附錄F.2，天然沙礫墊層回彈模量取，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取。按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下： 普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)?？紤]設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)公

18、路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力 由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的

19、綜合疲勞作用。方案比選方案四：面層：水泥混凝土板，厚基層：6%水泥穩(wěn)定粒料，厚墊層：4%水泥穩(wěn)定粒料，厚 方案五：面層：水泥混凝土板，厚基層：5%水泥穩(wěn)定粒料，厚墊層：天然砂礫，厚 方案六：面層：水泥混凝土板，厚基層：6%水泥穩(wěn)定粒料，厚墊層：天然砂礫，厚綜上，由于該路段為山嶺重丘區(qū)，天然砂礫比較豐富，從經(jīng)濟和路面穩(wěn)定性等各方面綜合考慮，路面結構確定選用方案六。III路基假定為干燥狀態(tài)方案七：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為低級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量6%），厚，墊

20、層為的水泥穩(wěn)定粒料。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0m。縱縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。（二）材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回彈模量取。查附錄F.2，水泥穩(wěn)定粒料墊層回彈模量取，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取。按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下： 普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能

21、力的應力折減系數(shù)?？紤]設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)公路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力 由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.

22、0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。方案八：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為中級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量6%），厚，墊層為的天然沙礫。普通混凝土板的平面尺寸為3.75m，長5.0m?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。（二）材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值,相應彎拉彈性模量標準值為。2、土基的回彈模量參照公路水泥混凝土路面設計規(guī)范附錄,路基回

23、彈模量取。查附錄F.2，天然砂礫墊層回彈模量取，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取。按式（B.1.5）計算基層頂面當量回彈模量如下： 普通混凝土面層的相對剛度半徑按（B.1.3-2）計算為（三）荷載疲勞應力計算 按式（B.1.3），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)?？紤]設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)公路等級，由表B.1.2，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。按式（B.1.2），荷載疲勞應力計算為（四）溫度疲勞應力 由表3.0.8，II區(qū)最大溫度梯度區(qū)。板長，由圖B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2）

24、，最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為溫度疲勞應力系數(shù)，按式（B.2.3）計算為再由式（B2.1）計算溫度疲勞應力為由表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表3.0.3，確定可靠度系數(shù)按式（3.0.3）因而所選的普通混凝土面層厚度不可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。方案九：（一）初擬路面結構由表3.0.1，相應于安全等級一級的變異水平等級為中級。根據(jù)高速公路、重交通等級和低級變異水平等級，查表4.4.6，初擬普通混凝土面層厚度為?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量6%），厚，墊層為的天然砂礫。普通混凝土板的