實(shí)例水泥混凝土路面設(shè)計(jì)計(jì)算

1、1.路面類型的選擇確定本設(shè)計(jì)為二級(jí)公路，位于四川地區(qū)，公路自然區(qū)劃為區(qū),路基土為粘性土，設(shè)計(jì)路段碎石、砂礫、石灰、水泥供應(yīng)豐富，擬采用普通水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。交通組成表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量解放CA10B19.4060.851雙69.34黃河JN15049101.601雙75.12日野KB22250.20104.301雙86.67斯柯達(dá)706R50901雙69.34依士茲TD5042.2801雙57.78吉爾13025.7559.501雙109.78交通SH361602*1102雙13092.45小汽車866.72路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載,以BZZ

2、100表示。 軸載換算： 式中 ：100KN的單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)； 單軸單輪、單軸雙輪組、雙軸雙輪組或三軸雙輪組軸型i級(jí)軸載的總重KN； 各類軸型i級(jí)軸載的作用次數(shù)； 軸型和軸載級(jí)位數(shù)； 軸輪型系數(shù)，單軸雙輪組時(shí)，；單軸單輪時(shí)，按式計(jì)算；雙軸雙輪組時(shí)，按式；三軸雙輪組時(shí)，按式計(jì)算。軸載換算結(jié)果如表7-2所示。表7-2 軸載換算結(jié)果車型解放CA10B前軸19.4069.340后軸60.85169.340.023黃河JN150前軸35.0075.120.35后軸70.15175.1296.83日野KB222前軸50.286.670.58后軸104.3186.67169.98斯柯達(dá)706R

3、前軸5069.340.439后軸90169.3412.85依士茲TD50前軸42.2057.780.023后軸57.78吉爾130前軸25.75109.780后軸59.501109.780.023交通SH361前軸6092.459.95后軸2*1101.07×10-5×Pi-0.2292.4590.76381.808 計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次查路線設(shè)計(jì)規(guī)范得三級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年，安全等級(jí)為三級(jí)，臨界荷位處的車輛輪跡輪跡橫向分布系數(shù)是0.540.62取0.54，則： 查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)分為

4、4級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)大于1×106 時(shí)，屬于重交通等級(jí)，故本設(shè)計(jì)屬于重交通等級(jí)。2.基層、墊層材料參數(shù)確定（1） 基層基層、應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在冰凍地區(qū)應(yīng)具有一定的抗凍性。擬選用石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料為基層。配比為石灰：粉煤灰：穩(wěn)定粒料=1：3：12，查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范得回彈模量。（2） 墊層墊層的作用有抗凍、排水、防止污染等，本設(shè)計(jì)處在山東地區(qū)，屬于季節(jié)性冰凍地區(qū)，易發(fā)生凍脹、翻漿等現(xiàn)象，為了排出路面路基中滯留的自由水，確保路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，避免凍害發(fā)生，在底基層下設(shè)置墊層。墊層采用石灰穩(wěn)定土，其中石灰含量10%，查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范得回彈模量。3.路面的結(jié)構(gòu)厚度（

5、1） 初擬路面結(jié)構(gòu)查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范可知三級(jí)公路的可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如表7-3。表7-3 可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)安全等級(jí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（a）目標(biāo)可靠度（）目標(biāo)可靠指標(biāo)變異水平等級(jí)三級(jí)20851.04中表7-4水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級(jí)中等輕公路等級(jí)二級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)變異水平等級(jí)高中高中高中面層厚度（mm）240210230200220200230220由表7-3，相應(yīng)于安全等級(jí)四級(jí)的變異水平為中高。根據(jù)三級(jí)公路、輕交通等級(jí)和中級(jí)變異水平等級(jí)，查表7-4 初擬普通混凝土面層厚度為22cm，基層厚18cm，墊層厚15cm。普通混凝土板的平面尺寸為寬4.25m，長4m。查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)

6、規(guī)范取普通水泥混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為：，相應(yīng)彎拉模量標(biāo)準(zhǔn)為：，路基土基回彈模量。計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： 式中：基層頂面的當(dāng)量回彈模量； 路床頂面的回彈模量； 基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量； 基層和底基層或墊層的回彈模量； 基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度； 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； 與有關(guān)的回歸系數(shù)。普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑計(jì)算為： （2） 荷載疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷載處產(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)荷應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)： 式中：（v與混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù)，普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土，）根據(jù)公路等級(jí)，查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范考慮偏載和動(dòng)載等因素，對(duì)路面疲勞損失影響的綜合系數(shù)。荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為：（3）溫度疲勞應(yīng)力查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范區(qū)最大溫度梯度取88(/m)。板長4m ,。圖7-1 溫度應(yīng)力系數(shù)由圖7-1可查普通混凝土板厚。最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為： 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)計(jì)算為：計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為：查表7-3，二級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí)，相應(yīng)于三級(jí)安全等級(jí)的變異水平為中級(jí)，目標(biāo)可靠度為85%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，查水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范得可靠度系數(shù)。 所選普通