混凝土路面設(shè)計(jì)

1、(一)設(shè) 計(jì) 資 料公路自然區(qū)劃為V區(qū)，四級(jí)公路。交通年增長率為7.5%路基土為低液限黏土，路床頂距底下水位2mn,路基處于干燥狀態(tài)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸重 BZZ100KN最重軸重包=1.50KN(1)標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以 100KN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。N?= ?=i?P?4 言)10(2)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)由表 4.0.1 t=10 年 gr=7.5%由表A.2.4車軸輪跡分布系數(shù)取刀取0.55N?(1 + gr)?- 1 X365Ne =grNe_ 320.405(1 + 7.5%)10 - 1 X365=7.5%=90.995 X104由表3.0.7屬于中交

2、通荷載等級(jí)。(3)初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取中級(jí)，屬于中交通等級(jí)荷載。由規(guī)范表4-3初擬混凝土面層厚度為h?= 0.21m查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)四級(jí)公路設(shè)計(jì)車速取20KM/h單向路幅寬度為2x3.25m。基層采用水泥穩(wěn)定砂礫基層0.20m。縱縫為設(shè)拉桿平縫。橫縫為設(shè)傳立桿平縫。(4)路面材料參數(shù)確定由表3.0.8 ,面層混凝土的彎拉應(yīng)力取4.5MPa礫石粗集料的熱膨脹系數(shù)約?=11 X10-6 / C混凝土彎拉彈性模量與泊松比為 29GPa 0.16低液限黏土的回彈模量取80MPa低液限黏土距底下水位2m的濕度調(diào)整系數(shù)可取0.8 (查表E0.1-2 )路床頂綜合回彈模量取為E0 = 0.8x80=

3、64水泥穩(wěn)定砂礫基層的彈性模量取2000MPa ,泊松比取0.211板底地基回彈綜合模量E?=?+ ? 3 r?= 1.21() ? ?22.968 + 1.39=1.21 (366.28?=0.490m?=1? ?當(dāng)尸？2=3000MPa工?=1?= E ?= 0.2m?=1(5)荷載應(yīng)力%= 0.26ln(?J + 0.86設(shè)計(jì)軸載和極限荷載在臨界荷=0.26ln(0.2)位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力:+ 0.86 = 0.442一?、？ ?=(而)?1.45X10-30.65 n-2 00.940ps =?2r? ?1+ '?20000.4420ps(64)X80 = 366.28MPa板

4、底地基綜合回彈模量？?1.45 X10-31 + 1.39?1 +?22.9680.4900.65X0.21-2 X1000.94 = 1.492MPa取 365MPa混凝土面板的彎曲剛度？?33cc/? 29000 X 0.213?9= ( )= :-' 12(1-?務(wù), 12(1-0.16 2)1.45 X10-3_ r 0.65 q-2 00.940ps =?2r? ?1 + . ?0ps22.968MN.m半剛性基層的彎曲剛度？?3-?夕?=( e?P2000 X 0.2312(1-0.21 2)1.39MN.M路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑1.45 X10-31 + 1.39?1 +

5、-22.968X0.21-2 X1500.94面層荷載疲勞應(yīng)力,載應(yīng)力:0.4900.65=2.184MPa面層最大荷°pr = krkfkc 0ps=0.88 X2.186 X11二?Jr?= (?+ ?/?22.968 20.495X 1.492=(：)'(22.968 + 0.495)4662.47=2.870MPa0.10=不°pmax = krkc $m=0.88 X1 X2.184=2.870MPa其中：應(yīng)力折減系數(shù)kr = 0.88,_ (K?- ?*?- 一 (k?- ?p?(4662.4 X 0.4904 - 22.968)0.1013-，-Z z

6、(4662.4 X0.1014 - 22.968)0.4903=0.094四級(jí)公路綜合系數(shù)kc=1.0 ,疲勞應(yīng)力系數(shù)=3.367C?=13r? 3X0.490kf = Ne?= (90.995 X104)0.057=2.1861-(T(6)溫度應(yīng)力、sinh(3.367) cos(3.367) + cosh(3.367) sin(3.36? cos(3.367) sin(3.367) + sinh(3.367) cosh(3.36C?= 1 -()義1+0.094最大溫度梯度取88 C /m(-0.083 ) =1.076綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的其中3.367轉(zhuǎn)化為角度制等于192 54&

7、#39; 63溫度應(yīng)力系數(shù)BlK?= 1(?+ 4-1? 2(? ?4_ 1 0.21 =2(29000?- ?-? sinh(?= . . 2 .?+ ?-?cosh(?=2Bl = 1.77?-4.48 (?C?0.20 -1+)2000)-0.131(1 - C?3Bl = 1.77?4.48 92)1.0764662.4Mpam-0.131(1 - 1.076)=0.787(7)面層復(fù)合板最大溫度應(yīng)力tmax 一ocEchcTg , F -BL_ 11 X10-6 x29000 X0.2 X88=2X0.787溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)Kt：f?, ,'r _, °tmax、八Kt = - at (-f-)- ?4.52.202.2 0.871(45)1.287可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)軸載荷載和溫度梯度的綜合疲勞 作用，以及最重軸載在最大溫度 梯度時(shí)的一次極限作用。再加6mmJ梢磨耗厚度取整后, 混凝土面層設(shè)計(jì)厚度為0.22m-0.071 = 0.564其中查表 B.3.4回歸系數(shù)at =0.871?2 1.287 ?= 0.071所=Kt otmax = 2.20 X 0.564 = 1.24MPa(8)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核三級(jí)安全等級(jí)，中等變異水平條件下，可靠度系數(shù)1.05¥( %r + 中)= 1