水泥混凝土路面設(shè)計(jì)例題

水泥混凝土路面設(shè)計(jì)公路自然區(qū)劃II區(qū)擬建一條二級(jí)公路，中濕路基為黏質(zhì)土，采用普通混凝土路面，路面寬9m，設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)為2100，交通量年增長率為5%。試設(shè)計(jì)水泥混凝土路面。荷載位置處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)查表2取0.39.er0.052、初擬路面結(jié)構(gòu)由表1可知安全等級(jí)三級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)。根據(jù)二級(jí)公路、重交通等級(jí)和中級(jí)變異水平，查表4初擬普通混凝土面層厚度為0.22m?；鶎涌蛇x用水泥穩(wěn)定粒料，厚0.18。墊層為0.15m的低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為4.5m,長5m?？v縫為設(shè)拉桿的平縫，橫縫為不設(shè)傳力桿的假縫。3、路面材料參數(shù)確定31GPa。中濕路基路床頂面回彈模量查表6得30MPa，低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土墊層回彈模量為600MPa,水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量為1300MPa.4、計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量12DDEh221D2.57EEX000tx0E(30)05、普通混凝土面層的剛度半徑E31000t7、修正系數(shù)確定因縱縫為設(shè)拉桿平縫，查表7得到接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)k=0.87j考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)fe根據(jù)公路等級(jí)，查表prjfcpsII區(qū)最大溫度梯度查表9取88℃/m。已知板長L=5m,L/r=5/0.67=7.46,普通混凝土的板厚h=0.22m,查圖1得Bx=0.71。則混凝土的溫度翹曲應(yīng)力：tm2X210、溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)II區(qū)的回歸系數(shù)可查表10，溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)：trttm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)的變異水平等級(jí)為中級(jí)，目標(biāo)可靠度為85%。根據(jù)目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，查表11得可靠度系數(shù)rr=1.13。13、判斷結(jié)構(gòu)是否滿足要求rprtrc普通混凝土面層厚度0.22m可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。表1水泥混凝土路面可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)公路技術(shù)等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路安全等級(jí)一級(jí)級(jí)級(jí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(年)目標(biāo)可靠度(%).84變異水平等級(jí)低低-中中表2車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路、收費(fèi)站公路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路、收費(fèi)站二級(jí)及二級(jí)以下公路行車道寬大于7m行車道寬小于等于7m0.34-0.390.54-0.62表3水泥混凝土路面交通分級(jí)交通等級(jí)特重交通等級(jí)特重輕重累計(jì)作用次數(shù)Ne(10^4)表4水泥混凝土面層厚度的參考圍交通荷載等極重特重重級(jí)公路等級(jí)-高速一級(jí)二高一級(jí)二級(jí)級(jí)速變異水平等低低中低中低中低中級(jí)面層厚度(mm)≥320320~2300~2280~2408060270~2260~220交通荷載等交通荷載等級(jí)公路等級(jí)級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)高250~220中高250~220中高高220~1級(jí)240~210230~200210~18240~210230~200210~180度(mm)表5混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值交通等級(jí)交通等級(jí)特重重中等輕彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值5.05.04.54.0彈性模量(GPa)31312927表6中濕路基路床頂面回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值圍組公路自然區(qū)劃IIIIIVVI土質(zhì)砂26-4240-5039-5035-6050-60黏質(zhì)土25-4530-4025-4530-4530-45粉質(zhì)土22-4632-5430-5027-4330-45接縫類型設(shè)傳力桿脹縫不設(shè)傳力桿脹縫設(shè)傳力桿縮縫設(shè)拉桿平口縱縫設(shè)拉桿企口縱縫表7各類接縫的傳荷系數(shù)撓度傳荷系數(shù)50-5535-5577-82應(yīng)力傳荷系數(shù)0.84-0.860.8-0.910.72-0.74kj公路等級(jí)合系數(shù)Kc高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路9最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg公公路自然區(qū)劃最大溫度梯度IV、VI86-92II、V83-88VII93-9890-95表10回歸系數(shù)a、b和c的取值系數(shù)自然區(qū)劃IIIII