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1、公 路 水 泥 混 凝 土 路 面 设 计一、基本资料现在4区新建一条一级公路，公路设计基准年为2011年，拟选用水泥混凝土路面进行路面结构设计。公路为双向四车道，路基宽26m。预测前10年交通量年增长率为= 8%，后20年= 5%，路基土为粘土。预计通车初年的交通量如下：交通组成与交通量车型辆/日前轴重后轴重后轴数后轮组数解放CA10B140019.40 60.85 1 双东风EQ14090023.70 69.20 1 双黄河JN16250059.50 115.00 1 双太脱拉138S40045.40 90.00 2 双交通SH141100025.55 51.10 1 双交通SH36120
2、060.00 110.00 2 双计算设计年通过的标准轴载作用次数 车型车轴解放CA10B前轴19.40114005E-9后轴60.85114000.495东风EQ140前轴23.7019008.90E-8后轴69.2019002.489黄河JN162前轴59.5015000.123后轴115.0015004678太脱拉138S前轴45.4014001.31E-3后轴90.000.39760E-54002.95E-4交通SH141前轴25.55110003.29E-7后轴51.10110000.022交通SH361前轴60.0012000.056后轴110.000.38043E-52000.0
3、03 总计4681.190小于40KN的单轴和小于80KN的双轴略去不计；方向分配系数为0.5，车道分配系数为0.8。故有：二、交通参数分析1. 使用年限内标准轴载作用次数，属于重交通等级；设计使用年限为30年，车轮轮迹横向分布系数为。(由水泥混凝土路面设计规范中表A.2.2查得)2. 累计标准轴次使用年限内的累计标准轴次：前10年后20年总计:三、方案设计假定路基为中湿状态方案一：（一）初拟路面结构由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平等级为低级。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6，初拟普通混凝土面层厚度为。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚，垫层为的石灰
4、粉煤灰稳定粒料。普通混凝土板的平面尺寸为3.75m，长5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。（二）材料参数的确定1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量 按表3.0.6，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值,相应弯拉弹性模量标准值为。2、土基的回弹模量参照公路水泥混凝土路面设计规范附录,路基回弹模量取。查附录F.2，水泥稳定粒料基层回弹模量取,石灰粉煤灰稳定粒料垫层回弹模量取.按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下： 普通混凝土面层的相对刚度半径按（B.1.3-2）计算为（三）荷载疲劳应力计算 按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，接缝传
5、荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据公路等级，由表B.1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为（四）温度疲劳应力 由表3.0.8，II区最大温度梯度区。板长，由图B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为温度疲劳应力系数，按式（B.2.3）计算为再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为由表3.0.1，一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.3，确定可靠度系数按式（
6、3.0.3）因而所选的普通混凝土面层厚度可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。(五)防冻验算0.24+0.18+0.20=0.620.6(m) 满足要求方案二：（一）初拟路面结构由表3.0.1，相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6，初拟普通混凝土面层厚度为。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚，垫层为的天然砂砾。普通混凝土板的平面尺寸为3.75m，长5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 （二）材料参数的确定1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表3.0.6，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值,相应弯
7、拉弹性模量标准值为。2、土基的回弹模量参照公路水泥混凝土路面设计规范附录,路基回弹模量取.查附录F.2，水泥稳定粒料基层回弹模量取。天然沙砾垫层回弹模量取，按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下： 普通混凝土面层的相对刚度半径按（B.1.3-2）计算为（三）荷载疲劳应力计算 按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据公路等级，由表B.1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为（四）温度疲劳应力 由表3.0.8，I
8、I区最大温度梯度区。板长，由图B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为温度疲劳应力系数，按式（B.2.3）计算为再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为由表3.0.1，一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.3，确定可靠度系数按式（3.0.3）因而所选的普通混凝土面层厚度可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。(五)防冻验算0.24+0.20+0.18=0.620.6(m) 满足要求方案三：（一）初拟路面结构由表3.0.1，相应于安全等级一级的
9、变异水平等级为低级。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6，初拟普通混凝土面层厚度为。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量6%），厚，垫层为的天然砂砾。普通混凝土板的平面尺寸为3.75m，长5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。（二）材料参数的确定1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表3.0.6，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值,相应弯拉弹性模量标准值为。2、土基的回弹模量参照公路水泥混凝土路面设计规范 附录,路基回弹模量取。查附录F.2，水泥稳定粒料基层回弹模量取。天然沙砾垫层回弹模量取按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下： 普通混凝土面层的相对刚度半径按（B.1.3-2）计算为（三）荷载疲劳应力计算 按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据公路等级，由表B.1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为（四）温度疲劳应力 由表3.0.8，II区最大温度梯度区。板长，由图B.2.2可查普通混凝土板厚，。按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为温度疲劳应力系数，按式（B.2.3）计算为再由式（B2.1）计算温度疲劳应
