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1、水泥混凝土路面设计理论 路基路面毕业设计专题讲座之四 2020年1月17日星期五 设计内容 结构组合设计考虑干燥 中湿二种状态各层材料 厚度 初拟 路面排水面层厚度计算交通分析荷载应力温度应力接缝纵缝 施工缝 缩缝 横缝 施工缝 缩缝 胀缝面层配筋设计特殊部位配筋边缘 角隅 构造物 第一部分 结构组合设计 2020年1月17日星期五 结构组合设计 垫层 根据需要设置季节性冰冻地区 路面总厚度小于最小防冻厚度要求 表3 0 7 时 其差值应以垫层厚度补足水文地质条件不良 路基土湿度较大路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时 可加设半刚性垫层 与路基同宽 最小厚度150mm防冻和排水垫层 砂 砂砾等
2、粒料 半刚性垫层可用低剂量无机结合料稳定粒料或土 2020年1月17日星期五 结构组合设计 基层 足够的抗冲刷能力基层类型宜按交通等级选用 表4 3 2 多雨地区 路基为低透水性细粒土 宜用排水基层滑模摊铺机施工时 基层宽度应比混凝土面层每侧至少宽出650mm 路肩与行车道面层相同时 基层宽度宜与路基同宽 级配粒料基层宽度宜与路基同宽 制图时注意 2020年1月17日星期五 结构组合设计 基层 各类基层厚度适宜范围施工考虑较厚时可分成两层施工 每层厚度仍应符合要求 可考虑稳定剂量不同 2020年1月17日星期五 结构组合设计 基层 底基层基层下未设垫层 上路床为细粒土 粘土质砂或级配不良砂 承
3、受特重或重交通时 或者为细粒土 承受中等交通时 应在基层下设置底基层 底基层可采用级配粒料 水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料 厚度一般为200mm 排水基层下应设置由水泥稳定粒料或者密级配粒料组成的不透水底基层 厚度一般为200mm 底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物 2020年1月17日星期五 结构组合设计 面层 一般采用设接缝的普通混凝土面层纵向接缝间距 板宽 按路面宽度在3 0 4 5m范围内确定 横向接缝间距 板长 一般为4 6m长宽比不宜超过1 30平面尺寸不宜大于25m2面层厚度满足式3 0 3按10mm向上取整 2020年1月17日星期五 结构组合设计 面层 面层厚度参考范围
4、 初拟值 2020年1月17日星期五 结构组合设计 路肩 可选用水泥混凝土面层或沥青面层 一般为前者路肩水泥混凝土面层的厚度通常采用与行车道面层等厚 其基层宜与行车道基层相同 请对照一下自己的横断面图 选用薄面层时 其厚度不宜小于150mm 基层应采用开级配粒料 路肩采用沥青面层时宜选用密实型沥青混合料 基层可选用无机结合料稳定粒料或级配粒料 行车道路面结构不设内部排水设施时 沥青面层和不透水基层的总厚度不宜超过行车道面层的厚度 基层下应选用透水性粒料填筑 2020年1月17日星期五 结构组合设计 路面排水 参看规范中4 6节有关规定 公路排水设计规范 公路排水设计手册 姚祖康 第二部分 面层
5、厚度计算 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 总体步骤 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 交通分析交通量方向分配系数 一般取0 5交通量车道分配系数交通量增长率 毕业设计资料中一般会给定轴载换算 按规范式 3 0 4 进行 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 交通分析标准轴载累计作用次数 式A 2 2 轮迹横向分布系数 表A 2 2 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 初拟路面结构面层厚按表4 4 6初拟基层 底基层 垫层材料要根据当地的原材料等情况确定不能写 无机结合料 粒料 等不明确的材料 而应明确写明 水泥 石灰粉煤灰 二灰 碎石 砂砾 等 注意施工的便利性 对
6、不同的路基干湿状态 尽量让上面的层次相同 可只在垫层或底基层上调整 板的平面尺寸 纵横缝间距 纵横缝形式 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 确定路面材料参数面层混凝土弯拉强度标准值 表3 0 6 弯拉弹性模量标准值 表F 3 路基回弹模量 表F 1 基层 垫层回弹模量 表F 2 计算基层顶面当量回弹模量 右式 右式为基层 垫层 或底基层 土基的计算方法 层次更多时重复2 4步只有基层时Ex E1hx h1 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 荷载应力计算临界荷位 纵向边缘中部标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力 式B 1 2 kc kr 按规范取值标准轴载在四边自由板临界荷位处
7、产生的荷载应力设计基准期内的荷载疲劳应力系数 B 1 4 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 温度应力计算临界荷位处的温度疲劳应力 B 2 1 其中 各参数按规范取值Bx见下页 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 温度应力计算Bx按l r和h查图B 2 2确定 2020年1月17日星期五 面层厚度计算 验证 计算出的荷载疲劳应力与温度疲劳应力满足式3 0 3吗 若不满足 则调整板厚 再次计算 直到满足为止 尽量刚好满足且不浪费 2020年1月17日星期五 设计程序 第三部分 接缝设计 2020年1月17日星期五 接缝设计 纵向接缝一次铺筑宽度小于路面宽度时 应设置纵向施工缝一次铺筑
8、宽度大于4 5m时 应设置纵向缩缝 粒料基层 切槽h 3 半刚性基层时 切槽深2h 5 对于给定的设计是确定的 比施工缝槽口深 图中所有尺寸均应按实际情况取值 不得以字母代替 拉杆 传力杆要区分清楚 2020年1月17日星期五 接缝设计 横向接缝横向施工缝 每日施工结束或因临时原因中断施工时设置 位置尽可能选在缩缝或胀缝处 缩缝处的施工缝采用加传力杆的平缝形式 图5 2 1 a 胀缝处的施工缝构造与胀缝相同 不需单独设计 设在缩缝之间的施工缝采用设拉杆的企口缝形式 图5 2 1 b 必须说明各自的适用条件 2020年1月17日星期五 接缝设计 横向接缝横向缩缝假缝 宽 深见图5 2 2 特重交
9、通和重交通公路应设传力杆 其他情况可不设传力杆根据自己的实际情况选择 不要一古脑把图画上去 2020年1月17日星期五 接缝设计 横向接缝横向缩缝高速公路的横向缩缝槽口宜增设深20mm 宽6 10mm的浅槽口 目的 2020年1月17日星期五 接缝设计 横向接缝胀缝邻近桥梁或其他构造物或与其他道路相交处设置横向胀缝设传力杆 第四部分 面层配筋设计 2020年1月17日星期五 特殊部位配筋 边缘钢筋角隅钢筋跨越构造物按规范设计 一定要把规范的图看懂再画 需要提交的文件 2020年1月17日星期五 提交的文件 计算书每种干湿状态做三个方案 给出推荐方案图纸两种干湿状态下推荐的路面结构图 排水 工程数量表 接缝设计图平面布置 分仓 各种接缝构造路面配筋设计图 水泥混凝土路面设计中出现最多的问题 2020年1月17日星期五 常见问题 排水层下无不透水层不同干湿类型下的结构差别太大 面层 基层均不同图中尺寸不定 以字母代替传力杆 拉杆混淆基层厚度不合理材料不明确同一构造有两种以上形式时 不说明其各自适用条件自己用不到的图也抄上去
