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1、黑龙江工程学院路面工程课程设计1第 1 章 绪论1.11.1 路面课程设计的任务与要求及参考文献路面课程设计的任务与要求及参考文献1.1.11.1.1 课程设计题目：课程设计题目：公路水泥混凝土路面结构设计及厚度计算1.1.21.1.2 设计内容：设计内容：1.交通量计算2.判别路基干湿类型并确定土基回弹模量；3.拟定路面结构方案；4.进行结组合设计，确定路面设计参数，并初拟路面厚度；5.进行应力计算，并验算路面厚度；6.方案比较，确定合理路面结构；7.绘制路面结构设计图。 1.1.31.1.3 设计资料：设计资料：区某城市郊区道路，今年来，由于交通量大量增加，要对下列路段进行设计K0+800
2、K4+500 段改线，在新路基上铺筑水泥混凝土路面；K4+500K6+000 段，利用旧路，但路面强度不够，须进行补强。1.路况调查资料(1）经预测设计使用初期年平均日交通量（双向）如下表 1.1:表表 1.11.1车型解放沃尔沃尼桑交通黄河东风小汽车交通量（次/日）40024018012036085800交通两年平均增长率 5.6%(2）原有路面结构和路基状况调查：路基宽度 10 米 ，路面宽度 8.5 米。路面结构为：3cm 沥青表面处置，20cm 石灰土基层，20cm 沙砾垫层。沿线路基土质为粘质土，液限 30%，塑限 17%，当地最大冻深 2.1 米。2.材料调查沿线可供给各种砂石料，
3、并有矿渣，炉渣，水泥，石灰，沥青等多种筑路材料。黑龙江工程学院路面工程课程设计23.设计参考资料路基路面工程 邓学军主编，人们交通出版社，2009.9公路水泥混凝土路面设计规范 人们交通出版社，2003.5公路工程技术标准 人们交通出版社，2004.41.21.2 交通调查与分析交通调查与分析1.2.11.2.1 交通量计算交通量计算解放的载重量 吨 20.60m所以满足最小防冻厚度要求。黑龙江工程学院路面工程课程设计9第第 3 3 章章 改建公路设计改建公路设计3.13.1 确定实测回弹弯沉值的算术平均值确定实测回弹弯沉值的算术平均值 =(188+121+115+161+198+141+17
4、0+165+166+159+100+180+183+168+ niin101160+155+ 136+179+181+192)/20=160.9 (0.01mm)3.23.2 确定实测回弹弯沉值的均方差确定实测回弹弯沉值的均方差1120 nSnii表表 3.13.1i02 0i188734.411211592.011152106.811610.011981376.41141396.0117082.8116516.8116626.011593.611003708.81180364.81183488.4116850.411600.8115534.81136 620.01179160.9327.61
5、黑龙江工程学院路面工程课程设计10181404.01192967.218 .1330120i则均方差=26.4612013302 1120 nSnii3.33.3 确定计算回弹弯沉值确定计算回弹弯沉值(0.01mm) 59.20011146.265 . 19 .16032100KKKSZa3.43.4 原柔性路面顶面的当量回弹模量原柔性路面顶面的当量回弹模量 EpEpapMPE41.551373904. 10属于重交通，拟定面层采用厚度为 240mm 的水泥混凝土路面，弯拉强度为5.0Mpa，抗压强度为 41.8Mpa，弯拉弹性模量为 31Mpa.基层为二灰稳定粒料，厚度为250mm,回弹模量
6、拟定为 1350Mpa.垫层采用天然砂砾，厚度为 350mm，回弹模量拟定为200Mpa.3.53.5 荷载疲劳应力荷载疲劳应力=181.46MPa2 22 122 212 1 hhEhEhEx221350 0.25200 0.35 0.250.35 KNm1233 1211221 122213311 1240.250.350.2513500.35200111241350 0.25200 0.35 7.69xhhh Eh EDE hE hKN m 11331212 7.690.80181.46x x xDhmE0.450.450181.466.22 1 1.516.221 1.510.7155
7、.41xEaE0.550.550181.461 1.441 1.440.2555.41xEbE 黑龙江工程学院路面工程课程设计1111330.25 00181.460.71 0.8055.4155.2555.41bxtxEEah EE普通混凝土面层的相对刚度半径计算为：1133310000.5370.537 0.241.0655.25ctErhmE标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：0.620.620.0770.077 1.060.241.38psarhMP因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力应力折减系数 kr=0.87。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0.057
8、11132979.112.21v fKNe等级，查表考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数 kc=1.20。则荷载疲劳应力计算为：0.87 2.21 1.20 1.383.18prrfcpsak k kMP3.63.6 温度疲劳应力温度疲劳应力 区最大温度梯度取 84（） 。板长 5m,L/r=5/1.06=4.72 查图，mCoh=0.24，Bx=0.55最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：51 1031000 0.24 840.551.7222ccg tmxaE hTBMP温度疲劳应力系数 kt ,查表知，a=0.828,b=0.041,c=1.323,计算得:1.323
9、51.720.8280.0410.461.725ctmr t tmrfKabf 0.46 1.721.27trttmaKMP二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为 85。查得目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数=1.13 得 rr()1.13(3.180.79)4.495rprtrararMPfMP因而，所选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。3.73.7 路面防冻厚度验算路面防冻厚度验算黑龙江工程学院路面工程课程设计12经计算知，该路段路基属于潮湿状态，当地最大冰冻深度2.00m,查任务指导书得，当地最小防冻厚度
10、为 0.751.20m路面厚度 h=0.24+0.25+0.35=0.84 0.75m所以设计路面厚度满足最小防冻厚度要求，设计完成。 黑龙江工程学院路面工程课程设计13结结 论论通过计算可知，对于新建路段，面层采用水泥混凝土面层，厚度为 240mm.基层选用二灰稳定粒料，厚度为 180mm.垫层选用砂砾垫层，厚度为 200mm.普通混凝土板的平面尺寸宽 4.5m，长 5.0m.纵缝设为拉杆平缝，横缝设为传力杆的假缝。在K0800K2500 段和 K2500K4500 段，所选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,并满足最小防冻厚度要求，设计合理。对于改建路段，面层采用厚度为 240mm 的水泥混凝土路面.基层为二灰稳定粒料，厚度为 250mm.垫层采用天然砂砾，厚度为 350mm. 在 K4500K6000 段，所选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,并满足最小防冻厚度要求，设计合理。通过本次设计对公路设计有了进一步的了解，并且把以前所学的知识应用于实际，从而解决一些问题，锻炼了自己进行独立设计的能力，为以后的学习和工作打下了坚实的基础。
