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1、水泥混凝土路面工程课程设计一、设计资料 青海某地拟建一条公路,交通调查如下:解放CA10B车950辆/日,黄河JN150车200辆/日,东风EQ140车250辆/日,交通SH141车800辆/日,交通量平均增长率为7%,土质为中液限粘土,平均稠度为1.08,土基回弹模量E0=45MPa,季节性冰冻地区,冰冻深度为1.2米。详细交通组成表如下:车型PiC1C2解放CA10B前轴19.411后轴60.8511黄河JN150前轴49.0011后轴101.6011东风EQ140前轴23.7011后轴69.2011交通SH141前轴25.5511后轴55.1011二、设计内容 1、根据设计资料要求,确定
2、路面等级和面层等级; 路面等级:路面等级由公路等级划分,而公路等级又由交通量确定。水泥混凝土路面设计年限取20年,则由已知的:“解放CA10B车950辆/日,黄河JN150车200辆/日,东风EQ140车250辆/日,交通SH141车800辆/日,交通量平均增长率为7%”,按交通量计算公式: 可计算出交通量=4510辆/日。换算成小客车的交通量=4510*2=9020辆/日(换算系数为2)。 由此查公路分级与技术标准(道勘P7)可知此公路等级为双车道的二级公路。 则路面等级查表(教材P25表1-11)可知为高级路面。换算为标准轴载的作用次数: 轴载换算车型Pi解放CA10B前轴19.41950
3、0后轴60.8519500.3400黄河JN150前轴49.0012000.0022后轴101.601200257.8276东风EQ140前轴23.7012500后轴69.2012500.6913交通SH141前轴25.5518000后轴55.1018000.0577 由(表16-20教材P479),二级公路的设计基准期为20年,安全等级为三级。由(表16-3教材P456)横向分布系数为0.39。交通量年平均增长率7%。 则设计基准期内设计车道标准轴载累积作用次数为 查(表16-4教材P459)可知路面面层等级为重交通。 2、初拟路面结构由(教材P477)查的,初拟普通水泥混泥土路面层厚度为h
4、=0.26m, 基层选用水泥稳定碎石(水泥用量为5),厚为h1=0.22m。底基层厚度为h2=0.20m的级配碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为3.75m,长为5.0m。纵缝为设拉杆平缝,横缝为设传力杆假缝。3、材料参数的确定(1)混泥土的设计弯拉强度与弹性模量由(表16-11教材P474)取普通混泥土面层的弯拉强度标准值,相应弯拉弹性模量标准值为 (2)土基的回弹模量路基回弹模量取。由表16-14(教材P474)水泥稳定粒料基层回弹模量取,天然砂砾回弹模量取。按式16-53教材P481,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(16-52bP481)计算为4、荷载疲劳应
5、力计算按式(16-52aP481),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,由公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)附录B,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5、温度疲劳应力由(表16-28教材P483),VII区最大温度梯度区98/。板长,由(图16-14教材P483)可查普通混凝土板厚, 按(式16-56教材P483),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,由(表16-29教材P484)可得,自然区划为VII区,式中:a=0.834,b=0.052,c=1.270.按(式16-57教材P483)计算为 再由(式16-55教材P483)计算温度疲劳应力为 6、可靠度计算查(表16-20教材P479),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%,再根据查的目标可靠度变异水平等级,查(表16-22教材P480),确定可靠度系数,按式(式16-48教材P480): 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