水泥混凝土路面課程設(shè)計(jì)

1、水泥混凝土路面設(shè)計(jì)1標(biāo)準(zhǔn)軸載交通量分析高速公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30年，安全等級為一級，我國公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范以汽車軸重為100kN的單軸荷載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ100凡前、后軸載大于40KN（單軸）的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)，換算公式為："IN(急16式中：NS100KN的單軸一雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)的通行次數(shù)R一各類軸一輪型；級軸載的總重（KN）；n一軸型和軸載級位數(shù);N一各類軸一輪型i級軸載的通行次一軸一輪型系數(shù)表1-1軸載換算結(jié)果車型P(kN)C1C2ni（次/日）%N豈廣100東風(fēng)EQ140前軸23.7016.40.0后軸69.20115531.530解放CA10B前軸1

2、9.4016.40.0后軸60.85113041.51.075黃河JN150前軸49.0016.40.03后軸101.6011395509.2tNY1c4H65則設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)：n二JT式中:N 一標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù) （日）；t一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限;交通量年平均增長率，由材料知，gr=0.05；n一臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，如下（表1-2）,取0.20表1-2混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級縱縫邊緣處高速公路、一級公路、收費(fèi)站0.17?0.221/"行車道寬7m0.34?0.39二級及二級以下公路行車道寬v7m0.54?0.62nN八：

3、iM(q16=511.835i4100NeNs(1 gH -1 365gr4Ne=248X10因?yàn)榻煌?00X10V248X04V2000X104次，故可知交通屬于重交通等級2擬定路面結(jié)構(gòu)由上述及表16-20知相應(yīng)于安全等級一級的變異水平的等級為低級，根據(jù)高速公路重交通等級和低級變異水平等級查表16-17得初擬普通混凝土面層厚度大于240mm普通混凝土板的平面尺寸為寬4m,長4.5m,擬定各結(jié)構(gòu)層厚：普通混凝土面層厚為250mm基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚為180mm二級自然區(qū)劃及規(guī)范知墊層為150mm勺天然砂礫，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0Mpa,路基回彈模量為30Mpa;低劑量無

4、機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土墊層回彈模量去600Mpa水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300Mpa。(表2-1)表2-1層位基(墊)層材料名稱厚度(cm)回彈模量(MPa)水泥穩(wěn)定粒料1300118天然砂礫151502十基-303h2E1+h;E二1300漢0.182+600父0.152hih;二0.1820.152=1013Mpahi3Eih；E2.(hih2)2124EihiE2h2)13000183,0i5313000183V53.1八2八(，一12413000.186000.15=2.57(MN.m)i12Dx、3,122.573)3=0.312mhx)3=(1013A6.22A1.51(EoE2S)-0

5、45=6.22八1.51(八31)-0'45=4.29330Ex_055b=11.44()'55=Eo10130551-1.44()30=0.792E1B=ah：E。(-a)E_00792=4.2937.3210x30"i101333_=165Mpa30普通混凝土面層的相對剛度半徑為：iiEc3310003r=0.537h()3=0.5370.25()=0.769m61653計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力根據(jù)高速公路、重交通，初擬普通混凝土面層厚度為0.25m由下列公式求得：=0.537EE;I=0.077f二p=kfkrkdkf=n；057式中丫一混凝土板的相對剛度半徑（mm;H

6、一混凝土板的厚度（mm；Ec一水泥混凝土的彎沉彈性模量（Mp3；op一標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（Mpkr一考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)桿拉的平縫,kr=0.87?0.92,縱縫為不設(shè)桿拉的平縫或自由邊界kr=1.0,縱縫為設(shè)桿拉的企口縫，kr=0.76?0.84,;kc一考慮偏載和動載因素對路面疲勞損壞影響綜合系數(shù)，按公路等級查下表3-1;表3-1綜合系數(shù)kcds=0.077Wps公路等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路kc1.301.25120110qps一標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在四邊自由板的臨界荷載處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(MPa)=0.077(0.769)0.60.25=

7、0.975kf二No.057=2480000057=2.314根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜和系數(shù)kc-1.30,則荷載疲勞應(yīng)力為：匚廠kfkrk?ps=2.3141.31.00.975=2.93MPa4?計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力由路基路面工程知，II區(qū)最大溫度梯度取88(C/m)o板長4.5mL/r=4.5/0.769=6.0;已知混凝土板厚0.25m,Bx=0.60,則可知最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力：:cETgRtm-2式中：a一混凝土的溫度線膨脹系數(shù)；Tg一最大溫度梯度，Tg=88°c/m；Bx一綜合溫度翹區(qū)應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)；dm一最大溫度

8、梯度時(shí)土板的溫度翹取應(yīng)力(Mpa)。cEchTgR1.0沁10"/E31000/E0.25漢88><0.6-tm二2.1MPa溫度疲勞系數(shù)kt2a(A)c一切，式中a,b和c為回歸系數(shù)，按所在地區(qū)%fr公路自然區(qū)劃查下表4-1表4-1回歸系數(shù)a,b和c系數(shù)公路自然區(qū)n出IVVvna0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270kt0.041=0.528frrc?r52.1323尹-b0.828(1)tm1r2.5則溫度疲勞應(yīng)力：tr=K

9、t6m=0.528漢2.1=1.108MR綜合，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)于一級的安全等級的變異水平等級為低級，目標(biāo)可靠度為95%。再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，確定可靠度系數(shù)rr=1.20orCprGr)=1.20(2.931.108)=4.8445:f八5.0MPa,故設(shè)計(jì)的混凝土面層厚為250mm滿足要求。由公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范知，路面防凍厚度滿足要求。5接縫設(shè)置橫縫本水泥混凝土路面設(shè)計(jì)橫縫采用三種：脹縫、縮縫、施工縫。設(shè)置脹縫時(shí)，由于是高速公路，長遠(yuǎn)考慮，要設(shè)置傳力桿，傳力桿長度50cm,傳力桿直徑38cm,半段涂以瀝青、套上朔料套筒?？s縫采用假縫形式，只在板的上部設(shè)施縫隙，縫寬7mm深度為板厚的1巧設(shè)置施工縫時(shí)，每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，必須設(shè)置橫向施工縫，位置應(yīng)選在縮縫或脹縫處，設(shè)在縮縫處的施工縫，采用加傳力桿的平縫形式，設(shè)在脹縫處的施工縫，其構(gòu)造與脹縫相同(圖5-1)。傳力