城市道路路面结构计算实例(华宸光电)

计算路基基顶当量回弹模量及砼面层相对刚度半径输入数据一设计初初期日作用轴载次数Nci 轴载等级

计算轴重每日作用次数(Pi/Pk)^16后轴系数(KN)Ni(次/日)αn 40-50

500 1.52588E-051050-60

6000.0002821111060-70

7000.0033232931070-80

8000.0281474981080-90

9000.1853020191090-100

10020011200100-110

1100 4.59497298610110-120

120018.48842589

10双后轴110-120

018.48842589 2.91917497

0合计200E c

=28000E cs

=231.966(先取最小值100，实际值计算后确定)E c /E cs

=120.707345双后轴αn = 2.91917497

换算为标准轴的作用次数( 次/日)

二设计年限内设计车道上标准轴载累计数

轴数分配系数ηn=0.5

查城道规范表9.2.3-3可得

设计初期车道设计日标准轴载轴数

N li=ηn*N ci

=100

设计年限内设计车道上标准轴载累计数

N=365*N li((1+γ)^t-1)/γ

=2425017.934

年增长率γ=0.05

设计年限t=30

三板厚设计(设/不设传力杆，特重、重应设，中级以下宜设)

水泥混凝土设计强度f cm= 4.5

水泥砼弯拉弹性模量E c=28000

基垫层厚度设计

土基回弹模量E030Mpa

拟定基垫层厚度及结构组成

初定垫层厚度20cm碎石垫层

初定基层厚度20cm6%水泥稳定石屑

求垫层顶面当量回弹模量

因为E1=220Mpa

E n=30

h=20

E1/E n=7.33333333

查得Es/EN= 2.9

所以Es=87Mpa

求基层顶面当量回弹模量

因为E1=600Mpa

En=87

h=20

E1/En=6.89655172

查得Es/EN= 2.8

所以Es=243.6Mpa

计算应力，确定板厚

设板厚hc=20cm

求基层顶面的计算回弹模量

λE=λd(8.4h c/E s+0.58)

=0.95224138

E cs=λE*E s

=231.966Mpa

求砼弯拉疲劳强度

σf=f cm*(0.85-0.063*log(N))

=2.01493331M pa

计算板的荷载应力σc

E c/E cs=120.707345

查城规110页表10.4.1σmax= 1.42M pa

σc=βd*βc*σmax

= 1.9525M pa 路面动荷系数和综合系数

βd= 1.1

βc= 1.25

由规范式10.4.1得

abs((σf-σc)/σf)*100%

= 3.09852986%≤5%混凝土板长设计

板厚h c=20cm

板长l c=450cm

板宽bc=375cm

E c=28000Mpa

T h=0.82

α1=0.00001

板相对刚度半径r T= 1.42*hc*(Ec(1-vc^2)/(6Es(1-v^2)))^(1/3)

=1.42*hc*(Ec(1-0.3^2)/(6Es(1-0.15^2)))^(1/4)

=83.3102854（cm）

l c/r T=5.40149392

b c/r T=4.50124493

查114页图10.5.3得

板中点νx=0.92

νy=0.76

板边中点νx= 1.01

σTx=E c*α1*T h*h c(νx+v*νy)/(2*(1-v^2))

= 2.42870997

σTy=E c*α1*T h*h c(νy+v*νx)/(2*(1-v^2))

= 2.1092665

σT1=E c*α1*T h*h cνx/2

= 2.31896

最大一次行车荷载作用下的计算荷载应力

查表10.5.2得一次行车荷载的最大轴载

p=120KN

σ1= 1.2Mpa

βd= 1.1

βc= 1.25

σc1=βdβcσ1

= 1.65

σc=σc1+σT

= 4.07870997

F t=10*bc*lc*hc*ρc*μc

=121500N

每块板纵缝处拉杆面积

At=0.01*Ft/[σt]

=7.59375cm

拉杆根数

nt=4At/(pi()*dt^2)

6.71434916

取nt=7根

拉杆长度

lt=0.02Ft/(pi()*dt*nt*[τt])

=72.6967127cm

拉杆间距

st=(lc-2*25)/(nt-1)

=80cm