普通水泥混凝土路面

铜陵学院

课程设计任务书

课程名：路基路面工程

班级： 10土木一班

学号： 1011111033

姓名：黄颖

指导老师：谢中友老师

目录一

一、1.1普通水泥混凝土路面结构

1.设计资料

2.交通分析

3.初拟路面结构

4.路面材料参数确定

5.荷载疲劳应力

6.温度疲劳应力

7.主要参考文献

二、1.2沥青混凝土路面结构

1.设计资料

2.交通量组成分析

3.轴载分析

4.土基回弹模量值的确定

5.路面结构方案设计

6.主要参考文献

1.1普通水泥混凝土路面设计

资料：公路自然区划III 区新建一条二级公路，路基回弹模量根据以往经验取30Mpa ，采用普通混凝土路面，路面宽16m(双向四车道），经交通调查与预测知设计车道使用初期标准轴载日作用次数为3200，交通量年增长率取5%，试设计该路面厚度。 1.交通分析

由课本479页表16-20知，二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。由课本459页表16-3知，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39。已知交通量年平均增长率为5％。按下式可计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为 e N =

γ

1

365N [(1+γ)t -1] η=

05

.03200

x 365[(1+0.05)20-1]×0.39=15.06x106

由表16-4可知属重交通等级。

2.由表16-20（课本479页），相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级和中级变异水平等级，查表16-17（课本477页），初拟普通混凝土面层厚度为0.22m 。基层选用水泥稳定粒料(水泥用量5％)，厚0.18m 。垫层为0.15m 低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m ，长5.0m 。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。

3.路面材料参数确定

按表16-23、16-25（课本480、481页），取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa ，相应弯拉弹性模量标准值为31GPa 。

交通等级特重重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 5.0 5.0 4.5 4.0

钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 6.0 6.0 5.5 5.0

课题已知路基回弹模量取30MPa。查表16-27（课本482页），低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPa。

按式16-53（课本482页）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式16-52b（课本481页）计算为

4．荷载疲劳应力

按式16-52a （课本481页），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为

因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数k r =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565.2)

1015.06(057

.06=⨯==n

e f N k 。根据公路等级，由表16-24，考虑偏载和动载等因

素对路面疲劳损坏影响的综合系数k c =1.20。 按式（16-49），荷载疲劳应力计算为

σpr =K r K f K c σps =0.87×2.565×1.20×1.259=3.37（MPa)

5．温度疲劳应力

由表16-28，Ⅱ区最大温度梯度取88(℃／m)。板长5m ，r l / =5／0.677=7.39，由图16-14可查普通混凝

土板厚h=0.22m ，B x =0.71。按式16-56，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k t ，按式16-57计算为

再由式(B.2.1)(16-55)计算温度疲劳应力为

=1.13。

再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表16-22，确定可靠度系数

r

按式

因而，所选普通混凝土面层厚度(0.22m)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。

主要参考文献

[1]《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）. 北京：中华人民共和国交通部发布，2002

[2]《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）. 北京：中华人民共和国交通部发布，2006

[3]《路基路面工程》（第三版），邓学钧等编著．北京：人民交通出版社，2010

1.2沥青混凝土路面结构

资料：某地区某高速公路，其中某段经调查路基为粉质中液限粘土，地下水位1.1m，路基填土高度0.5m。设计初期混合交通量为25000 辆/日，交通组成和代表车型的技术参数分别如表1、表2 所示，交通量年平均增长率7%。该路沿线可开采砂砾、碎石，并有石灰、水泥、粉煤灰、沥青供应。请设计合适的半刚性基层沥青路面结构。