水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计 水泥混凝土路面的设计理论和标准

水泥混凝土路面的设计理论
对地基采用不同的模型,其中主要有三种,: ➢文克勒(Winkler)地基模型,如图2-14-a所示。 ➢弹性半空间地基模型,如图2-14-b所示。 ➢巴斯特纳克(Pasternak)地基模型,如图2-14-c所示,来自a)Winkler地基模型
b)弹性半空间地基模型
c)Pasternak地基模型
设计标准和验算标准
小结
水泥混凝土路面结构分析采用弹性地基板理论。我国现行规范规定 水泥混凝土路面设计采用弹性地基板理论,而地基模型则采用以弹性模 量和泊松比表征的弹性地基模型。以在行车荷载和温度梯度综合作用下, 不产生疲劳断裂作为设计标准。
水泥混凝土路面的设计理论
基本假定条件: ➢板为具有弹性常数 (弹性模量)和 (泊松比)的等厚弹性体; ➢作用于板上的荷载,可近似地忽略竖向压缩应变和剪切应变的影响, 利用薄板弯曲理论进行计算分析; ➢弹性地基在接触面处对板仅作用竖向反力,即地基和板之间无摩阻力; 同时,在荷载作用下,板同地基的接触保持完全连续,板的挠度即为地 基顶面的挠度。
水泥混凝土路面的 设计理论和标准
模块二
01
公路
02
路面设计
03
04
识读沥青路面
沥青路面设计
识读水泥混凝土路面
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面 设计理论和标准
C目 录 ONTENTS
1 水泥混凝土路面的设计理论 2 水泥混凝土路面的设计标准与验算标准
水泥混凝土路面的设计理论
➢ 水泥混凝土路面结构分析采用弹性地基板理论。弹性地基板理论 把刚度大的水泥混凝土面层看作是支承于弹性地基上的小挠度弹性板。 水泥混凝土面板的刚度远大于基层(功能层)和路基的刚度,在荷载作 用下,具有良好的荷载扩撒能力,其所产生的弯曲变形远小于其厚度, 因此,可采用小挠度薄板理论分析。 ➢我国现行规范规定水泥混凝土路面设计采用弹性地基板理论,而地基 模型则采用以弹性模量和泊松比表征的弹性地基模型。
混凝土路面设计标准

混凝土路面设计标准一、前言混凝土路面作为交通运输系统的重要组成部分,其设计标准的制定和实施对于保障公路安全、提高公路使用寿命、降低维护成本等方面具有重要的意义。
本文对混凝土路面设计标准进行全面、详细的介绍,旨在为相关设计人员提供参考和指导。
二、设计原则混凝土路面的设计应遵循以下原则:1.安全性原则:路面设计必须保证行车安全,确保车辆能够平稳行驶,避免出现车辆侧滑、打滑等现象。
2.经济性原则:路面设计应在满足安全性基础上,尽可能减少材料和人工的使用量,降低施工和维护成本。
3.持久性原则:路面设计应具有较长的使用寿命,能够承受车辆和自然环境的磨损和影响,减少修缮次数。
4.适应性原则:路面设计应根据道路使用情况、环境条件、地形地貌等因素进行合理的选择和调整,以适应不同的道路需求。
三、设计步骤混凝土路面的设计应按照以下步骤进行:1.路面类型选择:根据道路等级、交通量、地形地貌、环境条件等因素,选择适当的路面类型,包括水泥混凝土路面、沥青混凝土路面、半刚性基层路面等。
2.设计参数确定:根据路面类型、设计载荷、环境条件、地形地貌等因素,确定路面设计参数,包括路面结构层数、厚度、材料强度等。
3.路面结构设计:根据设计参数,确定路面结构的各层次,包括基层、底基层、面层等,以满足路面要求。
4.材料选择:根据路面结构设计,选择适宜的材料,包括水泥、石子、沥青等。
5.施工工艺设计:根据材料的特性和路面结构的要求,设计适宜的施工工艺,包括混凝土浇筑、压实、养护等。
四、设计要点混凝土路面的设计应注意以下要点:1.设计载荷:设计载荷是路面设计的重要参数,应根据道路使用情况、车辆类型、交通量等因素进行合理确定。
2.路面结构设计:路面结构的设计要符合路面的使用要求,特别是要考虑路面强度、平整度、排水性等方面的要求。
3.材料选择:材料的选择应根据路面结构的要求,特别是要考虑材料的强度、耐久性、耐久性、热胀冷缩性等方面的要求。
4.施工工艺设计:施工工艺的设计要充分考虑材料的特性和路面结构的要求,特别是要考虑混凝土浇筑、养护、压实等方面的要求。
我国水泥混凝土路面设计方法

我国水泥混凝土路面设计方法水泥混凝土路面设计方法主要包括了水泥混凝土路面材料的选择、路面结构设计、施工工艺和质量控制等方面。
以下将详细介绍我国水泥混凝土路面设计的具体方法。
一、水泥混凝土路面材料的选择1.水泥:根据设计要求和实际使用条件,选择适宜的水泥品种。
目前常用的水泥品种包括普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和特种水泥等。
2.混凝土骨料:骨料应选择质量好、粒径分布合理、坚固耐久、无害物质含量较低的骨料。
常用的骨料有碎石、砂石等。
3.混凝土外加剂:外加剂有很多种类,可以改善混凝土的性能。
在设计过程中,选择合适的外加剂控制混凝土的物理性能和工程成本。
二、路面结构设计1.设计厚度:根据道路的等级、设计车速和交通量等因素,确定混凝土路面的设计厚度。
一般来说,高等级道路的设计厚度较大,轻型车道的设计厚度较小。
2.路面结构:混凝土路面可以是单层结构或多层结构。
单层结构适用于交通量较小的道路,而多层结构适用于交通量大、车辆荷载重的道路。
三、施工工艺1.基底处理:对基底进行平整、硬化处理,使其具有良好的承载能力和稳定性。
2.混凝土浇筑:将混凝土均匀倒入路面模板内,并采取适当的震动技术,使其达到密实度和平整度的要求。
3.混凝土养护:混凝土养护是保证混凝土路面质量的关键环节。
养护时间和方法根据气温、湿度等因素确定,通常需要进行湿养护。
四、质量控制1.施工质量检查:对水泥混凝土路面施工过程进行现场检查,确保施工符合设计要求和规范,并及时进行纠正。
2.质量检测:对混凝土的强度、平整度、厚度等进行质量检测,并进行合格评定。
3.质量管理:建立质量管理体系,从材料采购、施工过程控制到工程验收等环节,严格控制质量。
总结起来,我国水泥混凝土路面设计方法涵盖了材料选择、路面结构设计、施工工艺和质量控制等多个方面。
在实际工程中,应根据具体情况进行合理选择和组合,确保水泥混凝土路面的耐久性、承载能力和平整度,保证道路的安全与舒适。
水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面设计水泥混凝土路面设计是道路工程设计的重要组成部分,其设计原则和规范的制定对保障道路的安全和使用寿命具有重要意义。
随着科技的进步和经验的积累,水泥混凝土路面设计规范也在不断完善和更新。
以下是最新规范下的水泥混凝土路面设计内容。
一、基本要求1.路面设计应满足道路使用功能的需要,保证安全、舒适和可持续使用。
2.路面设计应考虑当地气候条件、交通量和设备状况等因素,确定适当的厚度和结构形式。
3.路面设计应满足最低使用期限要求,并考虑日常维护和修复的便利性。
二、材料选择1.水泥:采用符合国家标准的水泥,确保材料质量和性能的稳定性。
2.粗细骨料:采用符合国家标准的骨料,保证骨料的强度和稳定性。
3.混凝土配合比:根据设计要求,选择合适的配合比,确保混凝土的强度和耐久性。
三、路面厚度设计1.路面厚度应根据设计交通量、使用年限和地质条件等因素确定,确保路面的承载能力和使用寿命。
2.路面厚度设计应满足最小标准厚度要求,并考虑增加适当的厚度以提高路面的耐久性。
3.路面厚度设计应考虑垮塌、裂缝和变形等因素,避免由于路面不均匀沉降引起的损坏。
四、路面结构1.路面结构形式应根据设计交通量和地理条件等因素确定,包括刚性路面、半刚性路面和柔性路面等形式。
2.刚性路面一般适用于交通量较大的道路,半刚性路面适用于交通量适中的道路,柔性路面适用于交通量较小的道路。
3.路面结构形式应考虑降低噪音、提高舒适性和减少油污等因素,并采取合适的措施进行防滑处理。
五、施工工艺1.路面施工应按照国家标准和规范的要求进行,采用适当的施工方法和工艺措施。
2.路面施工应进行充分的土质处理和水平校正,确保路面的平整度和纵坡要求。
3.路面施工应严格控制施工质量和厚度,避免出现坑洼、裂缝和不均匀沉降等问题。
六、养护管理1.路面养护管理应建立完善的制度和方案,包括定期巡检、维护和修复等工作内容。
2.路面养护管理应及时发现和处理路面损坏和缺陷,减少进一步扩大和加剧的可能性。
我国水泥混凝土路面设计方法

我国水泥混凝土路面设计方法1. 前言大家好,今天咱们来聊聊水泥混凝土路面设计的方法。
听到这个,可能有朋友会说:“水泥混凝土路面?这不是工程师的活吗?”没错,但咱们可以简单聊聊,让大家对这个话题有个大概的了解。
毕竟,路是我们生活中不可或缺的一部分,路好,心情也跟着好嘛!2. 水泥混凝土路面的基本概念2.1 什么是水泥混凝土路面?首先,水泥混凝土路面其实就是用水泥、砂石和水混合而成的一种路面。
你可以把它想象成一种“超级混合物”,就像做蛋糕时把面粉、鸡蛋、牛奶搅拌在一起,然后烤出美味的蛋糕一样。
只不过,这个“蛋糕”是供汽车、摩托车行驶的。
而且,水泥路面耐磨、抗压,简直是“公路界的硬汉”!2.2 水泥混凝土路面的好处水泥混凝土路面有不少优点哦。
首先,它的寿命长,维护少,简直是省心的代表;其次,它的承载力强,能承受各种重型车辆的碾压;最后,水泥路面平整,行驶起来更舒适。
这就好比你开车上了“平坦大道”,一路顺风,不用担心颠簸,谁不喜欢呢?3. 水泥混凝土路面设计的方法3.1 设计前的准备工作那么,如何设计出一条好路呢?首先要做的就是“量体裁衣”,也就是根据不同的交通需求和环境条件来制定设计方案。
你想啊,如果一条路只给小轿车设计,结果却有大货车频繁出入,那可就麻烦了。
设计前,得先了解清楚交通流量、车辆类型等数据,这些就像买衣服时要先知道自己的尺码一样,得合身才能穿得舒服。
3.2 设计的具体步骤接下来,咱们来聊聊具体步骤。
设计水泥混凝土路面一般分为几个步骤:1. 交通流量分析:这就像做“调查研究”,看这条路的使用情况。
2. 土壤调查:土壤是路面的基础,土质好,路面才能稳固。
就好比建房子得先打好地基,否则“墙倒屋塌”那可就惨了。
3. 材料选择:选择合适的水泥、砂石等材料,确保它们的质量好。
记住,材料是路面的“血肉之躯”,必须要认真对待。
4. 厚度设计:根据交通流量和土壤情况来确定路面的厚度。
这就像做蛋糕时,面糊不能太薄,也不能太厚,要刚刚好,才能烤出美味。
公路水泥混凝土路面设计规范

公路水泥混凝土路面设计规范一、材料选用水泥混凝土路面的材料应选用优质的水泥、细骨料、粗集料和水。
水泥应符合国家标准,细骨料和粗集料应具有一定的强度和稳定性。
混凝土的配合比应根据路面荷载和环境条件来确定,以确保路面的强度和耐久性。
二、路面结构设计水泥混凝土路面的结构应根据路面所承受的荷载和交通流量来确定。
一般而言,路面结构包括基层、底基层、底盖层和面层。
基层应采用优质的填料,底基层和底盖层应采用适当的厚度和强度。
面层应采用均匀的水泥混凝土,厚度一般为15-25厘米。
三、施工工艺要求在水泥混凝土路面施工过程中,应按照统一的施工工艺和施工要求进行。
主要包括以下几个方面:1.土地平整:施工前需对土地进行平整处理,确保路面基层的平整度。
2.基层浇筑:基层的浇筑应均匀、连续,确保基层的强度和稳定性。
3.面层施工:面层施工分为铺筑、压实和养护三个阶段。
铺筑时,应保持水泥混凝土的均匀性和密实性。
压实时,应采用专业的压路机进行,确保路面的平整度和密实度。
养护时,应进行适当的养护措施,以促进混凝土的硬化和强度发展。
四、质量控制水泥混凝土路面的质量控制是保证路面质量和使用寿命的关键。
在施工过程中,应进行严格的质量控制,包括对材料的检测和验收、施工工艺的控制和全过程的质量监控。
同时,还应进行定期的检查和维护,及时发现和处理路面的缺陷和损坏。
五、使用寿命维护水泥混凝土路面的使用寿命维护是保持路面长期使用的重要措施。
在使用过程中,应定期进行巡查和维护,及时处理路面的裂缝、变形和冲刷等问题。
同时,还应进行定期的修复和养护,以保持路面的平整度和功能。
综上所述,水泥混凝土路面设计规范是确保公路建设质量和使用寿命的重要保障。
通过合理的材料选用、路面结构设计、施工工艺要求和质量控制,以及定期的维护和养护,可以使水泥混凝土路面具备良好的强度、稳定性和耐久性,满足公路交通的需要。
水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面设计水泥混凝土路面是道路建设中常用的路面类型,它具有强度高、耐久性好等优点,但其设计和施工过程中需要注意一些关键问题。
路面结构水泥混凝土路面的结构一般为:路面表层、基层和底层。
其中,路面表层是直接承受车辆荷载的层,是路面的耐久层;基层主要承受荷载分布于整个路面的作用,起到了均匀传递载荷的作用;底层则是为了减小地基沉降而设置的。
具体来看,水泥混凝土路面的结构如下所示:•路面表层:水泥混凝土面层•基层:水泥稳定碎石层•底层:碎石或湿土层路面设计车道宽度设计在水泥混凝土路面设计中,首先要确定车道宽度。
车道宽度一般可以根据不同的车辆通行量和车辆类型以及道路用途而进行设计。
常用的方法有:•根据设计车速和车辆类型选取标准车道宽度•根据车辆通行量和道路用途等因素确定车道宽度路面厚度设计水泥混凝土路面的主要结构是由水泥混凝土层构成,因此在路面设计中,需要根据不同的使用条件,按照一定的厚度要求来设计路面。
路面设计中确定厚度时需考虑以下因素:•路面结构:要求各层结构厚度合理。
•交通荷载:需要考虑设计年限内的车辆通行量及类型,计算得出车辆引起的荷载。
•路面类型:降低路面等级可以减少厚度和成本。
基层厚度设计基层厚度设计是水泥混凝土路面设计中的关键环节,基层结构是影响路面耐久性和运行状况的主要因素。
基层厚度应根据地基土壤承载力及所选材料的性能特点,采用试验和计算方法进行。
施工要点水泥混凝土路面的施工是确保路面质量的关键。
在施工过程中,需要注意以下要点:•批量施工,保证混凝土配合比准确。
•严格控制施工平整度和厚度,并保证道路质量和尺寸的精度。
•采用合适的光洁度和防滑性的表面处理方法,确保行车安全。
•对于白天和晚上的建设,应有不同的安全措施和设施。
水泥混凝土路面设计和施工关乎到道路质量和使用寿命,需要仔细论证和科学规划。
在路面设计和施工中,需要注意车道宽度、路面厚度和基层厚度等关键要点,并严格控制施工过程中的各项参数,确保路面质量达到设计要求。
水泥混凝土路面施工设计

水泥混凝土路面施工设计首先,路面结构设计是水泥混凝土路面施工设计的重要内容之一、根据路面使用要求和实际工程条件,确定路面结构的厚度和层数。
常见的路面结构设计包括单层水泥混凝土路面结构、复合结构、增强结构等。
根据不同的设计要求,可以选择不同的路面结构形式。
其次,施工方法的选择也是水泥混凝土路面施工设计的重要环节。
施工方法的选择需要考虑到施工工艺、设备和材料供应情况、施工周期等因素。
常见的施工方法包括浇筑整体、预制块铺设、滚压等。
根据工程条件和要求,选择合适的施工方法是确保施工质量和工期的关键。
砼配合比设计是水泥混凝土路面施工设计的重要一环。
根据路面的使用要求以及材料的特性,制定合理的砼配合比,确保路面的强度和耐久性。
砼配合比设计需要考虑到砼的抗压强度、抗冻融性、耐久性等要求,并结合实际情况进行调整。
材料选用是水泥混凝土路面施工设计的重要内容。
根据路面的使用要求和设计要求,选择合适的水泥、骨料、粉煤灰等材料,并考虑材料的供应情况和成本因素。
材料选用需要充分考虑材料的质量和稳定性,以确保路面的使用寿命和安全性。
最后,施工工艺是水泥混凝土路面施工设计的关键环节之一、根据施工方法和要求,制定合理的施工工艺,包括基层处理、砼浇筑、抹光、养护等流程。
施工工艺需要考虑到施工条件和工艺要求,保证施工质量和工期的要求。
综上所述,水泥混凝土路面施工设计是根据路面使用要求和实际施工条件,进行路面设计和施工技术选择的过程。
该设计需要考虑到路面结构设计、施工方法选择、砼配合比设计、材料选用和施工工艺等内容,以确保路面施工质量和使用寿命。
在实际设计中,还需要考虑到施工条件、材料供应和成本等因素,并根据工程实际情况进行相应调整和优化。
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第六章 水泥混凝土路面设计1.设计资料新建永州至蓝山高速位于自然区划Ⅳ区,采用普通混凝路面设计,双向四车道,路面宽26m ,交通量年平均增长率为8.0%2.交通分析2.1使用初期设计车道每日通过标准轴载作用次数 根据昼夜双向交通量统计,有使用初期设计车道日标准轴载换算(小于40KN 的单轴和小于80KN 的双轴略去不计,方向分配系数为a=0.5,车道分sN配系数为b=0.8)。
=0.4×5274.11=2105.642.2使用年限内的累计标准轴次e N查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011),设计基准期为t =30a ,临界荷位处轮迹横向分布系数取=η0.2, 交通量年平均增长率g γ=8.0%,累计标准轴次(使用年限内的累计标准轴次):71074.1365]1)1[(⨯=⨯⨯-+=γγηg g N N t s e故此路属于重交通等级3.初拟路面结构查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)水泥混凝土面层厚度的参考范围:高速公路(重交通等级)安全等级为一级,变异水平为低级;按设计要求,根据路基的干湿类型,设计6种方案,并进行方案比选。
3.1干燥状态方案一:(1) 初拟路面结构初拟水泥混凝土面层厚度h=25cm 。
基层选用水泥稳定碎石,厚度h 1=15cm 。
底基层选用水泥稳定砂砾,厚度h 2=20cm 。
板平面尺寸选为宽3.75m ,长4.5m 。
纵缝为设拉杆平缝,横缝为设传力杆的假缝。
(2) 材料参数的确定1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011),普通水泥混凝土路面重型交通:设计弯拉强度f r 0.5=Mpa ,对应的设计弯拉弹性模量标准值E c =31Mpa 。
2、土基的回弹模量根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011),路基土干燥状态时,选用土基的回弹模量值:MPa E 450=161)100(∑=⨯⨯=ni i i s Pi N a b a N基层和底基层的回弹模量基层选用水泥稳定碎石,查《规范》(JTG D40—2011),水泥稳定碎石基层回弹模量选用:1500MPa E 1=底基层选水泥稳定砂砾,查《规范》(JTG D40—2011),水泥稳定砂砾底基层的回弹模量选用:14002=E Mpa 。
(3) 基层顶面的当量回弹模量和面层相对刚度半径参照《规范》(JTG D40—2011)基层顶面当量回弹模量计算公式:MPa h h E h E h E x 14362.015.014002.0150015.022222221222121=+⨯+⨯=++=12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x= ⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯++⨯+⨯2.01400115.0150014)20.015.0(122.014001215.01500233=1.355MN*m225.01436/355.112/1233=⨯==x x x E D ha =243.445143651.1122.651.1122.645.045.00=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---E E x 786.045143644.1144.1155.055.00=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--E E b x506.18745143645225.0243.431786.03100=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=E E E ah E x b x t (MPa)普通混凝土面层的相对刚度半径: 737.0506.187/3100025.0537.0537.033=⨯⨯==tcE E h r (4) 荷载疲劳应力计算 标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为: 026.125.0737.0077.0077.026.026.0=⨯⨯==--h r Ps σ(MPa)因纵缝为设拉杆平缝,接缝传荷能力的应力折减系数87.0=r k 。
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:462.2)7311400(057.0===v e f N K 。
根据公路等级,考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数30.1=c k 。
荷载疲劳应力计算为:857.2026.130.187.0462.2=⨯⨯⨯==Ps c r f pr K K K σσ(MPa )(5) 温度疲劳应力新建永州至蓝山高速位于自然区划Ⅳ区,查《规范》(JTG D40—2011)取最大温度梯度Tg =90(℃/m ),板长 4.5m ,L/r=4.5/0.737=6.106,可温度系数应力表,查普通混凝土板厚25.0=h m,61.0=x B m 。
最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力: 127.261.029025.03100010125=⨯⨯⨯⨯⨯==-x gc c tm B hT E a σ(MPa )温度疲劳应力系数t k ,查表得a=0.841,b=0.058,c=1.323,计算t k :502.0058.00.5127.2841.0127.20.5323.1=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=b fa f K cr tmtm r t σσ 计算温度疲劳应力:068.1127.2502.0=⨯==tm t tr K σσ(MPa )查《规范》可靠度设计标准,高速公路的安全等级为一级,变异水平低级,目标可靠度为95%。
再据查得的目标可靠度和变异水平等级,确定可靠度系数r γ=1.25()91.4)068.1857.2(25.1=+⨯=+tr pr r σσγ(MPa )≤0.5=r f (MPa ) 因而,所选普通混凝土面层厚度(25cm )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。
方案二:(1) 初拟路面结构初拟水泥混凝土面层厚度h=25cm 。
基层选用水泥稳定碎石,厚度h1=15cm 。
底基层选石灰粉煤灰碎石,厚度h2=20cm 。
板平面尺寸选为宽3.75m ,长4.5m 。
纵缝为设拉杆平缝;横缝为设传力杆的假缝。
(2) 材料参数的确定1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量因为设计为普通混凝土路面且交通等级为重交通等级,由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)得:设计弯拉强度 r f 0.5=Mpa ,弯拉弹性模量 31=c E Gpa 。
2、土基的回弹模量参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011),路基属于干燥状态,选用路基土基的回弹模量值: E =45(MPa )3、底基层和基层的回弹模量基层选用水泥稳定碎石,查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011),水泥稳定碎石的回弹模量选用:E1=1500MPa底基层选石灰粉煤灰碎石,查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011),的回弹模量选用:E2=1300MPa (3) 基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度,参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)中,按式(B.1.5)计算基层顶面当量回弹模量如下:13722.015.013002.0150015.022222221222121=+⨯+⨯==++=h h E h E h E x MPa12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x1233)2.01300115.015001(4)2.015.0(122.013001215.01500-⨯+⨯++⨯+⨯=982.4=(MN-m)352.01372/982.412/1233=⨯==x x x E D h (m)()[]()[]212.45.44/137251.1122.6/51.1122.645.045.0=⨯-⨯=⨯-⨯=-- E E a x()782.0)5.44/1372(44.11/44.1155.055.0=⨯-=-=-- E E b x()850.259)5.44/1372(5.44246.0284.4/3/1791.03/1=⨯⨯⨯== E E E ah E x bx t (MPa)普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3-2)计算为661.0850.259/3100025.0537.0/537.033=⨯⨯==t c E E h r (m ) (4) 荷载疲劳应力计算按式(B.1.3),标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为 961.025.0661.0077.0077.026.026.0=⨯⨯==--h r ps σ(MPa)因纵缝为设拉杆平缝,接缝传荷能力的应力折减系数87.0=r k 。
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: 506.2)10007813(057.0===ne f N K根据公路等级,由表 B.1.2,考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数30.1=c k 。
按式(B.1.2),荷载疲劳应力计算为 724.2961.03.1506.287.0ps =⨯⨯⨯==σσc f r pr K K K (MPa ) (5)温度疲劳应力新建永蓝高速公路属Ⅳ区,查《规范》表3.0.8可选取最大温度梯度Tg 应取86(℃/m )为86=g T (℃/m )。
板长4.5m ,809.6661.0/5.4/==r l ,由图B.2.2可查普通混凝土板厚 h=0.25m,61.0=x B 。
按式(B.2.2),最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为:22/61.08625.0310001012/5tm =⨯⨯⨯⨯⨯==-x g c c B hT E a σ(MPa ) 温度疲劳应力系数t k ,按式(B.2.3)计算为: 480.0058.0)0.52(841.020.5)(323.1tm tm =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=b f a f Kc r t t σσ再由式(B.2.1)计算温度疲劳应力为: 961.0066.2480.0tm tr =⨯==σσt K (MPa )查表3.0.1,高速公路的安全等级为一级,相应于一级安全等级的变异水平等级为低级,目标可靠度为95%。
再据查得的目标可靠度和变异水平等级,查表3.0.3,确定可靠度系数27.1r =γ。
按式(3.0.3)679.4)961.0724.2(27.1)(tr pr r =+⨯=+σσγ(MPa )≤0.5=r f (MPa )因而,所选普通混凝土面层厚度(25cm )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。