旧水泥混凝土路面加铺层设计

某地区二级水泥混凝土路面加铺层结构设计

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一、设计依据

《公路工程技术标准JTG B01-2003》

《公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2011》

《路面工程》西南交通大学出版社滕旭秋主编

当地气候条件

原水泥混凝土路面详细资料

二、气候条件

查阅《沥青路面设计规范》得：

纬度：35.03°

多年平均最低气温：-14℃

最热7d多年平均最高气温：32℃

最高气温：36℃

最低气温：-18℃

冻结指数：105

极大值：154

平凉处于自然区划中Ⅲ2区，面层最大温度梯度为95 三．参数设定

1.旧混凝土路面资料:

旧混凝土面层厚度：280mm,总厚度为700mm.

旧混凝土面层版长度：5m

弯拉强度：4.5Mpa ,弯拉模量：29000Mpa

接缝应力折减系数：0.9

基层顶面回弹模量应采用落尘式弯沉仪量测或者进行梁式弯沉仪测量，在此处取为100M pa (与混凝土性质有关的指数v=0.057)

2.原公路等级为二级公路，使用年限为20年。变异等级：中级，可靠度系数为1.1

3.交通荷载：统一换算为标准轴载BZZ-100，日交通量为4000，路面已使用10年，年增长率为5%，为重交通。

车辆轮迹横向分布系数为0.35.

原道路为双向四车道，方向分配系数为0.5，车道分配系数为0.75

4. 根据公路水泥混凝土路面设计规范8.

5.1，确定加铺层采用结合式混凝土加铺方式。结合式加铺层厚度较小，不设拉杆和传力杆，接缝形式和位置与旧混凝土路面完全对应，接缝应力折减系数为1.0.

5.加铺层厚度为150mm,板长为5m,混凝土弯拉强度为5Mpa,弯拉模量为31000Mpa.

6．路面最小防冻层厚度为500mm。

四、设计结果及验算

根据Hpds软件的计算，得到的计算结果为：

水泥混凝土路面设计

设计内容: 旧混凝土路面上加铺层设计

公路等级: 二级公路

变异水平的等级: 中级

可靠度系数: 1.1

加铺层类型: 普通混凝土加铺层

加铺层结构型式: 结合式

序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量

号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重

(kN) (kN) (kN) (kN)

1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 4000

行驶方向分配系数.5 车道分配系数.75

轮迹横向分布系数.35 交通量年平均增长率 5 ％

加铺层混凝土弯拉强度 5 MPa 加铺层混凝土弯拉模量31000 MPa

加铺层混凝土面板长度 5 m 地区公路自然区划Ⅲ

混凝土面层最大温度梯度95 ℃/m 接缝应力折减系数.9

旧混凝土面层厚度280 mm 旧混凝土面层板长度 5 m

旧混凝土弯拉强度 4.5 MPa 旧混凝土弯拉模量29000 MPa 接缝应力折减系数.87 旧混凝土路面已使用时间10 年

基层顶面当量回弹模量ET= 100 MPa

HB= 150 rg= 1.546 SPS2= .53 SPR2= 1.28 BX2= .13 STM2= .76 KT= .21 STR2= .16 SCR2= 1.44 GSCR2= 1.58 RE2=-64.89 %

设计车道使用初期标准轴载日作用次数: 1500

旧混凝土路面的剩余设计基准期: 10 年

剩余设计基准期内标准轴载累计作用次数: 2410239

路面承受的交通等级:重交通等级

基层顶面当量回弹模量: 100 MPa

混凝土加铺层设计厚度: 150 mm

验算路面防冻厚度:

路面最小防冻厚度500 mm

混凝土加铺层厚度150 mm

改建前原旧路面总厚度700 mm

GSCR2= 2.08<5，疲劳应力检算满足要求

验算结果表明, 路面总厚度满足路面防冻要求.

五、设计结果

加铺层设置为结合式混凝土加铺层，加铺层板厚度为150mm,长度为5m。

通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:

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普通混凝土加铺层150 mm

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旧混凝土面层280 mm

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旧路面基(垫)层及路基