水泥混凝土路面工程课程设计

1、水泥混凝土路面工程 课程设计 一、设计资料 青海某地拟建一条公路，交通调查如下：解放CA10B车950辆/日，黄河JN150 车200辆/日，东风EQ140车250辆/日，交通SH141车800辆/日，交通量平均 增长率为7% 土质为中液限粘土，平均稠度为1.08，土基回弹模量吕=45MPa, 季节性冰冻地区，冰冻深度为1.2米。详细交通组成表如下: 车型 P G 解放CA10B 前轴 19.4 1 1 后轴 60.85 1 1 黄河JN150 前轴 49.00 1 1 后轴 101.60 1 1 东风EQ140 前轴 23.70 1 1 后轴 69.20 1 1 交通SH141 前轴 25.

2、55 1 1 后轴 55.10 1 1 、设计内容 1、根据设计资料要求，确定路面等级和面层等级; 路面等级：路面等级由公路等级划分，而公路等级又由交通量确定。水泥 混凝土路面设计年限取20年，则由已知的：“解放CA10B车950辆/日，黄河JN150 车200辆/日，东风EQ140车250辆/日，交通SH141车800辆/日，交通量平均 增长率为7%，按交通量计算公式： 皿 365N（1）t 1/365/20 20 2200*365 / 7%*（17%）1/365/20 4510 可计算出交通量Ne=4510辆/日。 换算成小客车的交通量Ne =4510*2=9020辆/日（换算系数为2）。

3、 由此查公路分级与技术标准（道勘P7）可知此公路等级为双车道的二级公路。 则路面等级查表（教材P25表1-11 ）可知为高级路面 换算为标准轴载的作用次数: 轴载换算 车型 Pi i Ni Ns吨严 解放CA10B 前轴 19.4 1 950 0 后轴 60.85 1 950 0.3400 黄河JN150 前轴 49.00 1 200 0.0022 后轴 101.60 1 200 257.8276 东风EQ140 前轴 23.70 1 250 0 后轴 69.20 1 250 0.6913 交通SH141 前轴 25.55 1 800 0 后轴 55.10 1 800 0.0577 np 16

4、 100)25892 由（表16-20教材P479），二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。 由（表 16-3教材P456）横向分布系数为0.39。交通量年平均增长率7%。 则设计基准期内设计车道标准轴载累积作用次数为 Ne Ns(1 gj 1*365 gr 258.92*(17%)201*365*0.39 7% 1.51E6 查（表 16-4教材P459）可知路面面层等级为重交通 2、初拟路面结构 由（教材P477）查的，初拟普通水泥混泥土路面层厚度为 h=0.26m,基层选用 水泥稳定碎石（水泥用量为5%）,厚为h1=0.22m。底基层厚度为h2=0.20m的级 配碎石。普通水泥混

5、凝土板的平面尺寸宽为 3.75m,长为5.0m。纵缝为设拉杆平 缝，横缝为设传力杆假缝。 3、材料参数的确定 (1)混泥土的设计弯拉强度与弹性模量 由(表16-11教材P474)取普通混泥土面层的弯拉强度标准值 fr 5MPa, 相应弯拉弹性模量标准值为Ec 31GPa (2) 土基的回弹模量 路基回弹模量取E。45MPa。由表16-14 (教材P474)水泥稳定粒料基层 回弹模量取巳1500MPa，天然砂砾回弹模量取E2 250MPa。 按式16-53教材P481，计算基层顶面当量回弹模量如下: Ex h12E1 h；E2 0.222 1500 0.202 250 Dx h； h； E1h1

6、3 E2h； 0.222 0.202 h1h2 2 934.389MPa 12 12 33 1500 0.22250 0.20 E h E 2人2 0.22 0.20 2 12 12 1500 0.22 250 0.20 3.413MNm hx 12 3.413 .934.389 0.353m 6.221 1.51(E) 0.456.22*11.51*( E0 934.389)0.45 45 3.82 Et 1 1.44(E) 0.551 1.44*( E0 .bEx 1/3 ahx E() E0 型鰹)侮0.728 45 3.82*0.353 0.728 *45*( 934.389)1/32

7、21.39 45 普通混凝土面层的相对刚度半径按(16-52bP481)计算为 r 0.537*0.26*3 31000 221.39 0.725 4、荷载疲劳应力计算 按式(16-52aP481)，标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为 ps 0.077r0.6h 20.077*0.725 0.6*0.26 20.939MPa 因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数kr 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kf NeV (1.51E6严72.25。根据 公路等级，由公路水泥砼路面设计规范 (JTG D40-2002)附录B,考虑偏载和 按式(，荷载疲劳应力计

8、算为 pr krkfkc ps 0.87*2.25*1.30*0.9392.39MPa 5、温度疲劳应力 由（表16-28教材P483）, VII区最大温度梯度区98C/ m。板长1 5m , 1 /r 5/ 0.7256.70由（图16-14教材P483）可查普通混凝土板厚 h 0.26m, Bx 0.58,按（式16-56教材P483）,最大温度梯度时混凝土板的温 度翘曲应力计算为 tm c EchT g -Bx 2 1E 5*31000*0.26*98 *0.58 2 2.291 温度疲劳应力系数kt，由（表16-29教材P484）可得，自然区划为VII 区, 式中：a=0.834,b=0.052,c=1.270. 按（式 16-57 教材 P483）计算为 kt (芦 tmy b 5 2.291 0.834*( 2.291)1.270 5 0.052 0.5 再由（式16-55教材P483）计算温度疲劳应力为 trkt tm 2.291*0.562 1.288MPa &可靠度计算 查（表16-20教材P479）,二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等 级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%再根据查的目标可靠度变异水平 等级