水泥混凝土路面设计参数有用

1、水泥混凝土路面设计参数(有用)1、水泥混凝土路面的力学及工作特点(1)水泥路面的力学特征混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量；水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度；板块厚度相对于平面尺寸较小，板块在荷载作用下的挠度(竖向位移)很小；混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度，会产生翘曲现象，如受到约束，会在板内产生翘曲应力；荷载重复作用，温度梯度反复变化，混凝土板出现疲劳破坏。(2)水泥混凝土路面的力学模式弹性地基上的小挠度薄板模型；弹性地基：因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小，不超过材料的弹性区域；弹性板：因为板的模量高，应力承受能力强，一般受力不超过弹性比例极限应力，挠

2、度与板厚相比很小水泥混凝土路面设计理论：弹性地基上的小挠度薄板理论。(3)水泥混凝土路面的工作及设计特点抗弯拉强度低于抗压强度，决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度；车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应；温度差造成板有内应力，出现翘曲变形及翘曲应力，也有疲劳特性；板的使用还受限于支承条件，不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准(1)水泥路面的主要破坏类型断裂唧泥错台1 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）拱起 接缝挤碎（2）水泥路面的荷载作用重载作用（3）水泥路面的设计标准结构承载能力控制板不出现断裂，要求荷载应力与温度应力的疲劳综合作用满足材料的

3、设计抗拉强度，即:4 （b* + 仃即）/>.行驶舒适性控制错台量，要求设置传力杆（基层及结构布置满足）稳定耐久性控制唧泥与拱胀，要求基层水稳定性好，板与基层联结。3、水泥路面结构设计的主要内容2 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)(1)路面结构层组合设计；(2)混凝土路面板厚度设计；(3)混凝土面板的平面尺寸与接缝设计(4)路肩设计；(5)混凝土路面的钢筋配筋率设计4、水泥路面的轴载换算与交通分级(1)水泥路面的标准轴载及轴载换算(2)水泥路面的交通等级划分及设计基准期交通等级交通等级重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数(10, 000)>2000100-20003-100&

4、lt;3可靠度设计标准公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路安全等级一级二级三级四级设计基准期30302020目标可靠度(%)95908580目标可靠指标1.641.281.040.84变异水平等级低低-中中中-高第二节水泥路面弹性地基板理论1、小挠度弹性薄板假设3 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）薄板：板厚度 h远小于板中面的最小边尺寸b（如b/8 b/5）的板称为薄板；中面：平分板厚度h的平面；弹性曲面：薄板弯曲时，中面所弯成的曲面；挠度：中面内各点在横向的（即垂直于中面方向的 ）位移；小挠度弹性薄板：当板弯曲时因具有相当的弯曲刚度，中间弹性曲面所产生的挠度远小于板厚度的弹

5、性薄 板即称为小挠度弹性薄板；小挠度弹性薄板的基本假设：研究弹性地基上无限大板时，以弹性薄板小挠度问题为力学模型描述板体，在弹性力学理论中，对此有以 下三点假设：（1）中面的法线上各点形变分量极其微小，可以忽略不计；（2）中面的法线在板弯曲前后保持直线且垂直于中面，即：TZx=Tzy =0（3）中面上各点无平行于中面的位移，即：（U） z=0= （V） z=0 =02、三点假设的结论假设（1）:垂直于中面方向形变分量极其微小，可以略去不计；即：中面的任意一根法线上，薄板全厚 度内的所有点均具有相同的挠度。=0上直假设（2）:垂直于中面的法线，在弯曲变形前后均保持直线，并垂直于中面，无横向剪切应

6、变;由 Jw加 白M"州"W假设（3）:薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移Iu 一万 "-Ml=%"二0,即-，九|； 然3、板与地基接触的假设4 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)(1)完全接触假设：始终接触吻合，且可自由滑动(是在刚度差异大、板平面变形微小情况下的近似)，即接触面不脱空且剪应力视为零。(2)没有摩擦假设：板和地基之间没有摩擦，可以自由活动。4、地基模型假定(1)弹性半空间地基假定；(2)文克勒地基假设。5、弹性曲面的微分方程(1)几何方程:'=一 =丁£ =1= -Z,效 卡；*徐砂 揖少(2)物理方程：(用

7、挠度表示)区/产印、上ad2wK'gM萨)；丁一返旃(3)平衡微分方程:iT加嚣_四JCZ& 31yd x ；近： 3 A 日 X(4)薄板截面上的弯矩、扭矩和剪力5 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)Q*=Lr 飙="产(5)硅路面薄板的弹性曲面微分方程守(二y)写出Z方向的力的平衡方程，简化以后，略去微量，得到：。7叼'呼(/y) = Mx,y)-式孔y)第三节水泥路面的应力分析1、文克勒地基板荷载应力分析(1)文克勒地基K地基、弹簧地基。以反应模量 K表征的弹性地基，它假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比，而与其他点无关，即地基相当于由互不相联

8、系的弹簧组成，它因首先由捷克工程师文克勒提出而得名，也称为6 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)虱2)工太卬(元y)(2)三个车轮荷位(3)最大弯拉应力位置荷载中心处板底;荷位下板底；板表面距板角点x1的分角线上(4)威斯特卡德早期应力计算公式卜=凡)超4+0一2673)1叫=板中荷位：艮办3口；当荷载圆半径较小，与板厚相差不大时，板受力接近厚板，需修正，即：R<0,5h时，用当量计算半径代替 R, h = JL6# +1 -。675人。4=2.116(1 + 0.544)(4 + 0.0的75点"”今1 + 0.4心与板边荷位：以及五f ,5一五1-(浮严吟;也=响7；4

9、=0%以-0及华刍板角荷位：7 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)(5)威斯特卡德公式的试验修正公式角隅修正威氏公式是理论推导得来的，与实际情况有出入。美国1930年在阿灵顿进行了试验路，对公式进行了修正。板体与地基紧密接触时，不修正，理论值近似于实测值;板底脱空时，实测比计算大30%50%需修正,Kelly提出板角修正式：'' '''' 1板边修正板与地基保持接触时，不修正；而与地基脱空时,Kelly修正式:?1： D=2.1H(l + 0.54Aj(te- + -lS-板中修正实测板中应力小于理论值，说明地基不完全符合文克勒地基的假定;应

10、力表达通式2、弹性半空间体地基板的荷载应力分析(1)弹性半空间地基是以弹性模量和泊松比表征的弹性地基，假设地基为一各向同性的弹性半无限体，在荷载作用下其顶面上任一点的挠度不仅同该点的压力有关，也同其它各点的压力有关。根据Hogg理论：无限大圆板上作用轴对称竖向荷载q(r)时，竖向位移表达式:8 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）武r）=2（1"）j事舟）靖4 o（2）弹性半空间地基上薄板的理论解“r)-轴对称条件下的径向、切向弯矩表达式:荷载在板中时，圆形均布荷载下，板在单位宽度内产生的最大弯矩:荷载圆离计算点一定距离时，可将其视为作用在圆心的集中力，其弯矩解:M/=（金+4B）

11、尸=用尸；% =出+ 4.且）尸=项F ；（3）多轮荷载作用下板的应力计算工此=豳口1g+ % 海户+向”+必）| ；工般尸三+般门+切:会/产+河门8/户+河川）（4）弹性半空间地基有限尺寸板弹性半空间地基有限尺寸板，荷载作用在板边、板角时（上述计算荷载在板中，且认为板尺寸远大于荷载尺寸）；弹性地基上有限尺寸板的解答；规范中设计方法给出的计算诺模图采用了有限元计算方法，有限元计算方法是一种数值方法。9 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)3、水泥路面板的荷载应力有限元分析(1)水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析特点可以按板块的实际大小求解有限尺寸板，从而消除无限大半的假设所带来的误差可以考

12、虑各种荷载状况(包括荷载组合和荷载位置)；可以考虑板的实际边界条件，如接缝的传荷能力、板和地基的脱空。可以得到整个板体的应力和位移场，从而全面了解板的受力。(2)水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析结果4、弹性地基双层板的荷载应力分析(1)上下层完全分离口 一 £鬲 r，. 一10 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)(2)上下层完全结合D _息/w十%十目口&卢启&J，+%512124(£4描5、水泥混凝土路面的温度应力分析(1)胀缩应力：温度均匀变化时产生(2)无限大板的翘曲应力板内任一点在温差影响下的应变:任一板中部受到地基摩阻力作用，板中心点不产生平

13、面位移，&x=ey=0,因此:板纵向边缘中部或窄长板，£ x= 0 , ay=o,因此：<rx =nF(3)有限尺寸板的翘曲应力当气温变化较快时，由于混凝土板导热性能差，在板内产生温度差，当气温升高时板中部有隆起趋势，当气温降低时板边缘和角隅有翘起趋势。由于板的自重、地基反力和相邻板的约束作用，使部分翘曲变形受阻，从而使板内产生应力，这种应力即称为水泥混凝土板的翘曲应力。威斯特卡德对文克勒地基的作进一步假定来计算温度应力：1)温度沿板断面呈线性变化；2) 板与地基始终保持接触；3)不计板自重。11 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)(4)温度线性分布时翘曲应力温度沿

14、板断面呈线性变化:板边中点:弹性半空间体地基时:其中:吟或2cos4 t<>sh Asin 2用+sinh 2A计算J：时,计算CJ时,(5)温度非线性分布时翘曲应力计算对于较厚的板，采用温度沿板断面呈直线分布的假设，即按板顶和板底的温度差确定的温度梯度计算的温度翘曲应力，会得到偏大的温度翘曲应力值。为此，应考虑由于温度的非线性分布而引起的内应力。我国规范的温度应力计算：第四节路面结构的可靠度1、结构的极限状态12 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）此特定状态称为该功能整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，的极限状态。2、结构的极限状态分类（D

15、承载力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力，出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形。（2）正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。3、结构可靠性的含义）完结构可靠性是指结构在规定时间（设计基准期）内、规定条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护成预定功能的能力。其功能要求为：（1）安全性；（2）适用性；（3）耐久性。当结构或构件超过承载能力极限状态，就可能产生以下后果：（1）由于材料强度不够而破坏，或因疲劳而破坏；（2）产生过大的塑性变形而不能继续承载，结构或构件丧失稳定；（3）结构转变为机动体系。超过这一极限状态，结构或其构件就不能满足其预定的安全性要求。结构的

16、功能要求：（1）安全性：结构应能承受在正常施工和正常使用的情况下可能出现的各种作用，在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构仍能保持必需的整体稳定性，不致发生倒塌。（2）适用性：结构在正常使用期间应具有良好的工作性能。如，不发生过大变形、振幅、过宽裂缝等，以 免影响正常使用。（3）耐久性：结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能，以保证结构能够正常使用到预定 的设计使用期限。4、正态分布概率密度曲线有三个数字特征（1）平均值n一R =丹13 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）(2)标准差cr =上-1打一1(3)变异系数(4)正态分布的概念正态分布的概率密度函数:Da越大，曲线越

17、扁平，随机变量分布越分散。5、结构上的“作用”（D直接作用：是指直接以力的不同集结形式（集中力或均布力）施加在结构上的作用，通常也称为荷载。（2）间接作用：是指能够引起结构外加变形和约束变形，从而产生内力效应的各种原因。荷载的分类（随时间的变异性分类）永久荷载（恒荷载）：在结构设计基准期内，其作用量值不随时间变化，或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载。14 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)可变荷载(活荷载)：在结构设计基准期内，其作用量值随时间而变化，其变化幅度与平均值相比不可忽 略不计的荷载 。偶然荷载：在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷载。6、

18、作用与作用效应的不确定性恒载：材料密度变化，施工偏差引起构件尺寸变化。活载：大小和位置均变化(超载、减载)。7、结构抗力的不确定性(1)结构材料性能的变异性，是影响结构抗力的主要因素；(2)结构构件的几何参数的变异性；(3)结构构件抗力计算模式的不确定性。8、结构可靠性(D引入结构的功能函数：Z = R-S =抗力一作用；(2)目标可靠指标(object )用目表示，为使结构设计安全可靠，经济合理，应对不同情况下的可靠指标 作一规定，来作为设计的依据。9、可靠度的几何解释和计算方法(1)两个正态变量 R和S的标准差相等，则为平均值点到失效边界上的最短距离。15 / 36水泥混凝土路面设计参数(

19、有用)(2)当极限状态方程中包含多个正态分布随机变量时，根据由两个随机变量情形得出的定义，此时求得可靠度指标是新坐标体系中原点到极限状态曲面的法线距离。(3)计算方法：Monte - Carle 法、一次二阶矩法、JC法等。10、水泥混凝土路面可靠度的定义定义：在规定的设计使用年限内，在环境条件和荷载作用下，路面能够发挥其预期功能的概率。我国水泥混凝土路面设计方法：路面板的车辆荷载疲劳应力及温度疲劳应力之和小于混凝土的极限抗折强附公式左边三项分别代表：可靠度系数、荷载疲劳应力和温度疲劳应力；右边是水泥混凝土面板材料的极限抗折强度。%十511、水泥混凝土路面可靠度的概念“或路面结构的疲劳寿命，可

20、采用双参数的威布尔分布，其关系如下式：设计年限内累计当量标准轴载，可采用对数正态分布，其标准差和变异系数,-圾之 3 ； R = F（旌 N 酌）/ =16 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）第五节水泥路面的设计参数1、设计基准期、目标可靠度和目标可靠度指标可靠度设计标准公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路安全等级一级二级三级四级设计基准期30302020目标可靠度（为95908580目标口靠指标1.641.281.040.84变异水平等级低低-中中中-高2、材料参数与结构参数的变异性范围变异系数的变化范围变异水平等级低中高水泥混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量<0.100.1

21、0<Cv<0.150.15<Cv<0.20基层顶面当量回弹模量<0.250.25<Cv<0.350.35<Cv<0.55水泥混凝土面层厚度<0.04 0.04<Cv<0.060.06<Cv<0.0817 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）3、对应于目标可靠度的可靠度系数可靠度系数变异水平等级目标口靠度（的95908580低1.20-1.331.09-1.161.04-1.08-中1.33-1.501.16-1.231.08-1.131.04-1.07高-1.23-1.331.13-1.181.07-1.11

22、4、交通分级指标交通等级交通等级重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数（10,000）>2000100-20003-100<35、混凝土材料要求混凝土弯拉强度标准值交通等级重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值（Mpa5.0 55.0 4.5 4.0钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（Mpa6.0 6).0 5.5 5.06、垫层要求水泥混凝土路面最小防冻厚度（M路基干湿类型路基土质当地最大冰冻深度（m0.50-1.001.01-1.501.51-2.00>2.00中湿路基低、中、高液限粘土0.30-0.500.40-0.600.50-0.700.60-0.95粉土，粉质低、中液限粘土0

23、.40-0.600.50-0.700.60-0.850.70-0.11潮湿路基低、中、高液限粘土0.40-0.600.50-0.700.60-0.900.75-1.20粉土，粉质低、中液0.45-0.700.55-0.800.70-1.000.80-1.3018 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)限粘土7、温度梯度最大温度梯度标准值Tg公路自然区划H、VmIV、VIVU最大温度梯度(摄氏度/m)83-8890-9586-9293-98第六节水泥路面结构组合设计1、水泥混凝土板(1)面板要求面板要求面层类型适用条件普通混凝土面层各级公路连续配筋混凝土面层高速公路沥青上面层与连续配筋混凝土或横

24、缝设传力杆的普通混凝土卜面层组成的复合式路面特重交通的高速公路碾压混凝土面层二级及二级以下公路、服务区停车场钢纤维混凝土面层标高受限路段、收费站、混凝土加铺层和桥面铺装矩形或异形混凝土预制块面层服务区停车场、二级及以下公路桥头引道沉降未稳定段(2)厚度要求水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级重19 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)公路等级高速1一级 二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中向层厚度(mm)>260>25C)>240270-240260-230250-220交通等级中等轻公路等级二级三、四级三、四级三、四级变异水平等级高中高中高中面层厚度(mm)240

25、-210230-200220-200<230<220(3)面板构造深度要求各级公路水泥混凝土面层的表层构造深度( mm)要求公路等级高速公路、一级公路二、三、四级公路一般路段0.70-1.100.50-0.90特殊路段0.80-1.200.60-1.002、基层(1)基层要求刚度和稳定性；厚度要求；基顶当量回弹模量要求(2)基层类型要求交通等级适宜各交通等级的基层类型基层类型特重交通特重交通贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层中等或轻交通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层(3)基层厚度要求各类基层厚度的适宜范围20 / 36水泥混凝土路面设

26、计参数（有用）基层类型厚度适宜的范围（mm）贫混凝土或碾压混凝土基层120-200水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层150-250沥青混凝土基层40-60沥青稳定碎石基层80-100级配粒料基层150-200多空隙水泥稳定碎石排水基层100-140沥青稳定碎石排水基层80-1003、垫层遇有下述情况时，需在基层下设置垫层：（1）季节性冰冻地区，地面总厚度小于最小防冻厚度要求时，其差值应以垫层厚度补足;（2）水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层；（3）路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设半刚性垫层。4、路基土基：（1）干湿类型保证；（2）填料；（3）密实、稳定和均匀第七

27、节我国水泥路面设计方法1、设计流程21 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)监路育丽跖厚度梯度小可停度接兼传抑能 力的施力斫H系敷匕交算水 平等细初E路面 结构构疏荷候劳应 力系数4行军荷就废带魔力方大发度威力计基施鹦事行变轴次M2、荷载疲劳应力分析(1)临界荷位概念：最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏最大的位置-临界荷位。(2)临界荷位位置：混凝土板的纵向边缘中部(3)荷载疲劳应力计算各类接缝的传荷系数及规范取值22 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）非受有板边的挠度仆受荷板边的掩度接缝类型挠度传荷系数Ew （%）应力传荷系数kj设传力杆胀缝>60<0.82不设传力杆胀缝50-

28、550.84-0.86设传力杆缩缝>75<0.75设拉杆平口纵缝35-550.80-0.91设拉杆企口纵缝77-820.72-0.74考虑轴载累计作用次数的疲劳应力系数标准轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力.=0.077严口产r= 0.537九综合系数kc综合系数kc公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.103、基层顶面当量回弹模量和计算回弹模量（D新建公路：规范中采用三层体系，按等弯曲刚度原则换算回弹模量和厚度将基层和底基层（或垫层）23 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）殳用十 %瓦（2）旧路加铺：原有沥青路面加铺水泥混凝土路面

29、时_ 13739"JL04（3）路基和结构层参数垫层和基层材料回弹模量经验参考值范围材料类型回弹模量（Mpa）材料类型回弹模量（Mpa）中、粗砂80-100石灰粉煤灰稳定粒料1300-1700天然砂砾150-200水泥稳定粒料1300-1700未筛分碎石180-220沥青碎石（粗粒式，20摄氏度）600-800级配碎石层（垫层）200-250沥青混凝土（粗粒式，20摄氏度）800-1200级配碎石层（基层）250-350沥青混凝土（中粒式，20摄氏度）1000-1400石灰土200-700多空隙水泥碎石（水泥剂量 9.5%-11%）1300-1700石灰粉煤灰土600-900多空隙水

30、泥碎石（20摄氏度，沥青含量2.5%-3.5% ）600-8004、温度疲劳应力临界荷位处的温度应力:24 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)=鬲%I; % 一瓦5、设计标准6、设计示例公路自然区划口区拟新建一条二级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，路面宽9m,经交通调查得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为2100次，试设计该路面的厚度。(1 )交通分析二级公路的设计基准期查表为20年，其可靠度设计标准的安全等级查表为三级。临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数查表查表取0.39 o取交通量年增长率为5%。设计基准期内的设计车道标准荷载累计作用次数按公式计算。品二一十即-1口 ? =

31、 21。虫+。.西，卜355 乂 0多二g物工9gr0.05,属重交通等级；(2)初拟路面结构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，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5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为不设传力杆的假缝。(3)路面材料参数确定取重交通等级的普通混凝土面层弯拉强度标准值查表为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值查参考值表为31GP 。根据中湿路基路床顶面回弹模量经验参考值表，取路基回弹模量为30MPa,根据垫层

32、、基层材料回弹模量经验参考值表，取低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量为600MPa,水泥稳定粒料基层回弹模量为1300MPa。25 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)(4)计算基层顶面当量回弹模量= 1013()_ BOOxg.lS3-k600x0.15a点+启01剂+。乃'屈阂渴的1 1 丫目 12124 友 E也J13000,183 5000,153 (0.15 + 0,15)71.1 T1-121241.1300x0.13 600x0.15J=2.57(山® 加)2 耳122/%=即12x2 57/1013 = 0312M ；a - 6.221-1 51=6 22

33、x 1-1 51,1013-0.45二 4293& =渥埒孑)心5= 1-1 44 x435= 0.792= 165(M%)1/5= 4 293x0 312(5)荷载疲劳应力普通混凝土面层的刚度半径r = Q.537隔句区-0.537 x 0,22 x V31W7155 = Q,67荷载应力卜示准轴载在临界荷位处产生的荷载应力：仃”=0.077产。礴入t =0 077k0.677cjs x0.22 1.259(小&)修正系数确定26 / 360.S7 ；考虑设计基准期内荷载应力累计疲水泥混凝土路面设计参数(有用)因纵缝为设拉杆平缝，查表得到接缝传荷能力的应力折减系数:劳作用的疲

34、劳应力系数:二叫=(988"11浮'=2.504,根据公路等级，查表得到考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数：修正的荷载疲劳应力= 0,87x 2.504 x 1.20x1,255 = 3.29)(6)温度疲劳应力参数口区最大温度梯度查表取88 (C/m)。板长5m, L/r=5/0.67=7.46,由查图得普通混凝土板厚h=0.22m ,Bx=0.71 。按公式计算最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力:1文】07 >:31000 0,2222(7)计算温度疲劳应力系数0,828 x213、1323-0.041= 0.53285%。由查得的目标可靠度和变异水

35、平等级，查表确定可靠度系数为1.13 。(8)计算温度疲劳应力cr力= 0 532x2 U = 1(9)可靠度系数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(10)判断结构是否满足要求y/仃/ +) = 1.13x 029 + 1.B) = 490MF$ <4 = 5.0 的以27 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)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第八节路面养护与评价方法1、公路技术状况评定公路技术状况用公路技术状况指数MQI和相应的分项系数表示，其值为 0-100;表 16-8-1公路

36、技术状况评定标准评价等级优良中次差MQI及各项分项指标>=90>=80,<90>=70,<80>=60,<70<602、路基路面损坏类型(1)沥青路面11类21项龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、坑槽、松散、沉陷、车辙、破浪拥包、泛油、修补。(2)水泥混凝土路面 11类20项破碎板、裂缝、板角断裂、错台、唧泥、边角剥落、接缝料损坏、坑洞、拱起、露骨、修补。(3)路基损坏类型8类路基边沟不洁、路肩损坏、边坡崩塌、水毁冲沟、路基构造物损坏、路缘石缺损、路基沉降、排水系统淤(4)砂石路面6类路拱不适、沉陷、波浪搓板、车辙、坑槽、露骨3、公路技术状况评

37、价MQI评价系统如图28 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）条件不具备的三、四级公路，路面平整度可采用三米直尺人工检测，检测结果按表16-8-2评定。0.95 。QI评价系统说明:MQI 公路技术状况指数;POI路面使用性能指数( Pavement Quality or Performance Index)SCI路基技术状况指数( Subgrade Condition Index )BCI桥隧构造物技术状况指数( Bridge , Tunnel and Culvert Condition Index)TCI沿线设施技术状况指数( Traffic-facility Condition Ind

38、ex)PCI路面损坏状况指数(Pavement Surface Condition Index )RQI路面行驶质量指数(Riding Quality Index )RDI 路面车辙深度指数( Rutting Depth Index )SRI路面抗滑性能指数( Skidding Resistance Index )PSSI路面结构强度指数( Pavement Structure Strength Index)4、路面破损检测路面损坏状况检测，宜采用自动化的快速检测方法，条件不具备时，可人工检测。采用快速检测设备检测路面损坏时，应纵向连续检测，横向检测宽度不得小于车道宽度的 70%,检测设备90

39、%H 上1mm以上的路面裂缝，检测结果宜采用计算机自动识别，识别准确度应达到5、路面平整度检测路面平整度宜采用快速检测设备，可结合路面损坏和车辙一并检测。单独检测路面平整度时，宜采用高精路面平整度检测设备必须定期标定，每年至少标定一次，标定的相关系数应大于29 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)表16-8-2路囿平整度人，评定标准技术等级优良中次差RQI>=90>=80,<90>=70,<80>=60,<70<60三米直尺(mm)<=10<=12,>10<=15,>12<=18,>15>18颠簸

40、程度无颠簸，行车平稳有轻微颠簸，行车尚平稳有明显颠簸，行车/、平稳严重颠簸，行车很/、平稳非常颠簸，非常不平稳6、路面其他检测(1)路面车辙检测路面车辙宜采用快速检测设备，可结合路面损坏和路面平整度一并检测。路面车辙检测设备必须定期标定，每年至少标定一次，根据断面数据计算路面车辙深度(RD),计算结果以10m为单位长期保存。(2)路面抗滑性能检测路面抗滑性能检测宜采用基于横向力系数的路面抗滑性能检测设备或其他具有可靠数据标定关系的自动化检测设备。检测设备必须定期标定，每年至少标定一次。路面抗滑性能检测数据(横向力系数)应以20m为单位长期保存。(3)路面结构强度检测路面结构强度宜采用自动检测设

41、备检测。7、检测频率和要求公路技术状况评定所需数据的最低检测与调查频率按表16-8-3的规定执行。16-8-3最低检测与调查频率路面损坏(PCI)路面平整度(RQI)抗滑性能(SRI)路面车辙(RDI)结构强度(PSSI)路面沥青高速、一1年1次1年1次2年1次1年1次抽样检测30 / 36水泥混凝土路面设计参数(有用)PQI级公路- .一四级公路1年1次1年1次水泥混凝土高速、一级公路1年1次1年1次2年1次- .一四级公路1年1次1年1次砂石1年1次路基SCI1年1次桥隧构造物BCI米用最新桥梁、隧道、涵洞技术状况评定结果沿线设施TCI1年1次8、公路技术状况评定(1)评定要求：公路技术状

42、况评定以1000m路段长度为基本评定单元。(2) MQI确定：公路技术状况指数mqi按下式计算：MQI = w陶工PQI + 1kse I + w“邰1，明灯【(|； 其中上式中：1.旧| PQI在MQI中的权重，取值为 0.70 ; SCI在MQI中的权重，取值为 0.08 ;恒,取3BCI在MQI中的权重，取值为0.12 ;TCI在MQI中的权重，取值为 0.10。(3)路面使用性能(PQI)沥青路面使用性能评价包括路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度五项技术内容。其中路面结构 强度为抽样评定指标，单独计算与评定，评定范围根据路面大中修养护需求、路基的地质条件等自行确定。水泥混凝土路

43、面使用性能评价包括路面损坏、平整度和抗滑性能三项技术内容；砂石路面使用性能评价 包括路面损坏一项技术内容。31 / 36水泥混凝土路面设计参数（有用）路面使用性能指数（PQI）按下式计算：PQ1=* M'rQ|RQ1 +/%RjSRI表16-8-4 PQI分项指标权重路面类型权重高速、一级公路二、三、四级公路沥青路面0.350.60u RQI0.400.40ItRDl0.15Wsai0.10水泥混凝土路面“K I0.500.60m'rqi0.400.40WSM0.10（4）路面损坏（PCI）路面损坏用路面损坏指数（PCI）评价，PCI按下面两式计算。PCI = IOO-DR式中：DR-路面破损率（ Pavement Distress Ratio ），为各种损坏的折合损坏面积之和与路面调查面 积之百分比（%）。（5）路面行驶质量RQIRQI 二1001十%靖1Kl?式中：IRI国际平整度指数；a0