水泥溷凝土路面设计

1、路基路面工程课程设计 水泥混凝土路面设计 学校： 台州学院 学院：建筑工程学院 班级：08 土木 1 班 姓名： 陈挺 学号：0836220025 台州某路段二级公路水泥混凝土路面设计计算书 (1) 自然地理条件 台州地区计划修建一条双向二车道的高速公路，其中经过调查该路段地处 IV 4 区，路基为中液限粘土，采用普通混凝土路面，路面宽 9m( 3.75m x 2+0.75m X 2),路基宽度 10.5m。交通量调查得知，预测设计年初每日单向综合交通量 5000 次，交通组成和代表车型的技术参数分别如表 1 和表 2 所示，交通量年增长率为 5%。该路线沿线可开采砂砾、碎石，并有丰富的石灰、

2、水泥、粉煤灰、沥青等 材料供应。 (2) 交通分析 由可靠度设计标准表查得，二级公路的设计基准期为 20 年，安全等级 为三级。由混凝土路面临界荷载车辆轮载横向分布系数表查得，临界荷位处 的车辆轮载横向分布系数取 0.39。交通量年增长率为 5%。 近期交通组成与交通量 表 1-1 车型分类 代表车型 数量(辆/d) 一类 桑塔纳 695 二类 五十铃 1725 三类 解放 CA10B 1080 四类 黄河 JN150 800 五类 黄河 JN162 450 八类 交通 SH361 250 代表车型的技术参数 表 1-2 序 号 汽车 型号 总重 (kN) 载重 (kN) 前轴重 (kN) 后

3、轴重 (kN) 后轴 数 轮 组 1 桑塔纳 21 10 7 14 1 单 2 五十铃 42 20 14 28 1 单 3 解放 CA10B 80.25 40.00 19.40 60.85 1 双 4 黄河 JN150 150.60 82.60 49.00 101.60 1 双 5 黄河 JN162 174.50 100.00 59.50 115.00 1 双 6 交通 SH361 280.00 150.00 60.00 2X 110.00 2 双 标准轴载换算 表 1-3 车型 Pi （kN） n （辆/d） 显丫 （辆/日） lP丿 五十铃 前轴 14 后轴 28 解放 CA10B 前轴

4、19.40 后轴 60.85 1.0 1080 0.38 黄河 JN150 前轴 49 后轴 101.6 1.0 800 1031.3 黄河 JN162 前轴 59.5 383.1 450 42.54 后轴 115.00 1.0 450 4210.9 父通 SH361 前轴 60 381.7 250 26.9 后轴 2X 110.00 3.27X 10-6 250 246.2 6 （次/日） 5558.22 注：单轴一双轮组：:i =1.0 单轴一单轮组：=2.22 109严43 双轴一双轮组：=1.07 10*只皿2 三轴一双轮组：=2.24 10牛严2 则设计基准期内设计车道标准荷载累计作

5、用次数计算如下: 属于特重交通等级。 （3）初拟路面结构 由可靠度设计标准表查得，二级公路的安全等级为三级的道路对应的变 异水平等级为中级。根据二级公路、特重交通等级和中级变异水平等级， 查得初 拟普通混凝土面层厚度为 240mm。基层选用沥青混凝土 50mm。垫层为 150mmNe Ns +gr t -1 也 65 林 5558.22（1+0.05-1365. - -I = - X gr 0.05 0.34=2.28 107 次 石灰土粉煤灰土。普通混凝土办的平面尺寸为宽 4.5m、长 5m。纵缝为设拉杆平 缝，横缝为设传力杆的假缝。 （4）路面材料参数确定 按照混凝土弯拉强度标准值和水泥混

6、凝土弯拉弹性模量经验参考值 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 31GP& 按照稳定粒料基层和土基弯拉强度和抗压回弹模量路基回弹模量取 30MPa，查垫层和基层材料回弹模量经验参考值范围，取低剂量无机结合稳 定土垫层回弹模量取800MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取 1300MPa。 计算基层顶面当量回弹模量： 二 h .理.m h22 i i 12 12 4 E1h1 E2h2 0.053 300* 0.153汉 800 亠(0.05 + 0.15$ f 1 + 1 f 12 12 4 300 x0.05 8000.15 丿 = 0.660MN

7、 *m hx =3. 12DX /Ex =3 12 0.660/850 = 0.210m 普通混凝土面层的相对刚度半径为: 0.537 x 0.240 汉3100%01 66 = 0.867mEx hfE, h；E2 h2 h； 1300 0.052 800 0.152 0.052 0.152 =850MPa Dx - a =6.22 1-1.51 b =11.44 Et 二 ah：E EX Eo EX Ex 屮.45 - Eo丿 -0.55 /3 I E。6.22,1.5 仆 = 11.44 严 0.55 850 j 、30 = 4.13 0.2100841 30 / -,-0.45 q (

8、850 j 3 丿 = 0.841 占 、1/3 850 30 -4.13 = 101.66MPa r =0.537h (5) 荷载疲劳应力 标准荷载在临界位处产生飞荷载应力： 、.ps =O.77r06h，= 0.077 0.86706 0.24, = 1.227MPa 因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷载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作用的疲劳应力系数 Kf =(2.2807 f57 =2.627，根据公路等级，由表综合系数，考虑偏载 和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数 Kc =1.20。荷载疲劳应力计算为； 二pr = KrKf Kc；ps =0.8

9、7 2.627 1.20 1.227 = 3.37MPa (6) 温度疲劳应力 由最大温度梯度标准值表与台州温度实际情况，W区最大温度梯度取 86 (T /m)。板长 5m, I/r =5/0.867 = 5.77，由温度应力系数图查得普通混凝土 板厚h =0.240m,Bx =0.62。则最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为 计算温度疲劳应力系数Kt，并查表回归系数 a、b、c可得，自然区划为 tm :cETg1 2 Bx 1 10 * 31000 0.24 86 2 0.62 二 2.05MPa W区，式中 a =0.841, b= 0.058, c= 1.323，则 f a Kt = r tm 5.0 2.05 0.841 Z (.323 205、 ccuc 0.058 -0.489 温度疲劳应力为: Fr =K&tm =0.489 2.05 =1.00MPa 由可靠度设计标准表查得，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