水泥混凝土路面面层厚度验算、水泥混凝土加铺层厚度验算

（资料性）

水泥混凝土路面面层厚度验算自然村（组）水泥混凝土路面设计计算与城镇道路路面、公路水泥混凝土路面设计不大相同，无论是荷载（轴载、轮压）、车速、气候、环保、自然环境、土质、安全等级、材料等都有较大差异，所以在结构设计计算时与其它高等级公路有所区别，但计算原理、理论、方法还应参照并符合JTGD40规定。新建水泥混凝土路面厚度验算新建水泥混凝土路面板应力分析及厚度计算主要参照JTGD40附录B进行计算。水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作用，产生疲劳断裂作为设计的极限状态。水泥混凝土路面可靠度系数γc按公式A.1计算： γc（σpr+σtr）≤fr (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式\r11)式中：γc——水泥混凝土路面可靠度系数，根据目标可靠度及变异水平等级，取1.0～0.9；σpr——面层板在临界荷位处产生的行车荷载疲劳应力，MPa；σtr——面层板在临界荷位处产生的温度梯度疲劳应力，MPa。设计轴载在面层板临界荷位处产生的荷载疲劳应力计算。 σpr=kr﹒kf﹒kc﹒σps (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式2)式中：kr——考虑接缝传荷能力的应力折减系数，取值0.87；kf——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；kc——考虑计算理论与实际差异以及动载等因素影响的综合系数，系数取1.0；σps——四边自由板临界荷载下的应力。 kf=Neλ (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式3)式中：Ne——设计基准期内，设计轴承累计作用次数，按设计标准计算约为27313；λ——材料疲劳指数，普通混凝土取0.057。 σps=1.47×10-3r0.70hc-2Ps0.94 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式4) r=1.21(Dc/Et)1/3 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式5) Dc=Echc3/12(1-vc2) (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式6)式中：hc——混凝土面层板的厚度（m）；Ps——设计轴载的单轴重（kN）；Dc——混凝土面层板的截面弯曲刚度（MN﹒m）；Et——板底地基当量回弹模量（MPa）Ec——混凝土面层板的弯拉弹性模量（MPa）；vc——混凝土面层板的泊松比。 Et=（Ex/E0）αE0 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式7) α=0.86+0.26lnhx (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式8) Ex=(h12E1+h22E2)/(h12+h22) (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式9)式中：Ex——粒料层的当量回弹模量(MPa)；E0——路床顶综合回弹模量(MPa)；α——与粒料层总厚度hx有关的回归系数；hx——粒料层的总厚度(m)；E1、h1——混凝土面层的回弹模量(MPa)与厚度(m)；E2、h2——稳定土基层的回弹模量(MPa)与厚度(m)。在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力应按式A.10计算。 σtr=Ktσtm (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式10)式中：σtr——面层板临界荷位处的温度疲劳应力(MPa)；kt——考虑温度应力累计疲劳作用的温度疲劳应力系数；σtm——最大温度梯度时面层板产生的最大温度应力(MPa)。 σtm=αcEchcTgBL/2 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式11)式中：αc——混凝土的线膨胀系数；Tg——公路所在地50年一遇的最大温度梯度；BL——综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数。 BL=1.77e-4.48hcCL-0.131(1-CL) (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式12) CL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcoshtQUOTECL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcoshtQUOTECL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcosht (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式 t=L/3r (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式14)式中：CL——混凝土面层板的温度翘曲应力系数；L——面层板的横缝间距，即板长(m)；r——面层板的相对刚度半径(m)。 kt=ftσtmatσtmfrbt-ct式中：at、bt和ct——回归系数，按所在地区的公路自然区划确定。

（资料性）

水泥混凝土加铺层厚度验算加铺混凝土面层应力分析及厚度计算主要参照CJJ169第6.8节相关要求进行验算。水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作用，产生疲劳断裂作为设计的极限状态。 γc（σpr+σtr）≤fr (B.1)式中：γc——水泥混凝土路面可靠度系数，根据目标可靠度及变异水平等级，取1.0～0.9；σpr——面层板在临界荷位处产生的行车荷载疲劳应力(MPa)；σtr——面层板在临界荷位处产生的温度梯度疲劳应力(MPa)。双层混凝土板上层和下层板在标准轴载临界荷位处产生的荷载疲劳应力。上层板的荷载应力： σpr1=0.077rg0.60EC1h01下层板的荷载应力： σpr2=0.077rg0.60EC20.5h0 hx=EC1h01h01+h02 Dg=EC1 rg=1.23DgEt1/3 QUOTErg式中：σpr1、σEC1、Eh01、hhxku——层间结合系数，结合式kDgrg结合式双层混凝土板温度应力分析按下列公式计算： σtr1=kt σtr2=kt式中：σtr1、σtr2——ktσtm1、σ σtm1=αc Bx=1.77e-4.48 Cx=1-11+ t=l3rg (式中