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1、精品文档1.路面类型的选择确定本设计为二级公路，位于四川地区，公路自然区划为区,路基土为粘性土，设计路段碎石、砂砾、石灰、水泥供应丰富，拟采用普通水泥混凝土路面结构。交通组成表后轴距车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数交通量（ m）解放 CA10B19.4060.851双69.34黄河 JN15049101.601双75.12日野 KB22250.20104.301双86.67斯柯达 706R50901双69.34依士兹 TD5042.280157.78双吉尔 1301109.7825.7559.50双交通 SH36160双92.452*1102130小汽车866.72路面设计以双轮组单轴载100
2、KN 为标准轴载 ,以 BZZ 100 表示。 轴载换算：n16PiNsi Nii 1100式中： N s 100KN 的单轴双轮组标准轴载的作用次数；Pi 单轴单轮、 单轴双轮组、 双轴双轮组或三轴双轮组轴型 i 级轴载的总重 KN ；N i 各类轴型 i 级轴载的作用次数；n 轴型和轴载级位数；i 轴轮型系数， 单轴双轮组时， i 1 ；单轴单轮时，精品文档精品文档按 式 i2.22 103 Pi0.43计算；双轴双轮组时，按式i1.07 105 P 0.22；三轴双轮组时，按式ii 2.24 10 8 Pi 0.22 计算。轴载换算结果如表 7-2 所示。车型Pi前19.40解放轴CA1
3、0B后60.85轴前35.00黄河轴JN150后70.15轴前50.2日野轴KB222后104.3轴前50斯柯达轴706R后90轴前42.20依士兹轴TD50后轴前25.75吉尔轴130后59.50轴前60交通轴SH361后2*110轴表 7-2轴载换算结果i2.22 10323.70 0.4312.22 10335.00 0.4312.22 10342.60 0.4312.22 10351.40 0.4312.22 10323.70 0.432.22 10323.70 0.4312.22 10323.70 0.43-5-0.221.07 10 Pini N i ( Pi )16Ni 1PN
4、ii N i ( Pi )16P69.34069.340.02375.120.3575.1296.8386.670.5886.67169.9869.340.43969.3412.8557.780.02357.78109.780109.780.02392.459.9592.4590.76381.808精品文档精品文档 计算累计当量轴次查路线设计规范得三级公路的设计基准期为20 年，安全等级为三级，临界荷位处的车辆轮迹轮迹横向分布系数是 0.540.62取 0.54，0.075 ，则：g rNeN s (1 g r ) t1 365381.808(1 0.075)2010.54 3.26 106g
5、 r0.075365查水泥混凝土路面设计规范水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作用次数分为4 级，标准轴载累计作用次数大于1106 时，属于重交通等级，故本设计属于重交通等级。2.基层、垫层材料参数确定（1） 基层基层、应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区应具有一定的抗冻性。拟选用石灰粉煤灰稳定粒料为基层。配比为石灰：粉煤灰：稳定粒料 =1： 3： 12，查水泥混凝土路面设计规范得回弹模量 E1 1300MPa 。（2） 垫层垫层的作用有抗冻、排水、防止污染等，本设计处在山东地区，属于季节性冰冻地区，易发生冻胀、翻浆等现象，为了排出路面路基中滞留的自由水
6、，确保路面结构稳定，避免冻害发生，在底基层下设置垫层。垫层采用石灰稳定土，其中石灰含量 10%，查水泥混凝土路面设计规范得回弹模量 E 2 600 MP a 。3.路面的结构厚度（1） 初拟路面结构查水泥混凝土路面设计规范可知三级公路的可靠度设计标准如表7-3。表 7-3 可靠度设计标准安全等级设计基准期（ a）目标可靠度（）目标可靠指标变异水平等级三级20851.04中表 7-4水泥混凝土面层厚度的参考范围精品文档精品文档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）240210230 200220 200230 220由表 7-3，相应于安全等
7、级四级的变异水平为中高。根据三级公路、轻交通等级和中级变异水平等级，查表7-4 初拟普通混凝土面层厚度为22cm，基层厚 18cm，垫层厚 15cm。普通混凝土板的平面尺寸为宽 4.25m，长 4m。查水泥混凝土路面设计规范取普通水泥混凝土面层的弯拉强度标准为： f cm5.0MPa ，相应弯拉模量标准为： Ec3.1104 MPa ，路基土基回弹模量 E040MPa 。计算基层顶面当量回弹模量如下：E xh12 E1h22 E20.182 13000.1526001013MPah12h220.1820.152D xE1h13E2 h23( h1h2 ) 211)11212(E1 h14E2
8、h213000.1836000.153(0.180.15) 2(11) 11212413000.186000.152.5 7 0(0MNm)1(121hx(12D x ) 32.57) 30.312mEx1013a6.2211.51( Ex ) 0.456.2211.51(1013) 0.454.181E034b1 1.44( Ex )0. 551 1.44(1013 ) 0.550.757E040EtbEx)10.7574010131203.359MPaahx E0 (34.181 0.312()3E040精品文档精品文档式中： Et 基层顶面的当量回弹模量；E0 路床顶面的回弹模量；Ex
9、基层和底基层或垫层的当量回弹模量；E1 , E2 基层和底基层或垫层的回弹模量；hx 基层和底基层或垫层的当量厚度；D x 基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度；h1 ,h2 基层和底基层或垫层的厚度；a b 与 Ex E0 有关的回归系数。普通混凝土面层的相对刚度半径计算为：11r 0.537h(Ec ) 30.537 0.22 (31000203.359) 30.631 mEt（2） 荷载疲劳应力标准轴载在临界荷载处产生的荷载应力计算为：ps 0.077r 0.6 h 20.077 0.6310. 60.22 21.206MPa因纵缝为设拉杆平缝， 接缝传荷能力的应力折减系数K r 0.87
10、。考虑设计基准期内荷应力累计疲劳作用的疲劳应力系数：K f Nev(3.26 106 ) 0. 0572.351式中：（v与混合料性质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土， v0.053 0.017 fl f 计算。）d f根据公路等级，查水泥混凝土路面设计规范考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损失影响的综合系数K c1.20 。荷载疲劳应力计算为：prK r K f K cps0.872.3511.201.2062.96 MPa（3）温度疲劳应力精品文档精品文档查水泥混凝土路面设计规范区最大温度梯度取88(/m) 。板长4m ,l40.6316.339。r图 7-1 温度应力系数
11、Bx由图 7-1 可查普通混凝土板厚 h0.22cm, Bx0.68 。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：ac Ec hTg1 10531000 0.2285tmBx20.68 1.97MPa2温度疲劳应力系数K t 计算为：K tfra( tm ) cb5.0 0.871 (1.97 )1 .2870.071 0.486tmfr1.975.0计算温度疲劳应力为：trK ttm 0.486 1.970.957MPa查表 7-3，二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为中级，目标可靠度为85%。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查水泥混凝土路面设计规范得可靠度系数rr1.06 。rr (prtr )1.08(2.960.957)4.23MPaf r5.0MPa所选普通混凝土面层厚度（0.22cm）可以承受设计基准期内荷载应力和精品文档精品文档温度应力的综合疲劳作用。查得当地最大冻深为 0.5m 而本设计的路面结构总厚度为 0.22+0.18+0.15=0.550.5m，故所设计的路面结构满足最大冻深要求精品文档
实例：水泥混凝土路面设计计算备课讲稿
