水泥混凝土路面设计计算

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1、水泥混凝土路面设计设计内容:新建单层水泥混凝土路面设计公路等级:二级公路变异水平的等级:中级可靠度系数:1.13面层类型:普通混凝土面层序号车型名称前轴数前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴数拖挂部分拖挂部分轴重交通量1黄河JN150149101.61001902日野KF300D140.75792001703依士兹TD50142.280100604标准轴载BZZ100101001006335交通SH-14112363.5200626解放CA10B119.460.851004367斯柯达706R15090100948长征XD980137.172.65200739东风CS

2、938124702008110尼桑CK10G139.25104.31006911东风SP9135120.272.32008612日野KB222150.27610097行驶方向分配系数0.5车道分配系数0.75轮迹横向分布系数0.55交通量年平均增长率6％设计轴载100kN最重轴载104.3kN路面的设计基准期:20年设计车道使用初期设计轴载日作用次数:412设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:3042500路面承受的交通荷载等级:重交通荷载等级混凝土弯拉强度5MPa混凝土弹性模量31000MPa混凝土面层板长度5m地区公路自然区划Ⅱ面层最大温度梯度88℃/m接缝

3、应力折减系数0.87混凝土线膨胀系数1010-6/℃初拟基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层拟普通混凝土面层厚度为0.24m，石灰土层厚度为0.18m，级配碎石层为0.3m路基回弹模量取30MPa层位基（垫）层材料名称厚度(mm)材料模量(MPa)1水泥稳定粒料20020002石灰稳定粒料30015003新建路基30板底地基当量回弹模量ET=140MPa基层顶面当量回弹模量：计算公式如下：（7-15）（7-16）（7-17）（7-18）(7-19)(7-20)式中：——基层顶面的当量回弹模量，MPa；——路床顶面的回弹模量，MPa；——基层和底基层或垫层

4、的当量回弹模量，MPa，按式（5）计算；、——基层和底基层或垫层的回弹模量，MPa；——基层和底基层或垫层的当量厚度，m，按式（6）计算；——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度（MN-m），按式（7）计算；、——基层和底基层或垫层的厚度（m）;a、b-——与有关的回归系数，按式（8）和式（9）计算；由以上计算公式计算基层顶面当量回弹模量如下：==1795.08（MPa）==5.16==0.326（m）==5.09==0.85==230.35（MPa）普通混凝土面层的相对刚度半径按公式计算得==0.67（m）②荷载疲劳应力式中：P——标准轴载，KN；H——混凝土板厚度，m；

5、R——混凝土板的相对刚度半径，m；A，m，n——与轴型有关的回归系数，见下表。表7-15荷载应力公式中的回归系数轴型ABC单轴-单轮0.001800.4900.881单轴-双轮0.001190.5970.905双轴-双轮0.0005990.5850.893三轴-双轮0.0003950.4930.892则标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：==1.05（MPa）因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷的应力折减系数=0.87，考虑设计基准期内荷载应力累积疲劳作用的疲劳应力系数===2.34，根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数=1.20。按公式（7-2

6、1）式中：——标准轴在临界荷位处产生的荷载疲劳应力，MPa；——标准轴在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力，MPa；——应力传荷系数；纵缝为设拉杆的平缝时，=0.87-0.92（刚性和半刚性基层取低值，柔性基层取高职）；纵缝为不设拉杆的平缝或自由边时，=1.0；纵缝为设拉杆的企口缝时，=0.76-0.84；计算得到荷载疲劳应力为：==2.56（MPa）③温度疲劳应力查表可知Ⅱ区最大温度梯度取88（℃/m）。板长5m，L/r=5/0.707=7.07，查图，得普通混凝土板厚h=0.24m，=0.64。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：==2.09（MPa）（7

7、-22）式中：——最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力，MPa；——混凝土的线膨胀系数（1/℃），通常可取为℃；——最大温度梯度标准值；——综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数，可查图得到；最大温度梯度标准值公路自然区划Ⅱ、ⅤⅢⅣ、ⅥⅦ最大温度梯度℃/m83-8890-9586-9293-98温度疲劳应力系数，由公式计算得：==0.53（7-23）式中：a、b和c——回归系数，按所在地区的公路自然区划查表确定表7-17回归系数a、b和c系数公路自然区划ⅡⅢⅣⅤⅥⅦa0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0