水泥路面设计

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1、公路水泥混凝土路面设计一、轴载换算水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同轴轮型和轴载的作用次数，按下式换算为标准轴载的作用次数。（1）；（2）（3）；（4）Ns——100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；Pi——单轴-单轮、单轴-双轮组或三轴-双轮组轴型级轴载的总重（KN）；——轴型和轴载级位数；——各类轴型级轴载的作用次数；——轴-轮型系数，单轴-双轮组时，=1；单轴-单轮时，按式（2）计算；双轴-双轮组时，按式（3）计算；三轴-双轮组时,按式（4)计算。轴载换算车型(KN)(次/日)小客车前轴16.566526540后轴

2、23.0126540中客车SH130前轴25.555517560.0001后轴45.1017560.0022大客车CA50前轴28.70524.216310.0018后轴68.20116313.5728小货车BJ130前轴13.40727.316250后轴27.40116250中货车CA50前轴28.70524.27050.0008后轴68.2017051.5443中货车EQ140前轴23.70569.15310后轴69.2015311.4682大货车前轴49.00416.57763.5695JN150后轴101.6017761000.37特大车日野KB222

3、前轴50.20412.17565.0674后轴104.3017561482.7595拖挂车五十铃前轴60.00381.7515.4918后轴100（3轴）05102503.8457上表为双车道双向交通调查结果，取交通量年平均增长率为11.1％。小于40KN的轴载可略去。调查分析双向交通的分布情况，选取交通量方向分布系数，一般取0.5，车道数为1，所以交通量车道分布系数取1.0。Ns=∑0.5×1.0×2503.8457=1251.9228次查《公路水泥砼路面设计规范(JTGD40-2002)》，此路面属重交通，设计使用年限为20年。由《公路水泥砼路面设计规范(

4、JTGD40-2002)》取轮迹横向分布系数为0.37，可计算得到设计年限内标准轴载累计作用次数Ne为：=10980291.39次二、路面板厚度计算设计道路路基为中湿状态，故按以下步骤进行路面板厚度计算1、初拟路面结构查《公路水泥砼路面设计规范(JTGD40-2002)》表4.4.6，初拟普通水泥混泥土路面层厚度为h=0.24m,基层选用水泥稳定碎石（水泥用量为5％），厚为h1=0.20m。垫层选用厚度为h2=0.20m的天然砂砾。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为4.0m,长为5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。2、材料参数的确定（1）混泥土的设计弯

5、拉强度与弹性模量按《公路水泥砼路面设计规范(JTGD40-2002)》表3.0.6，取普通混泥土面层的弯拉强度标准值,相应弯拉弹性模量标准值为（2）土基的回弹模量参照《公路水泥砼路面设计规范(JTGD40-2002)》附录F，路基回弹模量取。查附录F.2,水泥稳定粒料基层回弹模量取，天然砂砾回弹模量取E2=175MPa。按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下：Ex=h12E1+h22E2h12+h22=0.22×1500+0.22×1750.22+0.22=837.5MPaDx=E1h13+E2h2312+(h1+h2)24(1E1h1+1E2h2)-

6、1=1500×0.23+175×0.2312+(0.2+0.2)24×(11500×0.2+1175×0.2)-1=2370KN*mhx=(12DxEx)13=(12×2.37837.5)13=0.324m=3.970=0.749=172.14MPa普通混凝土面层的相对刚度半径按（B.1.3-2）计算为=0.7283、荷载疲劳应力计算按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为σps=0.077r0.6h-2=0.077×0.7280.6×0.24-2=1.105MPa因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲

7、劳作用的疲劳应力系数kf=Nen=(10980291.39)0.057=2.519。根据公路等级，由《公路水泥砼路面设计规范(JTGD40-2002)》附录B，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为=2.906MPa4、温度疲劳应力由《公路水泥砼路面设计规范(JTGD40-2002)》表3.0.8，Ⅲ区最大温度梯度区93℃/m。板长L=5m,Lr=5.0/0.728=6.868,由图B.2.2可查普通混凝土板厚,h=0.24m,Bx=0.65按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为σtm=α

8、cEchTg2Bx=2.25MPa温度