路基路面工程課程設(shè)計

1、成都學院課程名稱：路基路面工程學 院：建筑與土木工程學院專業(yè)：土木工程學 號：201年級：2013 級學生姓名：朱蘭宇指導教師：陳小平二O一六年六月目錄1設(shè)計任務(wù)書 錯誤！未指定書簽。1.1 路基部分 錯誤！未指定書簽。1.1.1 設(shè)計資料 錯誤！未指定書簽。1.1.2 設(shè)計任務(wù) 錯誤！未指定書簽。1.2 路面部分 錯誤！未指定書簽。1.2.1 設(shè)計資料 錯誤！未指定書簽。1.2.2 設(shè)計任務(wù) 錯誤！未指定書簽。2路基部分設(shè)計 錯誤！未指定書簽。2.1 路堤橫斷面設(shè)計 錯誤！未指定書簽。2.2 路塹橫斷面設(shè)計 錯誤！未指定書簽。3路面部分設(shè)計 錯誤！未指定書簽。3.1 瀝青路面設(shè)計 錯誤！未指

2、定書簽。3.1.1 軸載分析 錯誤！未指定書簽。3.1.2 結(jié)構(gòu)組合與材料選取 錯誤！未指定書簽。3.1.3 各層材料的抗壓模量和劈裂強度 錯誤！未指定書簽。3.1.4 設(shè)計指標的確定 錯誤！未指定書簽。3.1.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計算 錯誤！未指定書簽。3.1.6 瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗算錯誤!未指定書簽。3.1.7 防凍層厚度檢驗 錯誤！未指定書簽。3.2 水泥混凝土路面設(shè)計 錯誤！未指定書簽。3.2.1 交通量分析 錯誤！未指定書簽。3.2.2 初擬路面結(jié)構(gòu) 錯誤！未指定書簽。3.2.3 確定材料參數(shù) 錯誤！未指定書簽。3.2.4 計算荷載疲勞應(yīng)力 錯誤！未指定書

3、簽。3.2.5 計算溫度疲勞應(yīng)力 錯誤！未指定書簽。3.2.6 防凍厚度檢驗和接縫設(shè)計 錯誤！未指定書簽。3.2.7 角隅鋼筋設(shè)計 錯誤！未指定書簽。參考文獻 錯誤！未指定書簽。附錄 錯誤！未指定書簽。1設(shè)計任務(wù)書1.1 路基部分1.1.1 設(shè)計資料(1)路堤橫斷面設(shè)計高程為 514ml地面高程為510m,地面橫坡為12°(左身)。(2)路塹橫斷面設(shè)計高程為 825ml地面高程為830m,地面橫坡為16°(右高)。(3)公路等級為高速，設(shè)計速度為 80km/h,車道數(shù)為6車道，原地面土質(zhì)為膠結(jié)和密實的碎土石。1.1.2 設(shè)計任務(wù)根據(jù)上述資料，分別設(shè)計路堤和路塹的橫斷面，包括

4、橫斷面高度、寬度(行車道、中間帶、路肩各部分的寬度)、邊坡坡度，原地面如何處理、壓實 度。在設(shè)計說明書中需詳細說明設(shè)計的過程和確定依據(jù)。1.2 路面部分1.2.1 設(shè)計資料該路段設(shè)計年限20年，交通量年平均增長 6.5%,車道系數(shù) 刀=0.5 ,該 路段處于中國公路自然區(qū)劃V3區(qū)，公路等級為高速，路面寬度為 B=24.5m,行車道為6道，此公路設(shè)有一個收費站，且處于中濕路段。路基土為粉質(zhì)中 液限土，潮濕路段 E=23.5Mpa,中濕路段 Eo=31.7Mpa,干燥路段 E=35.5Mpa, 沿線有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供應(yīng)。表1-1交通組成及交通量表車型雙向交通量躍進 NJ230590解

5、放 CA10B899黃河 JN150385長征 XD250313依土姿 TD501501菲亞特650E249太脫拉138491.2.2 設(shè)計任務(wù)(1)收費站采用水泥混凝土路面，其他路段采用瀝青混凝土路面；(2)瀝青混凝土路面設(shè)計主要內(nèi)容包括：軸載分析、結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計、 材料參數(shù)確定、設(shè)計指標計算、路表彎沉和層底拉應(yīng)力檢算。(3)水泥混凝土路面設(shè)計包括：交通量分析、路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計、材料參數(shù)確定、荷載疲勞應(yīng)力計算、溫度疲勞應(yīng)力計算、防凍厚度計接縫設(shè)計、 角隅鋼筋設(shè)計。2路基部分設(shè)計2.1 路堤橫斷面設(shè)計(1)路堤寬度：路堤寬度為行車道路面和兩側(cè)路肩寬度之和。由公 路工程技術(shù)標準(JTG B012

6、003)的規(guī)定設(shè)計，查表 2-1得到，高速公路, 設(shè)計速度80km/h的6車道公路，路堤寬度取 32 nl表21公路等級高速公路、一級公路設(shè)計速度(km/h)1201008060車道數(shù)864864644路基寬度(m)一值42.0034.5028.0041.0033.5026.0032.0024.5023.00最小值40.00一25.0038.50一23.50一21.5020.00其中每個車道寬度取3.5m,路肩寬度取3m,并鋪筑硬質(zhì)路肩，中間帶寬度5m(2)路堤高度：我國公路路基設(shè)計規(guī)范(JTG-D30-2004)中規(guī)定:“新建公路的路基設(shè)計高程為路基的邊緣高程。已知路堤橫斷面設(shè)計高程為514

7、m,地面高程為510m,地面橫坡為12° (左高)。則路堤的邊緣高程為1344m則路堤橫斷面形式如圖21(3)路堤邊坡坡度：根據(jù)填料種類和邊坡高度按表23確定。由設(shè)計高程和原地面高程可知邊坡高度 <8m,則取邊坡坡度為1:1.5 。表23填料類別邊坡坡舉上部高度(H0 8m)卜部身度(H0 12m)細粒土1:1.51:1.75粗粒土1:1.51:1.75巨粒土1:1.31:1.5(4)路基填料選擇粗粒土，就地取材。由于路面橫坡較小采用分層平鋪的填筑方案，將粗砂鋪筑在下層，砂石鋪筑在上層，粗砂表面成雙向橫坡。查路基路面工程得知路堤土的壓實效果與壓實機械和土層厚度等有關(guān)。由于填料選

8、擇為砂類土則壓實機具宜選擇振動式壓路機，土層厚度每50.cm碾壓23次。路堤的壓實標準由壓實度確定， 查公路工程技術(shù)標準(JTGB01 2003)即表22得到該路堤的壓實度。路基壓實度的試驗方法采用環(huán)刀法。表22路基部位路床頂面以下深度(mD壓實度(%高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路上路床00.3>96>95>94下路床輕、中及重交通荷載0.30.8>96>95>94等級特重、極重交通荷載等級0.31.2>96>95一上路堤輕、中及重交通荷載等級0.81.5>94>94>93特重、極重交通荷載等級1.21.9>94

9、>94一下路堤輕、中及重交通荷載等級>1.5>93>92>90特重、極重交通荷載等級>1.9(5)路基排水系統(tǒng)采用邊溝的形式。設(shè)置在路堤的坡腳外側(cè)，縱坡與路線縱坡一致，平坡路段采用0.5%的縱坡，截面形式采用梯形截面，材料采用漿砌片石，對于高速公路砂漿采用M7.5。2.2 路塹橫斷面設(shè)計(1)路塹寬度：路塹寬度為行車道路面和兩側(cè)路肩寬度之和。由公路工程技術(shù)標準(JTG B012003)的規(guī)定設(shè)計，查表 2-1得到，高速公路,設(shè)計速度80km/h的6車道公路，路塹寬度取 32 nl表21公路等級高速公路、一級公路設(shè)計速度(km/h)1201008060車道數(shù)8

10、64864644路基寬度(m)一>值42.0034.5028.0041.0033.5026.0032.0024.5023.00最小值40.00一25.0038.50一23.50一21.5020.00其中每個車道寬度取3.5m,路肩寬度取3m,并鋪筑硬質(zhì)路肩，中間帶寬度5m(2)路塹深度：我國公路路基設(shè)計規(guī)范(JTG-D30-2004)中規(guī)定：“新建公路的路基設(shè)計高程為路基的邊緣高程。則已知路塹橫斷面的設(shè)計高程為825m地面高程為830匹 地面橫坡為16° (右高)。則路塹的邊緣高程為825nl 則橫斷面形式如下圖22。(3)路塹邊坡坡度應(yīng)根據(jù)邊坡高度和開挖土質(zhì)等因素確定。由設(shè)計

11、高程 和原地面高程可知開挖深度(邊坡高度)<8m,綜合表2-4取路塹的邊坡坡度為 1:1.5 0表2 4土的類別邊坡坡舉黏土、粉質(zhì)粘土、塑性指數(shù)大于 3的粉土1: 1中密以上的中砂、粗砂、砂礫1: 1.5卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土膠結(jié)和密實1: 0.75中密1:1(4)路基排水系統(tǒng)采用邊溝的形式。設(shè)置在路塹的坡腳外側(cè)，縱坡與路線縱坡一致，平坡路段采用0.5%的縱坡，截面形式采用梯形截面，材料采用漿砌片石，對于高速公路砂漿采用M7.5。3路面部分設(shè)計3.1 瀝青路面設(shè)計3.1.1 軸載分析我國瀝青路面設(shè)計以雙輪組單軸載100kN為標準軸載，表示為 BZZ-100標準軸載的計算參數(shù)按表

12、3-1確定。表3-1標準軸載計算參數(shù)標準軸載名稱BZZ-100標準軸載名稱BZZ-100標準軸載P(KN)100單輪當量圓直徑d(mm21.30輪胎接地壓強 p (Mpa0.70兩輪中心距(cm)1 .5d(1)當以設(shè)計彎沉值設(shè)計指標及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗算時，凡前、后軸軸載大于25kN的各級軸載p的作用次數(shù)小均換算成標準軸載P的當量作用次數(shù)N。式中：N以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標時的標準軸載的當量次數(shù)；口一被換算車型的各級軸載換算次數(shù)（次 /日）；P-標準軸載（kN ）;P 各種被換算車型的軸載（kN ）；Ci輪組系數(shù)，單輪組為 6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38;C 一軸數(shù)系

13、數(shù)。K一被換算車型的軸載級別。當軸間距離大于3m時，按單獨的一個軸載計算；當軸間距離小于3m時,雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計算：式中：nL軸數(shù)。表3-2軸載換算結(jié)果車型P (kN )ni （次/日）躍 進NJ230前軸23.70115901.002后軸69.2011590110.344解 放CA10B前軸19.4016.48993.697后軸60.8511899106.334黃河JN150前軸49.0016.4385121.378后軸101.6011385430.498長征前軸37.8016.431329.304XD250后軸72.602.21313138.390依土姿TD50前軸42.2

14、011150135.651后軸90.00111501987.931菲壓特650E前軸33.00112492.977后軸72.001124969.3太脫拉138前軸51.4016.44919.259后軸80.002.214958.394EN2130則其設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計量軸次Ne :式中 Ne-設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當量次數(shù);t 一設(shè)計年限，由材料知，t=20年；N1-設(shè)計端竣工后一年雙向日平均當量軸次；一設(shè)計年限內(nèi)的交通量平均增長率，由材料知，丫 =0.069;一車道系數(shù)，由材料知刀=0.5。t 20川.11 3651 0.0691 365Ne N1 2130 0.5 1656969

15、1 隊。0.069（2 ）驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計當量軸次時，凡軸載大于 50KN的各級軸載P的作用次數(shù)口均按下式換算成標準軸載 P的當量作用次數(shù)N'o, , 一 一 、 式中：N以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標時的標準軸載的當量次數(shù)；ni-被換算車型的各級軸載換算次數(shù)（次 /日）；P-標準軸載（kN ）;P 各種被換算車型的軸載（kN ）；NeCi一輪組系數(shù)，雙輪組為1.0,單輪組為18.5,四輪組為0.09車型R ( kN )ni （次/日）躍 進NJ230前軸23.70115900.006后軸69.201159032.785解 放CA10B前軸19.40118.5899

16、0.034后軸60.851189913.686黃 河JN150前軸49.00118.538525.883后軸101.6011385440.685長 征XD250前軸37.80118.53132.768后軸72.602.2131325.865依土姿TD50前軸42.201115011.597后軸90.00111501560.376菲壓特650E前軸33.00112490.040后軸72.001124943.752太脫拉138前軸51.40118.5496.399后軸80.002.214916.843EN1140.09C2 一軸數(shù)系數(shù)；表3-3軸載換算結(jié)果則其設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計量軸次 陋為

17、:65 Ni1 0.069 20 1 365次° 11400.55493382 1人。0.0693.1.2 結(jié)構(gòu)組合與材料選取根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范，并考慮公路沿途有砂石、碎石、石灰、 粉煤灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)層采用三層式瀝青混凝土面層，表層采用細粒式密級 配瀝青混凝土（ 40mm）,中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土（60mm）,下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土（90mm）,基層采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度待定），底層采用二灰土（ 350 mm）。不意圖如圖3 1圖313.1.3 各層材料的抗壓模量和劈裂強度土基回彈模量的確定可根據(jù)查表法查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈 裂強度已參照規(guī)范給出

18、的推薦值確定。見表3-4。表3-4結(jié)構(gòu)組合參數(shù)材料名厚度（cm）強度劈裂（Mpa）15° C模量20° C模量細粒式瀝青混凝土4200014001.2中粒式瀝青混凝土6180012001.0粗粒式瀝青混凝土9120010000.8水泥穩(wěn)定碎后待定150015000.6一灰土357507500.25土基一3030一3.1.4 設(shè)計指標的確定（1）設(shè)計彎沉值1d公路為高速，則公路等級系數(shù) 人取1.0 ;面層是瀝青混凝土，則面層類型的系數(shù)A取1.0 ;路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，則路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) A取1.0。式中：1d 設(shè)計彎沉值此一設(shè)計年限內(nèi)的累計當量年標準軸載作用次數(shù)Ac

19、-公路等級系數(shù)，一級公路為1.0As-面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0Ab-基層類型系數(shù)，半剛性基層為 1.0所以 1d 600 16569691 0.2 1.1 1.0 1.0 24(0.01mm)(2 )各層材料按容許層底拉應(yīng)力R,按下列公式計算：式中：r-路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強度(Mpa ；s-路面結(jié)構(gòu)材料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計年限Ne次加載的疲勞彎拉應(yīng)力(Mpa；ks一抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)。對瀝青混凝土面層的抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)：對水泥穩(wěn)定碎石的抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)：對二灰土的抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)：表3-5結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力材料名稱s (Mpar (Mpa細粒瀝青混1.23.610.3

20、3凝土中粒瀝青混1.03.610.28凝土粗粒瀝青混0.83.610.22凝土水泥穩(wěn)定碎0.62.210.27石二灰土0.252.850.093.1.5路面結(jié)構(gòu)層厚度的計算理論彎沉系數(shù)的確定式中:6 一當量圓半徑;F一彎沉綜合修正系數(shù),F 1.630.380.36EO/p 。因此:0.3824F 1.632000 10.650.36340.70.50X 10.65X0.7 X 0.50 尸4.5C LdE =24 X 1400/(2000 1000 2P F（2）確定設(shè)計層厚度采用三層體系表面彎沉系數(shù)，由諾莫圖算設(shè)計層厚度。h/ 6=4/10.65=0.376 E 2/E1=1200/1400

21、=0.857 ;由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得：=6.22 oh/ 6=4/10.65=0.376 E0 / E2 =34/1200=0.028 ;由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得K1=1.46 0又因為 K= c/( K1) =4.5/ (6.22 X1.46 ) =0.49h/ 6=4/10.65=0.376 E0 / E2 =34/1200=0.028由上查諾莫圖得：H/ 6 =7.8 , H= 10.65 X 7.8=83 。n 1由 H h2hkk 32櫓可知:H 6 9即00%200 hW50%200 352*5%200431h4，因為H=83cm 可知 h=36.3cm,故取 h=37

22、cmi如圖所示:h1=4cm E =2000MPah2=6cm E =1800MPah3=9cm E =1200MPa h4=37cm E ,=3600MPa h5=35cm E g=2400MPaE 0 =34 MPah=4cm E=2000Mpa11> H= ? cm E 2=1800MPaE0=34MPa3.1.6瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗算(1)對于細粒式瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力驗算 h = h1 =E1三層體系如右圖：_H=?查諾謨圖得0故一m 0, m 0 則m R符合要求(2)對于中粒式瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力驗算 H=?E =三層體系如右圖所不：E = 3

23、4MPaE2E£34MPa =Eh1忙 h24則諾謨圖得020004610. 11mm1800故一m J m 0 則mR符合要求(3)對于中粒式瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力驗算hi=4cm E i=2000MPah=21.5cm Ei=1200Mpah2=6cm E 2=1800MPa二' H=54.3cm E2=3600MPah3=9cm E 3=1200MPa h4=37cm E 4=3600MPah5=35cm E 5=2400MPa21.5cm;0=34MPaI H=35cm E2=2400MPaE0=34MPah=k 1hkj|k=51.4cm , hn 1K i 1=3

24、5cm查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖，知0,故m R0. 22Mp藕足要求。（4）水泥穩(wěn)定碎石層層底拉應(yīng)力驗算h1=4cm E 尸2000MPah=51.4cm E=3600Mpah2=6cm E z=1800MPah3=9cm E 3=1200MPah4=37cm E o=3600MPah5=35cm E 2=2400MPaE 0 =34 MPa由 H/ =35/10.65=3.3, E0/E2=34/2400=0.014,查表得 =0.05MpaH/ =3.3, E 2/E1=2400/3600=0.67,查表得 rn=2.1H/ =3.3, h/ =51.4/10.65=4.9,

25、 查表得 n 2=0.5由公式 m=P nin2得 m=0.7 X 0.05 X 2.1 X 0.5=0.037Mpa< R=0.27Mpa滿足要求。(5)二灰土土層層底拉應(yīng)力驗算hl=4cm E =2000MPah=51.4cm E i=3600Mpah2=6cm E z=1800MPah3=9cm E 3=1200MPafH=35cm E2=2400MPah4=37cm E ,=3600MPah5=35cm E 5=2400MPaE 0 =34 MPaE0=34MPah h)3510.65h2h33.29h4 =56.4cmE°E23424000.014,可知-0. 1 ;

26、0.67 ,可知 n1 1.14 ;,H 35E22400由 一 3.29 ,-10.65E13600由旦至3.29,且 10.65E124003600h 514一，0.67, 4.84,可知1 0.45。10.65由公式 m=0.7 X 0.1 X 1.14 X0.45=0.036Mpa< R=0.09Mpa,故滿足要求。3.1.7防凍層厚度檢驗根據(jù)規(guī)范知：在季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段，路面設(shè)計應(yīng)進行防凍厚度的檢驗，如小于規(guī)范定的最小防凍厚度時，應(yīng)增設(shè)或加墊層使路面總厚度達到要求。路面結(jié)構(gòu)層總厚度h=4+6+9+35+37=91cm大于最大冰凍深度80cm,所以不考慮凍層深度。3.

27、2水泥混凝土路面設(shè)計3.2.1 交通量分析由于路面有一個收費站，各種油類對瀝青會有不同程度的污染且宜有車轍，其要求采用水泥混凝土路面。所以，進行普通水泥混凝土路面設(shè)計。（1）標準軸載與軸載換算我國公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范以汽車軸重為100kN的單軸荷載作為設(shè)計標準軸載，表示為 BZ2H1000凡前、后軸載大于40KN （單軸）的軸數(shù)均 應(yīng)換算成標準軸數(shù)，換算公式為：式中：Ns 100KN的單軸一雙輪組標準軸數(shù)的通行次數(shù)；p一各類軸一輪型；級軸載的總重（KN）;n一軸型和軸載級位數(shù)；N一各類軸一輪型i級軸載的通行次數(shù)；表3-6軸載換算結(jié)果車型P (kN)Ni （次/日）躍進NJ230前軸23.

28、70590一后軸69.205901.78解放CA10B前軸19.40899一后軸60.858990.32黃河JN150前軸49.00385-后軸101.60385495.72長征XD250前軸37.80313一后軸72.603132.14依士姿TD50前軸42.201501-后軸90.00150142.982菲壓特650E前軸33.00249一后軸72.002491.47太脫拉138前軸51.4049-后軸80.00492.00匯N538則設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計車道的標準軸載累計作用次數(shù) 式中：Ne一標準軸載累計當量作用次數(shù);t一設(shè)計基準年限;gr 一交通量年平均增長率，由材料知，丫 =0.069；“

29、一臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，如下表 3-7表3-7混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級縱縫邊緣處高速公路、一級公路、收費站0.17 0.22二級及二級以下公路行車道寬7m行車道寬w 7m0.34 0.390.54 0.62 2 _=538 (1 0.069 )1 365 0.2 =15729620.069N 電(1)t13653.2.2 初擬路面結(jié)構(gòu)因為交通量100X 104C251 X 104V2000X 104次，故可知交通屬于重交通。由以上可知相應(yīng)于安全等級為三級、變異水平等級為中級，根據(jù)一級公路、重交通等級和中級變異水平等級。 查規(guī)范知：初擬普通混凝土面層厚為 250

30、mm基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚為200mm墊層為150mm勺低劑量無機結(jié)合穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.75m；長為4.5m。示意圖如圖3 2。圖3 23.2.3 確定材料參數(shù)取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0Mpa,相應(yīng)彎拉彈性模量標準值為31Gpa；路基回弓M模量為29Mpq低劑量無機結(jié)合穩(wěn)定土墊層回彈模量去600Mpq水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1500Mpa基層頂面當量的回彈模量值計算如下：式中：E。一路基頂面的綜合回彈模量（MPa；一與地基內(nèi)除路基以外各層的總厚度 hx有關(guān)的回歸系數(shù)；Et 地基頂面當量回彈模量（MPa；hx 地基內(nèi)除路基以外各層的總厚度（mj）;n一彈性地

31、基分層數(shù)（不包括路基半空間體）；Ei、hi 第i結(jié)構(gòu)層的回彈模量（MPa和厚度（mj）0則以上公式計算得到：3.2.4 計算荷載疲勞應(yīng)力根據(jù)一級公路、重交通，由路基路面工程查得初擬普通混凝土面層 厚度為0.25m。由下列公式求得：式中：pr 一設(shè)計軸載在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（MPa ;ps 一設(shè)計軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MP3；kr 一考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，混凝土路肩時， kr=0.870.92 （路肩面層與路面面層等厚時取低值，減 薄時取高值），柔性路肩或土路肩時，kr =1okf 一考慮設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù);kc 一考慮計

32、算理論與實際差異以及動載等因素影響的綜合系數(shù)，按公路等級確定，一級公路取1.1;PS 一設(shè)計軸載的單軸重（kN）a、巳、c一混凝土路面板的厚度（M）、彎拉彈性模量（MPa和泊松比；丫 一混凝土板的相對剛度半徑（m）;Dc混凝土面層板的截面彎曲剛度（MN- m）;一材料疲勞指數(shù)，普通混凝土取 0.057 ;匚一地基頂面當量回彈模量（MP4。則由以上公式計算荷載疲勞應(yīng)力：根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜和系數(shù)kc 1.20,則荷載疲勞應(yīng)力為：3.2.5 計算溫度疲勞應(yīng)力由路基路面工程知， 區(qū)最大溫度梯度取88 （ C /m ）。最大溫度梯度時混凝土面層板最大溫度應(yīng)力tm按下

33、式計算：其中 BL1. 77e 4.48hcCL 0. 1311 CL）式中：BL綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)；ac混凝土的溫度線膨脹系數(shù) ；Tg 一 最大溫度梯度，Tg=88° c/m；CL 混凝土面層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)；L一面層板的橫縫間距，即板長 4.5m；r一面層板的相對剛度半徑。則計算得到:t=4.5/0.66=6.82Cl =0.997Bl =0.58則tmcEchJgBL1.0 10-5 31000 0.25 88 0.58 1 97Mpa溫度疲勞系數(shù)ktf二a(tmtmfr)b c,式中a, b和c為回歸系數(shù)，按所在地區(qū)公路自然區(qū)劃查下表3-8表3-8回歸

34、系數(shù)a, b和c系數(shù)公路自然區(qū)nmWVVIvna0.8280.8550.8410.8710.8370.834b1.3231.3551.3231.2871.3821.270c0.0410.0410.0580.0710.0380.052則溫度疲勞應(yīng)力：tr kt tm 0.48 1.97 0.95MPa設(shè)計極限狀態(tài)驗證：綜合，高速公路的安全等級為三級，相應(yīng)于三級的安全等級的變異水平 等級為中級，目標可靠度為85%。再根據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級, 確定可靠度系數(shù) 1.13。r( prtr) 1.13 (3.2 0.95) 4.69MPa fr 5.0MPa ,故滿足要求。3.2.6 防凍厚度檢驗和接縫設(shè)計(1)防凍厚度檢驗由公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范知，路面防凍厚度為0.5m,而設(shè)計路面總厚度為0.60m,由于0.5<0.60 ,故滿足設(shè)計要求。(2)接縫設(shè)計為避免由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力破壞，所以，在混凝土板中設(shè)置橫縫與縱 縫，這段路為重交通，縱縫中