水泥混凝土路面設計參數有用

1、水泥混凝土路面設計參數(有用)1、水泥混凝土路面的力學及工作特點(1)水泥路面的力學特征混凝土的強度及模量遠大于基層和土基強度和模量；水泥混凝土本身的抗壓強度遠大于抗折強度；板塊厚度相對于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的撓度(豎向位移)很??；混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度梯度，會產生翹曲現象，如受到約束，會在板內產生翹曲應力；荷載重復作用，溫度梯度反復變化，混凝土板出現疲勞破壞。(2)水泥混凝土路面的力學模式彈性地基上的小撓度薄板模型；彈性地基：因為混凝土板下的基層與土基的應力應變很小，不超過材料的彈性區(qū)域；彈性板：因為板的模量高，應力承受能力強，一般受力不超過彈性比例極限應力，撓

2、度與板厚相比很小水泥混凝土路面設計理論：彈性地基上的小撓度薄板理論。(3)水泥混凝土路面的工作及設計特點抗彎拉強度低于抗壓強度，決定路面板厚度的強度設計指標是抗彎拉強度；車輪荷載作用主要的影響是疲勞效應；溫度差造成板有內應力，出現翹曲變形及翹曲應力，也有疲勞特性；板的使用還受限于支承條件，不均勻支承及板底脫空對板內應力的分布影響極大。2、水泥路面的主要破壞類型與設計標準(1)水泥路面的主要破壞類型斷裂唧泥錯臺1 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）拱起 接縫擠碎（2）水泥路面的荷載作用重載作用（3）水泥路面的設計標準結構承載能力控制板不出現斷裂，要求荷載應力與溫度應力的疲勞綜合作用滿足材料的

3、設計抗拉強度，即:4 （b* + 仃即）/>.行駛舒適性控制錯臺量，要求設置傳力桿（基層及結構布置滿足）穩(wěn)定耐久性控制唧泥與拱脹，要求基層水穩(wěn)定性好，板與基層聯結。3、水泥路面結構設計的主要內容2 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)(1)路面結構層組合設計；(2)混凝土路面板厚度設計；(3)混凝土面板的平面尺寸與接縫設計(4)路肩設計；(5)混凝土路面的鋼筋配筋率設計4、水泥路面的軸載換算與交通分級(1)水泥路面的標準軸載及軸載換算(2)水泥路面的交通等級劃分及設計基準期交通等級交通等級重中等輕設計車道標準軸載累計作用次數(10, 000)>2000100-20003-100&

4、lt;3可靠度設計標準公路技術等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路安全等級一級二級三級四級設計基準期30302020目標可靠度(%)95908580目標可靠指標1.641.281.040.84變異水平等級低低-中中中-高第二節(jié)水泥路面彈性地基板理論1、小撓度彈性薄板假設3 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）薄板：板厚度 h遠小于板中面的最小邊尺寸b（如b/8 b/5）的板稱為薄板；中面：平分板厚度h的平面；彈性曲面：薄板彎曲時，中面所彎成的曲面；撓度：中面內各點在橫向的（即垂直于中面方向的 ）位移；小撓度彈性薄板：當板彎曲時因具有相當的彎曲剛度，中間彈性曲面所產生的撓度遠小于板厚度的彈

5、性薄 板即稱為小撓度彈性薄板；小撓度彈性薄板的基本假設：研究彈性地基上無限大板時，以彈性薄板小撓度問題為力學模型描述板體，在彈性力學理論中，對此有以 下三點假設：（1）中面的法線上各點形變分量極其微小，可以忽略不計；（2）中面的法線在板彎曲前后保持直線且垂直于中面，即：TZx=Tzy =0（3）中面上各點無平行于中面的位移，即：（U） z=0= （V） z=0 =02、三點假設的結論假設（1）:垂直于中面方向形變分量極其微小，可以略去不計；即：中面的任意一根法線上，薄板全厚 度內的所有點均具有相同的撓度。=0上直假設（2）:垂直于中面的法線，在彎曲變形前后均保持直線，并垂直于中面，無橫向剪切應

6、變;由 Jw加 白M"州"W假設（3）:薄板中面內的各點都沒有平行于中面的位移Iu 一萬 "-Ml=%"二0,即-，九|； 然3、板與地基接觸的假設4 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)(1)完全接觸假設：始終接觸吻合，且可自由滑動(是在剛度差異大、板平面變形微小情況下的近似)，即接觸面不脫空且剪應力視為零。(2)沒有摩擦假設：板和地基之間沒有摩擦，可以自由活動。4、地基模型假定(1)彈性半空間地基假定；(2)文克勒地基假設。5、彈性曲面的微分方程(1)幾何方程:'=一 =丁£ =1= -Z,效 卡；*徐砂 揖少(2)物理方程：(用

7、撓度表示)區(qū)/產印、上ad2wK'gM薩)；丁一返旃(3)平衡微分方程:iT加囂_四JCZ& 31yd x ；近： 3 A 日 X(4)薄板截面上的彎矩、扭矩和剪力5 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)Q*=Lr 飆="產(5)硅路面薄板的彈性曲面微分方程守(二y)寫出Z方向的力的平衡方程，簡化以后，略去微量，得到：。7叼'呼(/y) = Mx,y)-式孔y)第三節(jié)水泥路面的應力分析1、文克勒地基板荷載應力分析(1)文克勒地基K地基、彈簧地基。以反應模量 K表征的彈性地基，它假設地基上任一點的反力僅同該點的撓度成正比，而與其他點無關，即地基相當于由互不相聯

8、系的彈簧組成，它因首先由捷克工程師文克勒提出而得名，也稱為6 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)虱2)工太卬(元y)(2)三個車輪荷位(3)最大彎拉應力位置荷載中心處板底;荷位下板底；板表面距板角點x1的分角線上(4)威斯特卡德早期應力計算公式卜=凡)超4+0一2673)1叫=板中荷位：艮辦3口；當荷載圓半徑較小，與板厚相差不大時，板受力接近厚板，需修正，即：R<0,5h時，用當量計算半徑代替 R, h = JL6# +1 -。675人。4=2.116(1 + 0.544)(4 + 0.0的75點"”今1 + 0.4心與板邊荷位：以及五f ,5一五1-(浮嚴吟;也=響7；4

9、=0%以-0及華芻板角荷位：7 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)(5)威斯特卡德公式的試驗修正公式角隅修正威氏公式是理論推導得來的，與實際情況有出入。美國1930年在阿靈頓進行了試驗路，對公式進行了修正。板體與地基緊密接觸時，不修正，理論值近似于實測值;板底脫空時，實測比計算大30%50%需修正,Kelly提出板角修正式：'' '''' 1板邊修正板與地基保持接觸時，不修正；而與地基脫空時,Kelly修正式:?1： D=2.1H(l + 0.54Aj(te- + -lS-板中修正實測板中應力小于理論值，說明地基不完全符合文克勒地基的假定;應

10、力表達通式2、彈性半空間體地基板的荷載應力分析(1)彈性半空間地基是以彈性模量和泊松比表征的彈性地基，假設地基為一各向同性的彈性半無限體，在荷載作用下其頂面上任一點的撓度不僅同該點的壓力有關，也同其它各點的壓力有關。根據Hogg理論：無限大圓板上作用軸對稱豎向荷載q(r)時，豎向位移表達式:8 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）武r）=2（1"）j事舟）靖4 o（2）彈性半空間地基上薄板的理論解“r)-軸對稱條件下的徑向、切向彎矩表達式:荷載在板中時，圓形均布荷載下，板在單位寬度內產生的最大彎矩:荷載圓離計算點一定距離時，可將其視為作用在圓心的集中力，其彎矩解:M/=（金+4B）

11、尸=用尸；% =出+ 4.且）尸=項F ；（3）多輪荷載作用下板的應力計算工此=豳口1g+ % 海戶+向”+必）| ；工般尸三+般門+切:會/產+河門8/戶+河川）（4）彈性半空間地基有限尺寸板彈性半空間地基有限尺寸板，荷載作用在板邊、板角時（上述計算荷載在板中，且認為板尺寸遠大于荷載尺寸）；彈性地基上有限尺寸板的解答；規(guī)范中設計方法給出的計算諾模圖采用了有限元計算方法，有限元計算方法是一種數值方法。9 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)3、水泥路面板的荷載應力有限元分析(1)水泥混凝土路面荷載應力的有限元分析特點可以按板塊的實際大小求解有限尺寸板，從而消除無限大半的假設所帶來的誤差可以考

12、慮各種荷載狀況(包括荷載組合和荷載位置)；可以考慮板的實際邊界條件，如接縫的傳荷能力、板和地基的脫空。可以得到整個板體的應力和位移場，從而全面了解板的受力。(2)水泥混凝土路面荷載應力的有限元分析結果4、彈性地基雙層板的荷載應力分析(1)上下層完全分離口 一 £鬲 r，. 一10 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)(2)上下層完全結合D _息/w十%十目口&盧啟&J，+%512124(£4描5、水泥混凝土路面的溫度應力分析(1)脹縮應力：溫度均勻變化時產生(2)無限大板的翹曲應力板內任一點在溫差影響下的應變:任一板中部受到地基摩阻力作用，板中心點不產生平

13、面位移，&x=ey=0,因此:板縱向邊緣中部或窄長板，£ x= 0 , ay=o,因此：<rx =nF(3)有限尺寸板的翹曲應力當氣溫變化較快時，由于混凝土板導熱性能差，在板內產生溫度差，當氣溫升高時板中部有隆起趨勢，當氣溫降低時板邊緣和角隅有翹起趨勢。由于板的自重、地基反力和相鄰板的約束作用，使部分翹曲變形受阻，從而使板內產生應力，這種應力即稱為水泥混凝土板的翹曲應力。威斯特卡德對文克勒地基的作進一步假定來計算溫度應力：1)溫度沿板斷面呈線性變化；2) 板與地基始終保持接觸；3)不計板自重。11 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)(4)溫度線性分布時翹曲應力溫度沿

14、板斷面呈線性變化:板邊中點:彈性半空間體地基時:其中:吟或2cos4 t<>sh Asin 2用+sinh 2A計算J：時,計算CJ時,(5)溫度非線性分布時翹曲應力計算對于較厚的板，采用溫度沿板斷面呈直線分布的假設，即按板頂和板底的溫度差確定的溫度梯度計算的溫度翹曲應力，會得到偏大的溫度翹曲應力值。為此，應考慮由于溫度的非線性分布而引起的內應力。我國規(guī)范的溫度應力計算：第四節(jié)路面結構的可靠度1、結構的極限狀態(tài)12 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）此特定狀態(tài)稱為該功能整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，的極限狀態(tài)。2、結構的極限狀態(tài)分類（D

15、承載力極限狀態(tài)：結構或結構構件達到最大承載力，出現疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形。（2）正常使用極限狀態(tài)：結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。3、結構可靠性的含義）完結構可靠性是指結構在規(guī)定時間（設計基準期）內、規(guī)定條件下（正常設計、正常施工、正常使用和維護成預定功能的能力。其功能要求為：（1）安全性；（2）適用性；（3）耐久性。當結構或構件超過承載能力極限狀態(tài)，就可能產生以下后果：（1）由于材料強度不夠而破壞，或因疲勞而破壞；（2）產生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結構或構件喪失穩(wěn)定；（3）結構轉變?yōu)闄C動體系。超過這一極限狀態(tài)，結構或其構件就不能滿足其預定的安全性要求。結構的

16、功能要求：（1）安全性：結構應能承受在正常施工和正常使用的情況下可能出現的各種作用，在設計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，結構仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌。（2）適用性：結構在正常使用期間應具有良好的工作性能。如，不發(fā)生過大變形、振幅、過寬裂縫等，以 免影響正常使用。（3）耐久性：結構在正常使用和正常維護條件下應具有足夠的耐久性能，以保證結構能夠正常使用到預定 的設計使用期限。4、正態(tài)分布概率密度曲線有三個數字特征（1）平均值n一R =丹13 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）(2)標準差cr =上-1打一1(3)變異系數(4)正態(tài)分布的概念正態(tài)分布的概率密度函數:Da越大，曲線越

17、扁平，隨機變量分布越分散。5、結構上的“作用”（D直接作用：是指直接以力的不同集結形式（集中力或均布力）施加在結構上的作用，通常也稱為荷載。（2）間接作用：是指能夠引起結構外加變形和約束變形，從而產生內力效應的各種原因。荷載的分類（隨時間的變異性分類）永久荷載（恒荷載）：在結構設計基準期內，其作用量值不隨時間變化，或其變化幅度與平均值相比可以忽略不計的荷載。14 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)可變荷載(活荷載)：在結構設計基準期內，其作用量值隨時間而變化，其變化幅度與平均值相比不可忽 略不計的荷載 。偶然荷載：在結構設計基準期內不一定出現，而一旦出現其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載。6、

18、作用與作用效應的不確定性恒載：材料密度變化，施工偏差引起構件尺寸變化?；钶d：大小和位置均變化(超載、減載)。7、結構抗力的不確定性(1)結構材料性能的變異性，是影響結構抗力的主要因素；(2)結構構件的幾何參數的變異性；(3)結構構件抗力計算模式的不確定性。8、結構可靠性(D引入結構的功能函數：Z = R-S =抗力一作用；(2)目標可靠指標(object )用目表示，為使結構設計安全可靠，經濟合理，應對不同情況下的可靠指標 作一規(guī)定，來作為設計的依據。9、可靠度的幾何解釋和計算方法(1)兩個正態(tài)變量 R和S的標準差相等，則為平均值點到失效邊界上的最短距離。15 / 36水泥混凝土路面設計參數(

19、有用)(2)當極限狀態(tài)方程中包含多個正態(tài)分布隨機變量時，根據由兩個隨機變量情形得出的定義，此時求得可靠度指標是新坐標體系中原點到極限狀態(tài)曲面的法線距離。(3)計算方法：Monte - Carle 法、一次二階矩法、JC法等。10、水泥混凝土路面可靠度的定義定義：在規(guī)定的設計使用年限內，在環(huán)境條件和荷載作用下，路面能夠發(fā)揮其預期功能的概率。我國水泥混凝土路面設計方法：路面板的車輛荷載疲勞應力及溫度疲勞應力之和小于混凝土的極限抗折強附公式左邊三項分別代表：可靠度系數、荷載疲勞應力和溫度疲勞應力；右邊是水泥混凝土面板材料的極限抗折強度。%十511、水泥混凝土路面可靠度的概念“或路面結構的疲勞壽命，可

20、采用雙參數的威布爾分布，其關系如下式：設計年限內累計當量標準軸載，可采用對數正態(tài)分布，其標準差和變異系數,-圾之 3 ； R = F（旌 N 酌）/ =16 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）第五節(jié)水泥路面的設計參數1、設計基準期、目標可靠度和目標可靠度指標可靠度設計標準公路技術等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路安全等級一級二級三級四級設計基準期30302020目標可靠度（為95908580目標口靠指標1.641.281.040.84變異水平等級低低-中中中-高2、材料參數與結構參數的變異性范圍變異系數的變化范圍變異水平等級低中高水泥混凝土彎拉強度、彎拉彈性模量<0.100.1

21、0<Cv<0.150.15<Cv<0.20基層頂面當量回彈模量<0.250.25<Cv<0.350.35<Cv<0.55水泥混凝土面層厚度<0.04 0.04<Cv<0.060.06<Cv<0.0817 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）3、對應于目標可靠度的可靠度系數可靠度系數變異水平等級目標口靠度（的95908580低1.20-1.331.09-1.161.04-1.08-中1.33-1.501.16-1.231.08-1.131.04-1.07高-1.23-1.331.13-1.181.07-1.11

22、4、交通分級指標交通等級交通等級重中等輕設計車道標準軸載累計作用次數（10,000）>2000100-20003-100<35、混凝土材料要求混凝土彎拉強度標準值交通等級重中等輕水泥混凝土的彎拉強度標準值（Mpa5.0 55.0 4.5 4.0鋼纖維混凝土的彎拉強度標準值（Mpa6.0 6).0 5.5 5.06、墊層要求水泥混凝土路面最小防凍厚度（M路基干濕類型路基土質當地最大冰凍深度（m0.50-1.001.01-1.501.51-2.00>2.00中濕路基低、中、高液限粘土0.30-0.500.40-0.600.50-0.700.60-0.95粉土，粉質低、中液限粘土0

23、.40-0.600.50-0.700.60-0.850.70-0.11潮濕路基低、中、高液限粘土0.40-0.600.50-0.700.60-0.900.75-1.20粉土，粉質低、中液0.45-0.700.55-0.800.70-1.000.80-1.3018 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)限粘土7、溫度梯度最大溫度梯度標準值Tg公路自然區(qū)劃H、VmIV、VIVU最大溫度梯度(攝氏度/m)83-8890-9586-9293-98第六節(jié)水泥路面結構組合設計1、水泥混凝土板(1)面板要求面板要求面層類型適用條件普通混凝土面層各級公路連續(xù)配筋混凝土面層高速公路瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫

24、縫設傳力桿的普通混凝土卜面層組成的復合式路面特重交通的高速公路碾壓混凝土面層二級及二級以下公路、服務區(qū)停車場鋼纖維混凝土面層標高受限路段、收費站、混凝土加鋪層和橋面鋪裝矩形或異形混凝土預制塊面層服務區(qū)停車場、二級及以下公路橋頭引道沉降未穩(wěn)定段(2)厚度要求水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級重19 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)公路等級高速1一級 二級高速一級二級變異水平等級低中低中低中低中向層厚度(mm)>260>25C)>240270-240260-230250-220交通等級中等輕公路等級二級三、四級三、四級三、四級變異水平等級高中高中高中面層厚度(mm)240

25、-210230-200220-200<230<220(3)面板構造深度要求各級公路水泥混凝土面層的表層構造深度( mm)要求公路等級高速公路、一級公路二、三、四級公路一般路段0.70-1.100.50-0.90特殊路段0.80-1.200.60-1.002、基層(1)基層要求剛度和穩(wěn)定性；厚度要求；基頂當量回彈模量要求(2)基層類型要求交通等級適宜各交通等級的基層類型基層類型特重交通特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土基層水泥穩(wěn)定粒料或瀝青穩(wěn)定碎石基層中等或輕交通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級配粒料基層(3)基層厚度要求各類基層厚度的適宜范圍20 / 36水泥混凝土路面設

26、計參數（有用）基層類型厚度適宜的范圍（mm）貧混凝土或碾壓混凝土基層120-200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層150-250瀝青混凝土基層40-60瀝青穩(wěn)定碎石基層80-100級配粒料基層150-200多空隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100-140瀝青穩(wěn)定碎石排水基層80-1003、墊層遇有下述情況時，需在基層下設置墊層：（1）季節(jié)性冰凍地區(qū)，地面總厚度小于最小防凍厚度要求時，其差值應以墊層厚度補足;（2）水文地質條件不良的土質路塹，路床土濕度較大時，宜設置排水墊層；（3）路基可能產生不均勻沉降或不均勻變形時，可加設半剛性墊層。4、路基土基：（1）干濕類型保證；（2）填料；（3）密實、穩(wěn)定和均勻第七

27、節(jié)我國水泥路面設計方法1、設計流程21 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)監(jiān)路育麗跖厚度梯度小可停度接兼?zhèn)饕帜?力的施力斫H系敷匕交算水 平等細初E路面 結構構疏荷候勞應 力系數4行軍荷就廢帶魔力方大發(fā)度威力計基施鸚事行變軸次M2、荷載疲勞應力分析(1)臨界荷位概念：最大荷載和溫度梯度綜合疲勞損壞最大的位置-臨界荷位。(2)臨界荷位位置：混凝土板的縱向邊緣中部(3)荷載疲勞應力計算各類接縫的傳荷系數及規(guī)范取值22 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）非受有板邊的撓度仆受荷板邊的掩度接縫類型撓度傳荷系數Ew （%）應力傳荷系數kj設傳力桿脹縫>60<0.82不設傳力桿脹縫50-

28、550.84-0.86設傳力桿縮縫>75<0.75設拉桿平口縱縫35-550.80-0.91設拉桿企口縱縫77-820.72-0.74考慮軸載累計作用次數的疲勞應力系數標準軸載在四邊自由板的臨界荷位處產生的荷載應力.=0.077嚴口產r= 0.537九綜合系數kc綜合系數kc公路等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路kc1.301.251.201.103、基層頂面當量回彈模量和計算回彈模量（D新建公路：規(guī)范中采用三層體系，按等彎曲剛度原則換算回彈模量和厚度將基層和底基層（或墊層）23 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）殳用十 %瓦（2）舊路加鋪：原有瀝青路面加鋪水泥混凝土路面

29、時_ 13739"JL04（3）路基和結構層參數墊層和基層材料回彈模量經驗參考值范圍材料類型回彈模量（Mpa）材料類型回彈模量（Mpa）中、粗砂80-100石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料1300-1700天然砂礫150-200水泥穩(wěn)定粒料1300-1700未篩分碎石180-220瀝青碎石（粗粒式，20攝氏度）600-800級配碎石層（墊層）200-250瀝青混凝土（粗粒式，20攝氏度）800-1200級配碎石層（基層）250-350瀝青混凝土（中粒式，20攝氏度）1000-1400石灰土200-700多空隙水泥碎石（水泥劑量 9.5%-11%）1300-1700石灰粉煤灰土600-900多空隙水

30、泥碎石（20攝氏度，瀝青含量2.5%-3.5% ）600-8004、溫度疲勞應力臨界荷位處的溫度應力:24 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)=鬲%I; % 一瓦5、設計標準6、設計示例公路自然區(qū)劃口區(qū)擬新建一條二級公路，路基為粘質土，采用普通混凝土路面，路面寬9m,經交通調查得知，設計車道使用初期標準軸載日作用次數為2100次，試設計該路面的厚度。(1 )交通分析二級公路的設計基準期查表為20年，其可靠度設計標準的安全等級查表為三級。臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數查表查表取0.39 o取交通量年增長率為5%。設計基準期內的設計車道標準荷載累計作用次數按公式計算。品二一十即-1口 ? =

31、 21。蟲+。.西，卜355 乂 0多二g物工9gr0.05,屬重交通等級；(2)初擬路面結構相應于安全等級三級的變異水平等級為中級。根據二級公路、重交通等級和中級變異水平，初擬普通混凝土面層厚度為 0.22m?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5%),厚0.18m。墊層為0.15m低劑量無機結合料穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬4.5m ,長5m?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為不設傳力桿的假縫。(3)路面材料參數確定取重交通等級的普通混凝土面層彎拉強度標準值查表為5.0MPa，相應彎拉彈性模量標準值查參考值表為31GP 。根據中濕路基路床頂面回彈模量經驗參考值表，取路基回彈模量為30MPa,根據墊層

32、、基層材料回彈模量經驗參考值表，取低劑量無機結合料穩(wěn)定土墊層回彈模量為600MPa,水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量為1300MPa。25 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)(4)計算基層頂面當量回彈模量= 1013()_ BOOxg.lS3-k600x0.15a點+啟01劑+。乃'屈閡渴的1 1 丫目 12124 友 E也J13000,183 5000,153 (0.15 + 0,15)71.1 T1-121241.1300x0.13 600x0.15J=2.57(山® 加)2 耳122/%=即12x2 57/1013 = 0312M ；a - 6.221-1 51=6 22

33、x 1-1 51,1013-0.45二 4293& =渥埒孑)心5= 1-1 44 x435= 0.792= 165(M%)1/5= 4 293x0 312(5)荷載疲勞應力普通混凝土面層的剛度半徑r = Q.537隔句區(qū)-0.537 x 0,22 x V31W7155 = Q,67荷載應力卜示準軸載在臨界荷位處產生的荷載應力：仃”=0.077產。礴入t =0 077k0.677cjs x0.22 1.259(小&)修正系數確定26 / 360.S7 ；考慮設計基準期內荷載應力累計疲水泥混凝土路面設計參數(有用)因縱縫為設拉桿平縫，查表得到接縫傳荷能力的應力折減系數:勞作用的疲

34、勞應力系數:二叫=(988"11浮'=2.504,根據公路等級，查表得到考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數：修正的荷載疲勞應力= 0,87x 2.504 x 1.20x1,255 = 3.29)(6)溫度疲勞應力參數口區(qū)最大溫度梯度查表取88 (C/m)。板長5m, L/r=5/0.67=7.46,由查圖得普通混凝土板厚h=0.22m ,Bx=0.71 。按公式計算最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力:1文】07 >:31000 0,2222(7)計算溫度疲勞應力系數0,828 x213、1323-0.041= 0.53285%。由查得的目標可靠度和變異水

35、平等級，查表確定可靠度系數為1.13 。(8)計算溫度疲勞應力cr力= 0 532x2 U = 1(9)可靠度系數二級公路的安全等級為三級，相應于三級安全等級的變異水平等級為中級，目標可靠度為(10)判斷結構是否滿足要求y/仃/ +) = 1.13x 029 + 1.B) = 490MF$ <4 = 5.0 的以27 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)因而，所選普通混凝土面層厚度(0.22m)可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用第八節(jié)路面養(yǎng)護與評價方法1、公路技術狀況評定公路技術狀況用公路技術狀況指數MQI和相應的分項系數表示，其值為 0-100;表 16-8-1公路

36、技術狀況評定標準評價等級優(yōu)良中次差MQI及各項分項指標>=90>=80,<90>=70,<80>=60,<70<602、路基路面損壞類型(1)瀝青路面11類21項龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、松散、沉陷、車轍、破浪擁包、泛油、修補。(2)水泥混凝土路面 11類20項破碎板、裂縫、板角斷裂、錯臺、唧泥、邊角剝落、接縫料損壞、坑洞、拱起、露骨、修補。(3)路基損壞類型8類路基邊溝不潔、路肩損壞、邊坡崩塌、水毀沖溝、路基構造物損壞、路緣石缺損、路基沉降、排水系統(tǒng)淤(4)砂石路面6類路拱不適、沉陷、波浪搓板、車轍、坑槽、露骨3、公路技術狀況評

37、價MQI評價系統(tǒng)如圖28 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）條件不具備的三、四級公路，路面平整度可采用三米直尺人工檢測，檢測結果按表16-8-2評定。0.95 。QI評價系統(tǒng)說明:MQI 公路技術狀況指數;POI路面使用性能指數( Pavement Quality or Performance Index)SCI路基技術狀況指數( Subgrade Condition Index )BCI橋隧構造物技術狀況指數( Bridge , Tunnel and Culvert Condition Index)TCI沿線設施技術狀況指數( Traffic-facility Condition Ind

38、ex)PCI路面損壞狀況指數(Pavement Surface Condition Index )RQI路面行駛質量指數(Riding Quality Index )RDI 路面車轍深度指數( Rutting Depth Index )SRI路面抗滑性能指數( Skidding Resistance Index )PSSI路面結構強度指數( Pavement Structure Strength Index)4、路面破損檢測路面損壞狀況檢測，宜采用自動化的快速檢測方法，條件不具備時，可人工檢測。采用快速檢測設備檢測路面損壞時，應縱向連續(xù)檢測，橫向檢測寬度不得小于車道寬度的 70%,檢測設備90

39、%H 上1mm以上的路面裂縫，檢測結果宜采用計算機自動識別，識別準確度應達到5、路面平整度檢測路面平整度宜采用快速檢測設備，可結合路面損壞和車轍一并檢測。單獨檢測路面平整度時，宜采用高精路面平整度檢測設備必須定期標定，每年至少標定一次，標定的相關系數應大于29 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)表16-8-2路囿平整度人，評定標準技術等級優(yōu)良中次差RQI>=90>=80,<90>=70,<80>=60,<70<60三米直尺(mm)<=10<=12,>10<=15,>12<=18,>15>18顛簸

40、程度無顛簸，行車平穩(wěn)有輕微顛簸，行車尚平穩(wěn)有明顯顛簸，行車/、平穩(wěn)嚴重顛簸，行車很/、平穩(wěn)非常顛簸，非常不平穩(wěn)6、路面其他檢測(1)路面車轍檢測路面車轍宜采用快速檢測設備，可結合路面損壞和路面平整度一并檢測。路面車轍檢測設備必須定期標定，每年至少標定一次，根據斷面數據計算路面車轍深度(RD),計算結果以10m為單位長期保存。(2)路面抗滑性能檢測路面抗滑性能檢測宜采用基于橫向力系數的路面抗滑性能檢測設備或其他具有可靠數據標定關系的自動化檢測設備。檢測設備必須定期標定，每年至少標定一次。路面抗滑性能檢測數據(橫向力系數)應以20m為單位長期保存。(3)路面結構強度檢測路面結構強度宜采用自動檢測設

41、備檢測。7、檢測頻率和要求公路技術狀況評定所需數據的最低檢測與調查頻率按表16-8-3的規(guī)定執(zhí)行。16-8-3最低檢測與調查頻率路面損壞(PCI)路面平整度(RQI)抗滑性能(SRI)路面車轍(RDI)結構強度(PSSI)路面瀝青高速、一1年1次1年1次2年1次1年1次抽樣檢測30 / 36水泥混凝土路面設計參數(有用)PQI級公路- .一四級公路1年1次1年1次水泥混凝土高速、一級公路1年1次1年1次2年1次- .一四級公路1年1次1年1次砂石1年1次路基SCI1年1次橋隧構造物BCI米用最新橋梁、隧道、涵洞技術狀況評定結果沿線設施TCI1年1次8、公路技術狀況評定(1)評定要求：公路技術狀

42、況評定以1000m路段長度為基本評定單元。(2) MQI確定：公路技術狀況指數mqi按下式計算：MQI = w陶工PQI + 1kse I + w“邰1，明燈【(|； 其中上式中：1.舊| PQI在MQI中的權重，取值為 0.70 ; SCI在MQI中的權重，取值為 0.08 ;恒,取3BCI在MQI中的權重，取值為0.12 ;TCI在MQI中的權重，取值為 0.10。(3)路面使用性能(PQI)瀝青路面使用性能評價包括路面損壞、平整度、車轍、抗滑性能和結構強度五項技術內容。其中路面結構 強度為抽樣評定指標，單獨計算與評定，評定范圍根據路面大中修養(yǎng)護需求、路基的地質條件等自行確定。水泥混凝土路

43、面使用性能評價包括路面損壞、平整度和抗滑性能三項技術內容；砂石路面使用性能評價 包括路面損壞一項技術內容。31 / 36水泥混凝土路面設計參數（有用）路面使用性能指數（PQI）按下式計算：PQ1=* M'rQ|RQ1 +/%RjSRI表16-8-4 PQI分項指標權重路面類型權重高速、一級公路二、三、四級公路瀝青路面0.350.60u RQI0.400.40ItRDl0.15Wsai0.10水泥混凝土路面“K I0.500.60m'rqi0.400.40WSM0.10（4）路面損壞（PCI）路面損壞用路面損壞指數（PCI）評價，PCI按下面兩式計算。PCI = IOO-DR式中：DR-路面破損率（ Pavement Distress Ratio ），為各種損壞的折合損壞面積之和與路面調查面 積之百分比（%）。（5）路面行駛質量RQIRQI 二1001十%靖1Kl?式中：IRI國際平整度指數；a0