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1、第三章 新建水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、 交通分析 標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)計(jì)算:?jiǎn)屋S雙輪組,單軸單輪組雙軸雙輪組序號(hào)汽車型號(hào)前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)輪組數(shù)日平均交通量(輛/日)1黃河JN15049101.61雙8662解放CA10B19.460.851雙7543東風(fēng)EQ14023.769.21雙7124日野KB22250.2104.31雙4985太脫拉138S45.4902雙3626交通SH36125.55602雙845路面特征系數(shù)為16,標(biāo)準(zhǔn)軸載為100,軸輪型系數(shù)及周載換算結(jié)果如下:車型軸重/KN輪軸系數(shù)平均日交通量軸載換算2009日標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)黃河JN16249416.468660
2、.00463.983101.618661.28911116.393解放CA10B19.4620.297540.00000.00060.8517540.00040.266東風(fēng)EQ14023.7569.137120.00000.00069.217120.00281.969日野KB22250.2412.154980.00673.338104.314981.9613976.738太脫拉138S45.4430.353620.00140.5075903.98E-063620.00000.0003交通SH36160381.728450.107790.99581103.8E-068450.00000.0148
3、合計(jì) 2194由表,一級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30年,安全等級(jí)為一級(jí),由附錄表A2.4,臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取0.22。經(jīng)交通調(diào)查分析得知,設(shè)計(jì)軸載kN,最重軸載kN,該公路自2012年至通車后2018年交通量增長(zhǎng)率10.28,其后將以 6.0增長(zhǎng)。因設(shè)計(jì)年平均日交通量分三段計(jì)算,則使用初期設(shè)計(jì)車道的日標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù):2015年初,次2018年末,次2019年末,次標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù) 2015年初2019年初:次2019年末2043年末:次累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸作用次數(shù)次,查表3.0.7,得出該路段屬于重交通。二、 初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低級(jí)。根據(jù)一級(jí)公路重交通等級(jí)和低級(jí)變異水平等級(jí),查
4、表4-3,初擬普通混凝土面層厚度為。水泥穩(wěn)定粒料基層 ,底基層選級(jí)配碎石。單向路幅寬度為m(行車道)+2.75(硬路肩),行車道水泥混凝土面層板平面尺寸取mm,縱縫為設(shè)拉桿平縫,橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚度的混凝土,并設(shè)計(jì)拉桿與行車道板相連。三、 路面材料參數(shù)確定按表3.08和表,取普通混凝土面層的拉彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為,相應(yīng)彎拉彈性模量與泊松比為、。礫石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)。取距地下水位1.0m時(shí)的濕度調(diào)整系數(shù)為0.80。由此,路床頂綜合回彈模量取為。水泥穩(wěn)定粒料基層的彈性模量取,泊松比,級(jí)配碎石底基層回彈模量取230MPa,泊松比取0.35。板地基綜合回彈模量計(jì)算如
5、下 板底地基綜合回彈模量取125Pa?;炷撩鎸影宓膹澢鷦偠?半剛性基層板的彎曲剛度路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑四、 荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算按式(B.4.1-1),標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為按式(B.2.1)計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力按式(B.2.6)計(jì)算面層最大荷載應(yīng)力其中,接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)(B.2.1條) 累積疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)【式(B.2.3-1)】 綜合系數(shù)(表B.2.1)五、 溫度疲勞應(yīng)力計(jì)算 由表 ,區(qū)(天津所屬區(qū))最大溫度梯度取88(/m)。按B.3.3和B.5.2計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度系數(shù)按式(B.3.2)計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力:按式(B.3.4)計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)式中,是公路自然區(qū)劃的回歸系數(shù),按所在地區(qū)自然區(qū)劃查表B.3.4確定按式(B.3.1)計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力:六、 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核查表3.0.4,一級(jí)安全等級(jí),低變異水平條件下,可靠度系數(shù)。按式(3.0.4-1)和式(3.0.4-2)校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求:擬定的由計(jì)算厚度0.26m的普通混凝土面層和厚度0.18m的水泥穩(wěn)定粒料基層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求,可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和穩(wěn)定應(yīng)力
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