C混凝土路面設(shè)計(jì)ppt課件

1、路基路面工程HongxiaTAN第16章水泥混凝土路面設(shè)計(jì)路基路面工程HongxiaTAN16.1 概述1、路面構(gòu)造特征：、路面構(gòu)造特征：1、混凝土的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于基層和土基的強(qiáng)度；、混凝土的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于基層和土基的強(qiáng)度；2 、水泥混凝土本身的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗折強(qiáng)度；、水泥混凝土本身的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗折強(qiáng)度；3 、基層外表與路面板間摩擦力較小；、基層外表與路面板間摩擦力較小；4、 板塊厚度相對(duì)與平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的撓度豎向位移很板塊厚度相對(duì)與平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的撓度豎向位移很??；小；5、混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度、混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度 梯

2、度，會(huì)產(chǎn)生翹曲景象，梯度，會(huì)產(chǎn)生翹曲景象，假設(shè)遭到約束，會(huì)在板中產(chǎn)生翹曲應(yīng)力。假設(shè)遭到約束，會(huì)在板中產(chǎn)生翹曲應(yīng)力。 6 、荷載多次反復(fù)作用，溫度梯度也反復(fù)變化，混凝土板有疲勞景象。、荷載多次反復(fù)作用，溫度梯度也反復(fù)變化，混凝土板有疲勞景象。 2、路面構(gòu)造設(shè)計(jì)實(shí)際與方法：、路面構(gòu)造設(shè)計(jì)實(shí)際與方法：構(gòu)造體系構(gòu)造體系: 彈性層狀體系彈性層狀體系設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的: 抗彎拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范: r(p+t )fcm 路基路面工程HongxiaTAN3、路面構(gòu)造設(shè)計(jì)原那么：、路面構(gòu)造設(shè)計(jì)原那么：4、 路面構(gòu)造設(shè)計(jì)內(nèi)容：路面構(gòu)造設(shè)計(jì)內(nèi)容：1路面構(gòu)造層組合設(shè)計(jì)路面構(gòu)造層組合設(shè)計(jì) 2混凝土面板厚度設(shè)

3、計(jì)混凝土面板厚度設(shè)計(jì) 3混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計(jì)混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計(jì) 4路肩設(shè)計(jì)路肩設(shè)計(jì) 5普通混凝土路面的鋼筋配筋率設(shè)計(jì)普通混凝土路面的鋼筋配筋率設(shè)計(jì)路基路面工程HongxiaTAN16.2 彈性地基板力學(xué)模型路基路面工程HongxiaTAN1）小撓度彈性薄板假設(shè) （1）垂直于中面方向的正應(yīng)變極微小，可 以忽略不計(jì)，即 ),(, 0yxWWZWz （2）垂直于中面的法線在彎曲變形前后保 持直線并垂直于中線，即無橫向剪應(yīng)變。 0zyzx （3）中面內(nèi)各點(diǎn)只有垂直于中面的位移，即 z=0 時(shí)，U=V=0 路基路面工程HongxiaTAN微分單元受力圖留意：上圖中荷載p(x,y)d

4、xdy和地基反力q(x,y)dxdy未標(biāo)出。路基路面工程HongxiaTAN由彈性力學(xué)幾何方程可得 222222xyxyWzxWzyWzx y 由物理方程得到 22222222222()1()11xyxyEzWWxyEzWWyxEzWx y 截面內(nèi)力為 222222222()()(1)xyxyWWMDxyWWMDyxWMDx y 路基路面工程HongxiaTAN按照彈性力學(xué)方法，由平衡微分方程可得 4444224()( , )( , )WWWDp x yq x yxxyy 或?qū)懗?),(),(),(22yxqyxpyxWD )1 (122322222EhDyx 采用柱坐標(biāo)時(shí)： 路基路面工程Ho

5、ngxiaTAN 由物理方程得到 22222222222()1()11xyxyEzWWxyEzWWyxEzWx y 截面內(nèi)力為 222222222()()(1)xyxyWWMDxyWWMDyxWMDx y 路基路面工程HongxiaTAN2板與地基接觸條件假設(shè)1變形過程中板與地基一直嚴(yán)密接觸，因此板面、板底豎向位移與地基頂面位移相等。2接觸面上只需豎向力，無程度摩阻力。 路基路面工程HongxiaTAN3）地基假設(shè) 文克勒地基假設(shè)（稠密液體假設(shè)） ： 地基表面任何一點(diǎn)的位移僅與作用于該點(diǎn)的壓力成正比， 而與其它相鄰點(diǎn)的壓力無關(guān)。 彈性半空間體地基假設(shè)（彈性固體假設(shè)） ： 符合布辛尼斯克理論。

6、假定地基是各向同性的彈性半空間體，這時(shí)地基在荷載作用范圍內(nèi)、外均產(chǎn)生變形和反力。路基路面工程HongxiaTAN16.3 Winkler地基無限大板解 將 q(r)=KW(r)代入板的撓曲面微分方程，由 Hankel 積分變換法可解得 W(r)。 1）集中荷載作用 2( )( )( )rrttPlwwDMPMMPM 路基路面工程HongxiaTAN2）圓形均布荷載作用 k h E 2d p(r) 2( , )( , )( , )rrttPlwwDMPMMPM 上式中，14()rllDlK，l 為相對(duì)剛度半徑。 lDKE hKcc43241 2 1路基路面工程HongxiaTAN 16.4 We

7、stergaard荷載應(yīng)力公式Winkler地基三個(gè)臨界荷位： 1、 作用在板中； 2、 作用在板邊緣中部； 3、 作用在板角。 最大彎拉應(yīng)力位置：1 、荷載中心處板底；2 、荷位下板底；3、 板外表距板角點(diǎn)x1的分角線上 22x11= 2 路基路面工程HongxiaTAN 22x11= 2 1）無限大板板中 21.1(1)(lg0.2673)ilPbh 式中，b當(dāng)量計(jì)算半徑（如果荷載集中，將不符合薄板假定） 當(dāng)1.724bh時(shí)，221.60.675bhh 當(dāng)1.724bh時(shí)，b 路基路面工程HongxiaTAN2）半無限大板邊緣 22.116(1 0.54 )(lg0.08975)elPbh

8、 試驗(yàn)修正(Arlington試驗(yàn)路)：存在脫空時(shí)，實(shí)測(cè)值超高10左右，因此修正為 22.116(1 0.54 )(lg0.25lg)0.0254elbPbh 3）半無限大板板角 22x11= 2 路基路面工程HongxiaTAN 3） 半無 限大 板板 角 222(1.10.88)xxllcPWeekll 角 隅 頂點(diǎn) (x=0)：22(1.10.88)cPWkll 最 大 拉應(yīng) 力（12xl） ： 0.62321()cPhl 試 驗(yàn) 修正 ：存 在脫 空時(shí) ，實(shí) 測(cè) 值偏大 30 50 ，可以 修 正為 1.22321()cPhl 路基路面工程HongxiaTAN16.5 彈性半空間地基無

9、限大板解 r z h E rE0 0 p(r) q(r) q(r)由于( ) ( )q rf w r，由布辛尼斯克假設(shè)確定( ),( )q r w r的關(guān)系： 200002(1)( )( )()w rqJr dE 再代入板的撓曲面微分方程，可解得 W(r)。 圓形均布荷載作用時(shí) 20000000(,)(,)(,)rrttPlwwDMPMMPM 上式中，00001203002(1)rllDlE 路基路面工程HongxiaTAN16.6 彈性半空間地基雙層板荷載應(yīng)力分析2）分離式 下層剛度 31 11212(1)cE hD 上層剛度 3222212(1)cE hD 331 12212212(1)d

10、cE hE hDDD 彎矩分配： 下層 1111216,sdDMMMDh 上層 2222226,sdDMMMDh 1、路基路面工程HongxiaTAN）理論設(shè)計(jì)法 （1）結(jié)合式 中性面位置 221 11 1 22201 12222()E hE hhE hhE hE h 雙層板當(dāng)量彎曲剛度 333311200220022312()() () 3(1)12(1)dceqcEhhhhhE hhhDE h 當(dāng)量單層厚度 21/3112(1)cdeqDhE 假定層底最大應(yīng)力為p，則下層（舊混凝土板）底應(yīng)力為： 12012()peqhhhh 2、結(jié)合式：路基路面工程HongxiaTAN 或用單層板的方法求

11、解雙層板的總彎矩，分別計(jì)算上、下層板底的彎拉應(yīng)力。上層：下層：公式見書P468。20Zhh120Zhhh路基路面工程HongxiaTAN16.7 脹縮應(yīng)力溫度均勻升降所引起 大尺寸板內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系： 1()1()xxytyyxttEtE 板受到約束時(shí)，板中點(diǎn)處0 xy，則有 1txyEt T 上升時(shí)，t 為正，為正，表示拉應(yīng)力。 例如：混凝土板530000MPa,0.15,1 101/ C,20 CtEt 則530000 10( 20)7.06MPa1 0.15txy ，將會(huì)開裂。 當(dāng)30 Ct 時(shí)， 530000 103010.6MPa1 0.15t ，一般不會(huì)壓壞，但可能引起屈曲（拱起）

12、。 路基路面工程HongxiaTAN對(duì)于有限尺寸板（46m） ： 基底約束力（摩阻力） ： 2LFBhrf 板的容許拉力： PBh 當(dāng) F=P 時(shí)， 2 ,2LrfLrf 其中， 容許拉應(yīng)力(MPa)； r容重(MN/m3)； f摩阻系數(shù)，1 2f 。 例如： 0.15MPa（2d 齡期，15） ，30.024MN/m ,2.0rf， 則2 0.156.25m0.024 2L。 路基路面工程HongxiaTAN16.8 翹曲應(yīng)力頂、底面溫差(溫度梯度)引起緣由：板的自重、地基負(fù)反力、鄰板約束等。緣由：板的自重、地基負(fù)反力、鄰板約束等。大板板中面曲率：大板板中面曲率：22322320212()0

13、12()012(1)62(1)txytyxtxyxtxytwMMxEhhtwMMyEhhEhtMMMEth 路基路面工程HongxiaTAN有限尺寸板： 板中 22()2(1)()2(1)txxytyyxEtCCEtCC 板邊緣中點(diǎn) 2txxEtC 式中，xC翹曲應(yīng)力系數(shù)，( )xLCfl yC翹曲應(yīng)力系數(shù)，( )yBCfl 考慮溫度沿板厚非線性分布引起的內(nèi)應(yīng)力后， 板中 1)文克勒地基板:路基路面工程HongxiaTAN 板中 1xyxCCC 板邊緣中點(diǎn) xxCC 對(duì)于較厚的板，應(yīng)思索由于溫度的非線性分布而引起的內(nèi)應(yīng)力。 思索溫度沿板厚非線性分布引起的內(nèi)應(yīng)力后，板中：板邊緣中點(diǎn)：式中， 溫度

14、應(yīng)力系數(shù)，22(1)txxcEtBu2txxEtBxB0.04482.080.154(1)hxxxBC eC路基路面工程HongxiaTAN路基路面工程HongxiaTAN 2) 彈性半空間體地基上板的翹曲應(yīng)力，目前尚無解析解，可采用有限元法計(jì)算板內(nèi)翹曲應(yīng)力。 按照文克勒地基板計(jì)算翹曲應(yīng)力的假設(shè)，采用有限元法計(jì)算了彈性半空間體地基上板的翹曲應(yīng)力。根據(jù)所得結(jié)果，繪出圖16-10中的曲線1和2。此時(shí)板的剛性半徑計(jì)算公式為：lhEEcstcc161223路基路面工程HongxiaTAN例: 路面板長L=5m，板寬B=3.5m，厚24cm,Ec=2.8104，c=0.15，K=80MPa/m,=10-

15、5，板的溫度梯度為85m，求溫度翹曲應(yīng)力和思索內(nèi)應(yīng)力的溫度翹曲應(yīng)力。解: 1、由板和地基參數(shù)得板的剛性半徑為： 查圖16-12中的曲線3，計(jì)算翹曲應(yīng)力：由L/l=5/0.801=6.24 , B/l=3.5/0.801=4.37查圖16-10曲線1得板中點(diǎn)的Cx=0.948,Cy=0.544故板中溫度翹曲應(yīng)力t(中)：沿長邊方向： tx= 沿短邊方向： ty= lE hKcc324332412128100241280 10150801.m28 101085 02420948 015 05441 015301352.MPa 28 101085 02420544 015 09481 0152013

16、52.MPa路基路面工程HongxiaTAN板邊溫度翹曲應(yīng)力t(邊)：28 101085 0242094827135.MPa短邊中點(diǎn)：ty= 長邊中點(diǎn)：tx= 281010850242054415535.MPa2、思索內(nèi)應(yīng)力的溫度翹曲應(yīng)力 采用同樣的方法可得： 2 t2 1cxxcEB板中部：板邊緣中點(diǎn)： t2cxxEBlhEEcstcc161223路基路面工程HongxiaTAN16.9 國內(nèi)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法1）分析方法：有限單元法 2）臨界荷位：考慮最大疲勞損耗（荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力、作用機(jī)率） 、接縫 傳荷能力確定縱縫邊緣中部為臨界荷位。 3）應(yīng)力計(jì)算（四邊自由板） 應(yīng)力計(jì)算諾模圖；

17、 回歸公式： 3地基模型：彈性半空間地基有限大矩形板4規(guī)范軸載：100kN單軸雙輪5設(shè)計(jì)方法：采用可靠度6極限形狀：行車荷載和溫度荷載綜協(xié)作用產(chǎn)生的疲勞斷裂路基路面工程HongxiaTAN16.10 設(shè)計(jì)參數(shù) 一、標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算 1）標(biāo)準(zhǔn)軸載： 0100kNP （單軸雙輪組） 2）軸載換算 1610()nisiiiPNNP 其中，i軸數(shù)系數(shù)，單軸雙輪組 1.0i 單軸單輪組 30.432.22 10iiP 雙軸雙輪組 50.221.07 10iiP 三軸雙輪組 80.222.24 10iiP iP各級(jí)軸載單軸重或雙軸、三軸總重（kN） ； iN各級(jí)軸載作用次數(shù)（n/d） 。 路基路面工程H

18、ongxiaTAN二、交通分級(jí)、設(shè)計(jì)運(yùn)用年限和累計(jì)作用次數(shù) ：交通等級(jí)使用初期設(shè)計(jì)車道日標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)(n/d)設(shè)計(jì)使用年限(t)初估板厚(cm)普通混凝土碾壓混凝土特重1500302526重20015003023252426中等52002021232224輕5202122交通分級(jí)與設(shè)計(jì)運(yùn)用年限及初估板厚NNest113 6 5車輪輪跡橫向分布系數(shù) 公路等級(jí)縱縫邊緣橫縫邊緣高速、一級(jí)公路00.55二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路行車道寬7m0.340.390.500.60行車道寬7m0.540.620.600.70路基路面工程HongxiaTANE1=400EtE0=20M PaE

19、2=150h1=20cmh2=20cmEt2）基礎(chǔ) a.承載板測(cè)定 Et b.彎沉測(cè)定 1.04013739tEl （100kN 軸載，彎沉單位 0.01mm） c.計(jì)算法 由2207.5,20cmEhE，查圖得02.44tEE，2.44 2048.8MPatE 由114008.2,20cm48.8tEhE，得2.54ttEE，2.54 48.8124MPatE 計(jì)算回彈模量：三、基層頂面的當(dāng)量回彈模量和計(jì)算回彈模量1當(dāng)量回彈模量：路基路面工程HongxiaTAN路基路面工程HongxiaTANd、解析法：1/30022112222121/333211 122121 1220.4500.550

20、()12()()11()1246.221 1.51()1 1.44()bxtxxxxxxxxEEah EEh Eh EEhhDhEE hE hhhDE hE hEaEEbE 路基路面工程HongxiaTAN基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et 交通等級(jí)特重重中等輕當(dāng)量回彈模量Et(MPa)1201008060114008.2,20cm48.8tEhE2.54ttEE 計(jì)算回彈模量：tctEnE 計(jì)算荷載應(yīng)力時(shí)，30.81.718 10 ()csthEnE（板中1.0s，板邊0.8s） 計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，0.35n 2計(jì)算回彈模量：路基路面工程HongxiaTAN四、水泥混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和彎拉彈性模量1混凝

21、土面板：以 小梁試件確定強(qiáng)度、模量值15 15 55cm交通等級(jí)特重重中等輕fcm （MPa）5.05.04.54.0Ec （MPa）30000300002800027000ffcmcmEc=1.44fcm0 458.*104 混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彈性模量 路基路面工程HongxiaTAN五、最大溫度梯度 各地域不一樣的能夠產(chǎn)生的沿板厚最大 的溫度變化速率。用于思索板塊能夠產(chǎn) 生的最大溫度應(yīng)力。 路基路面工程HongxiaTAN四 、 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 可 靠 度 設(shè) 計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn) 公 路 技 術(shù) 等 級(jí) 高 速 公 路 一 級(jí) 公 路 二 級(jí) 公 路 三 、 四 級(jí) 公 路 安 全 等 級(jí) 一

22、 級(jí) 二 級(jí) 三 級(jí) 四 級(jí) 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn) 期 （ a） 30 30 20 20 目 標(biāo) 可 靠 度 （ ） 95 90 85 80 目 標(biāo) 可 靠 指 標(biāo) 1.64 1.28 1.04 0.84 變 異 水 平 等 級(jí) 低 低 中 中 中 高 變 異 系 數(shù) 的 變 化 范 圍 六、可靠度設(shè)計(jì)規(guī)范路基路面工程HongxiaTAN變異系數(shù)的變化范圍 變異水平等級(jí) 低 中 高 水泥混凝土強(qiáng)度、模量 0.10vc 0.100.15vc 0.150.20vc 基層頂面當(dāng)量回彈模量 0.25vc 0.250.35vc 0.350.55vc 水泥混凝土面層厚度 0.04vc 0.040.06vc 0.

23、060.08vc 可靠度系數(shù) 目標(biāo)可靠度（） 變異水平等級(jí) 95 90 85 80 低 1.201.33 1.091.16 1.041.08 - 中 1.331.50 1.161.23 1.081.13 1.041.07 高 - 1.231.33 1.131.18 1.071.11 路基路面工程HongxiaTAN16.11 荷載疲勞應(yīng)力）分析方法：有限單元法 2）臨界荷位：考慮最大疲勞損耗（荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力、作用機(jī)率） 、接縫 傳荷能力確定縱縫邊緣中部為臨界荷位。 3）應(yīng)力計(jì)算（四邊自由板） 應(yīng)力計(jì)算諾模圖； 回歸公式： 1、路基路面工程HongxiaTAN綜合影響系數(shù)，考慮動(dòng)荷載影響、偏

24、載影響等，高速公路取1.30，一級(jí)公路 取1.25，二級(jí)公路取1.20，三、四級(jí)公路取1.10； ps標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（四邊自由板） ， 0.6021/30.0770.537 ()psctrhErhE 縱縫回歸公式：路基路面工程HongxiaTAN4）接縫傳荷能力 集料嵌鎖傳遞剪力； 傳力桿、拉桿傳遞剪力、彎矩、扭矩 傳荷系數(shù)： 100%2100%100%uwLuwuLuLsjjcwEwwEwwEK 由理論分析得到撓度傳荷系數(shù):應(yīng)力2、接縫傳荷才干：路基路面工程HongxiaTAN 由理論分析得到j(luò)wKE關(guān)系： 20.996 0.2200.125jwwKEE （單軸） 20.

25、991 0.1800.115jwwKEE （雙軸） 設(shè)拉桿平縱縫 3565%,0.800.91wjEK，規(guī)范取0.870.92jK 設(shè)拉桿企口縫 7782%,0.720.74wjEK 不設(shè)拉桿縫、自由邊 1.0jK 路基路面工程HongxiaTAN各類接縫的傳荷系數(shù) 接縫類型撓度傳荷系數(shù)Ew（%）應(yīng)力傳荷系數(shù)kj設(shè)傳力桿脹縫600.82不設(shè)傳力桿脹縫50550.840.86設(shè)傳力桿縮縫750.75設(shè)拉桿平口縱縫35550.870.92設(shè)拉桿企口縱縫77820.760.84路基路面工程HongxiaTAN 普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土：0.057 碾壓混凝土、貧混凝土： 0.065 鋼

26、纖維混凝土： 0.053 0.017fffld 3、疲勞應(yīng)力系數(shù)vfeKN路基路面工程HongxiaTAN4、 綜合影響系數(shù)Kc: 思索偏載和動(dòng)載等要素綜合系數(shù)kc公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路綜合系數(shù)kc1.300路基路面工程HongxiaTANpscfrpKKK rK考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)； 5、荷載疲勞應(yīng)力：fK疲勞應(yīng)力系數(shù)，cK綜合影響系數(shù)，考慮動(dòng)荷載影響、超載、偏載影響等； ps標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（單塊板） 。 路基路面工程HongxiaTAN16.12 溫度疲勞應(yīng)力 0.04482302222.080.154(1)(1)6

27、(1)ctgcttmxxhxxxcstcctctET hEtDDDC eCElhEEnE 溫度疲勞應(yīng)力： tmttK tK溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)； tm最大溫度應(yīng)力（最大溫度梯度時(shí)） 。 22tgtxxxET hEtBB0.04482.080.154(1)hxxxBC eC路基路面工程HongxiaTAN溫度應(yīng)力疲勞作用系數(shù)kt的解析法：cmrtmrfKabfa、b、c為各公路自然區(qū)劃的回歸系數(shù)。公 路 自 然 區(qū) 劃 系 數(shù) a 0.828 0.855 0.841 0.871 0.837 0.834 b 0.041 0.041 0.058 0.071 0.038 0.052 c 1.323 1.3

28、55 1.323 1.287 1.382 1.270 3 板 厚 設(shè) 計(jì) 試 算 法 ： 要 求路基路面工程HongxiaTAN溫度應(yīng)力疲勞作用系數(shù)kttmcmf0.3540.4360.4970.5460.5870.6210.6520.6790.7030.7260.7460.3380.4150.4760.5270.5700.6080.6430.6740.7040.7310.7560.2730.3740.4490.5080.5560.5980.6340.6650.6940.7200.7440.2870.3780.4470.5020.5480.5880.6220.6540.6820.7080.73

29、20.3580.4390.5020.5540.5980.6370.6720.7030.7320.7580.7830.3500.4270.4850.5330.5740.6090.6410.6690.6950.7190.7400.350.400.450.500.550.600.650.70公路自然區(qū)劃0.3540.4360.4970.5460.5870.6210.6520.6790.7030.7260.7460.3380.4150.4760.5270.5700.6080.6430.6740.7040.7310.7560.2730.3740.4490.5080.5560.59

30、80.6340.6650.6940.7200.7440.2870.3780.4470.5020.5480.5880.6220.6540.6820.7080.7320.3580.4390.5020.5540.5980.6370.6720.7030.7320.7580.7830.3500.4270.4850.5330.5740.6090.6410.6690.6950.7190.7400.350.400.450.500.550.600.650.70公路自然區(qū)劃路基路面工程HongxiaTAN16.13 板厚設(shè)計(jì) 3 板 厚 設(shè) 計(jì) 試 算 法 ： 要 求()rprtrrf 如

31、 滿 足 上 述 要 求 ， 以 初 擬 板 厚 作 為 設(shè) 計(jì) 厚 度 ， 否 則 應(yīng) 調(diào) 整 板 厚 或 板 長 重 新 計(jì) 算 。 路基路面工程HongxiaTAN平安等級(jí)目的可靠度變異水平等級(jí)可靠度系數(shù) rptrf 路基路面工程HongxiaTAN16.14 路面厚度設(shè)計(jì)例如 公路自然區(qū)劃區(qū)擬新建一條二級(jí)公 路，路基為粘質(zhì)土，采用普通混凝土路 面，路面寬 9m，經(jīng)交通調(diào)查得知，設(shè)計(jì)車道運(yùn)用初期規(guī)范軸載日作用次數(shù)為2100，試設(shè)計(jì)該路面厚度。1、 交通分析 二級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期查表為20年，其可靠度設(shè)計(jì)規(guī)范的平安等級(jí)查表為三級(jí)。臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)查表查表取0.39。取交通量

32、年增長率為5。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的設(shè)計(jì)車道規(guī)范荷載累計(jì)作用次數(shù)按公式計(jì)算：屬重交通等級(jí)。路基路面工程HongxiaTAN2 初擬路面構(gòu)造 相應(yīng)于平安等級(jí)三級(jí)的變異程度等級(jí)為 中級(jí)。根據(jù)二級(jí)公路、重交通等級(jí)和中 級(jí)變異程度，初擬普通混凝土面層厚度 0.22m 基層選用水泥穩(wěn)定粒料水泥 用量 5，厚 0.18m, 墊層為 0.15 m低劑 量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。普通混凝土板的 平面尺寸為寬 4.5 m,長5 m,縱縫為設(shè)拉 桿平縫，橫縫為不設(shè)傳力桿的假縫。3 路面資料參數(shù)確定 取重交通等級(jí)的普通混凝土面層彎拉強(qiáng)度規(guī)范值查表為 5.0 MPa ,相應(yīng)彎拉彈性模量規(guī)范值查 參考值表為 31 GP 。 根據(jù)中濕

33、路基路床頂面回彈模量閱歷參考值 表，取路基回彈模量為30 MPa ，根據(jù)墊層、基 層資料回彈模量閱歷參考值表，取低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土墊層回彈模量為 600 MPa ，水泥穩(wěn) 定粒料基層回彈模量為 1300 MPa 。 路基路面工程HongxiaTAN4 計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量路基路面工程HongxiaTANw5 、普通混凝土面層的剛度半徑和荷載應(yīng)力w6、修正系數(shù)確定w 因縱縫為設(shè)拉桿平縫，查表得到接縫傳荷才干的應(yīng)力折減系數(shù)Kj=0.87； w 思索設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)w w w 根據(jù)公路等級(jí)，查表得到思索偏載和動(dòng)載等要素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)為1.20。6

34、0.057(9.885 10 )2.504nfeKN路基路面工程HongxiaTAN7、荷載疲勞應(yīng)力 路基路面工程HongxiaTANw8、溫度疲勞應(yīng)力參數(shù)w 區(qū)最大溫度梯度查表取 88/m，板長5m，L/r=5/0.67=7.46，查圖得普通混凝土板厚h=0.22m，Bx0.71，按公式計(jì)算最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力：w9、溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)w10、溫度疲勞應(yīng)力路基路面工程HongxiaTAN 11、可靠度系數(shù) 二級(jí)公路的平安等級(jí)為三級(jí)，相應(yīng)于三級(jí)平安等級(jí)的變異程度等級(jí)為中級(jí)，目的可靠度根據(jù)查表為85。由查得的目的可靠度和變異程度等級(jí)，查表確定可靠度系數(shù)為1.13。12、判別構(gòu)造能否

35、滿足要求 因此，所選普通混凝土面層厚度0.22m可以接受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。路基路面工程HongxiaTAN16.15 混凝土面板接縫設(shè)計(jì)和配筋設(shè)計(jì)1、接縫設(shè)計(jì)、接縫設(shè)計(jì)2、配筋設(shè)計(jì)：、配筋設(shè)計(jì)： 鋼筋混凝土面層鋼筋混凝土面層 延續(xù)配筋混凝土面層延續(xù)配筋混凝土面層路基路面工程HongxiaTAN16.16 水泥混凝土路面加鋪層設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 （1）舊混凝土面層厚度、強(qiáng)度、模量（鉆芯法） 0.6212.64100000.96340.0915ieemspcemhhSffEf （2）舊基層頂面當(dāng)量回彈模量 由承載板試驗(yàn)確定基層頂面計(jì)算回彈模量： 路基路面工程Hong

36、xiaTAN （2）舊基層頂面當(dāng)量回彈模量 由承載板試驗(yàn)確定基層頂面計(jì)算回彈模量： 22(1)4stcD pEll 其中，彈性特征系數(shù)2206(1)11(1)tccecsEhEl l距承載板中心距離 d 處的實(shí)測(cè)回彈彎沉值； l決定于相對(duì)距離d的彎沉系數(shù)。 再由0.80.001718()ectcth EEE，反算基層頂面當(dāng)量回彈模量tE。 由彎沉值計(jì)算確定：1.04013739tEW路基路面工程HongxiaTAN2）加鋪層形式 （1） 結(jié)合式鑿毛、清洗，涂刷水泥漿、環(huán)氧樹脂等結(jié)合劑。最小厚度10cm。 （2） 直接式清洗、清除油污、碎塊、雜物等，與新混凝土部分結(jié)合。最小厚度14cm。 （3）

37、 分離式以油氈、瀝青砂、瀝青混凝土等材料作為隔離層。最小厚度18cm。 3）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 4瀝青混凝土罩面5破碎混凝土路面板加鋪路基路面工程HongxiaTAN）加鋪層形式 （1） 結(jié)合式鑿毛、清洗，涂刷水泥漿、環(huán)氧樹脂等結(jié)合劑。最小厚度10cm。 （2） 直接式清洗、清除油污、碎塊、雜物等，與新混凝土部分結(jié)合。最小厚度14cm。 （3） 分離式以油氈、瀝青砂、瀝青混凝土等材料作為隔離層。最小厚度18cm。 3）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 0nnndrehhC h rC舊路面損壞狀況系數(shù)，結(jié)構(gòu)狀況良好時(shí)1rC ； 結(jié)構(gòu)狀況一般時(shí)0.75rC ； 結(jié)構(gòu)狀況不良時(shí)0.35rC 。 n加鋪層形式指數(shù)，結(jié)合式1.0,1

38、.0rnC； 直接式1.4,0.75rnC； 分離式2.0,0.35 0.75rnC。 路基路面工程HongxiaTAN4實(shí)際設(shè)計(jì)法：荷載應(yīng)力：10110.60110220.6020.50.07760.50.0776cxupsggcxupsggEhh KrDEhh KrD202010211 012021 01010221 0120222CxccCxccE hhhhE hE hE hhhhE hE h23310120201021012021012021/ 3121241.23ccccguccggtE h EhhhE hEhDKE hEhDrE0uK 1uK 層間結(jié)合系數(shù)：分別式結(jié)合式：路基路面工程HongxiaTAN荷載疲勞應(yīng)力：1122prrfcpsprrfcpsK K KK K K路基路面工程HongxiaTAN01101022020111010222021 0111110.32 0.81ln2.512010221221.77 0.27ln18222()2ccccccccgtmxxxh Ehh Ehxccgtmxxxh EEhh EEhxE h TBBBCEhhTBBBC最大溫度翹曲應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力：trttmK路基路