西北地區(qū)某高速公路路面設計與方案比選畢業(yè)設計說明書

西北地區(qū)某高速公路路面設計與方案比選所屬系部：機電系專業(yè)：路橋技術(shù)班級：姓名：學號：指導老師：提交時間：目錄目錄 水泥混凝土路面設計總則水泥混凝土路面設計方案，應根據(jù)公路的功能和等級，結(jié)合當?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實踐經(jīng)驗以及環(huán)保要求等，通過綜合分析確定。水泥混凝土路面設計應包括結(jié)構(gòu)組合、材料組成、接縫構(gòu)造和鋼筋配制等。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)應按規(guī)定的安全等級和目標可靠度，承受預期的荷載作用，并同所處的自然環(huán)境相適應，滿足預定的使用性能要求。水泥混凝土路面設計除應符合公路水泥混凝土路面設計規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。

2結(jié)構(gòu)組合設計原則2.1路基路基應穩(wěn)定、密實、均質(zhì)，對路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承。路床頂面的綜合回彈模量值，輕交通荷載等級時不得低于40MPa，中等或重交通荷載等級時不得低于60MPa，特重或極重交通荷載等級時不得低于80MPa。高液限粘土及含有機質(zhì)細粒土，不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路和上路床填料；高液限粉土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時，應摻加石灰或水泥等結(jié)合料改善。季節(jié)性冰凍地區(qū)中濕類、潮濕類和過濕類路基，當冰凍深度達到路基的易凍脹土層時，在易凍脹土層上應設置防凍墊層或用不易凍脹土置換冰凍線深度范圍內(nèi)的易凍脹土；水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，應采取地下排水措施；填挖交界或新老路基結(jié)合路段，應采取防止差異沉降的技術(shù)措施。2.2墊層遇有下述情況時，需在層基下設置墊層：(1)季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面總厚度小于最小防凍厚度要求時差值應以墊層厚度補足；(2)水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時，宜設置排水墊層；(3)路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時，可加設半剛性墊層。墊層的寬應與路基同寬，其最小厚度為150mm。防凍墊層和排水墊宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層可采用低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。2.3基層基層應具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度?；鶎宇愋鸵艘勒战煌ǖ燃?、結(jié)構(gòu)層組合要求和材料供應條件分別參照《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》(JTGD40-2011)選用?；炷令A制塊面層應采用水泥穩(wěn)定砂粒基層濕潤和多雨地區(qū)，路基為低透水性細粒土的高速公路和一級公路或者承受特重或重交通的二級公路，宜采用排水基層。排水基層可選用多孔隙的開級配水泥穩(wěn)定。承受極重、特重或重交通荷載的路面，基層下應設置底基層；承受中等或輕交通荷載時，可不設底基層。當基層采用無機結(jié)合料穩(wěn)定類材料，且上路床由細粒土組成時，在基層下設置粒料類底基層?；鶎硬捎脽o機結(jié)合料穩(wěn)定類材料時，底基層宜選用小于0.075mm顆粒含量少于7％的粒料類材料。貧混凝土或碾壓混凝土基層上應鋪設瀝青混凝土夾層，層厚不宜小于40mm。無機結(jié)合料穩(wěn)定碎石基層上應設置封層，封層可采用單層瀝青表明處治或適宜的膜層材料等。當采用單層瀝青表面處治時，層厚不宜小于6mm。多雨地區(qū)，路基由底透水性細粒土組成的高速公路和一級公路或者承受極重或特重交通荷載的二級公路，宜設置由開級配瀝青穩(wěn)定碎石或開級配水泥穩(wěn)定碎石組成的排水基層。排水基層下應設置由密級配粒料或水泥穩(wěn)定碎石組成的不透水底基層。底基層頂面宜鋪設瀝青類封層或防水土工織物。各種基層和底基層的結(jié)構(gòu)層適宜壓實厚度，應按所選集料的公稱最大粒徑和壓實效果的要求而定。基層或底基層的設計層厚超出相應材料的適宜壓實厚度范圍時，宜分層鋪設和壓實。硬路肩采用混凝土面層時，基層的結(jié)構(gòu)與厚度應與車道相同。基層的寬度應比混凝土面層每側(cè)寬出300mm（小型機具施工時）或650mm(滑模式攤鋪機施工時)。2.4面層水泥混凝土面層應具有足夠的強度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面層一般采用設接縫的普通混凝土；面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時，應采用接縫設置傳力桿的鋼筋混凝土面層。普通水泥混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土和連續(xù)配筋混凝土面層的計算厚度，可依據(jù)交通荷載等級、公路等級和變異水平等級，按公路等級劃分標準建設規(guī)范確定。各種混凝土面層的設計厚度應依據(jù)計算厚度加6mm磨耗層后，按10mm向上取整。橫向接縫的間距按面層類型和厚度選定：(1)普通混凝土面層一般為4～6m，面層板的長寬不宜超過1.30m，平面尺寸不宜大25m2；(2)碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層一般為6～10m；(3)鋼筋混凝土面層一般為6～15m。2.5路肩路肩鋪面結(jié)構(gòu)應具有一定的承載能力，其結(jié)構(gòu)導線組合和材料選用應與行車道路面相協(xié)調(diào)，不應使?jié)B入的路表水積滯在行車道路面結(jié)構(gòu)內(nèi)。路肩鋪面可選用水泥混凝土面層或瀝青面層。高速公路和一級公路以及承受極重、特重和重交通荷載等級公路，路肩鋪面應采用與行車道路面相同的結(jié)構(gòu)層組合和組成材料類型。其他等級公路，路肩鋪面的基層和底基層應采用與行車道路面結(jié)構(gòu)相同的材料類型和厚度。路肩混凝土面層與行車道面層應設置拉桿相連，二者的橫向縮縫應連通。行車道面層為連續(xù)配筋混凝土時，路肩混凝土面層的橫向縮縫間距應為4.5m。

3交通量計算西北地區(qū)某高速公路段，在自然區(qū)劃上屬于V區(qū)。，雙向四車道，交通量年平均增長率為9.14%。表5-1設計日通過標準軸載作用次數(shù)計算表車型車軸p軸輪型δNδN(p/100)^16小客車前軸11.51—1776.7024481.78后軸231—211.5大客車CA50前軸28.71—124.167960.000041后軸68.21—211.74小貨車BJ130前軸25.751—1549.19728后軸59.51—210.18中貨車CA50前軸28.71—1524.165690.00063后軸69.21—211.57大貨車JN150前軸491—116.465080.09后軸101.61—21654.88拖掛車五十鈴前軸601—181.72110.25后軸1003—28.138.94合計658.62注：1-1表示單軸單輪組，1-2表示單軸雙輪組，2-2表示雙軸雙輪組小于40KN的單軸和小于80KN的雙軸略去不計；方向分配系數(shù)為0.5，車道分配系數(shù)為0.8故有：Ns=658.62×0.5×0.8=210.76(次)

4交通參數(shù)分析由《水泥混凝土路面設計規(guī)范》（JTGD40-2011）中表A.2.4查得取輪跡橫向分布系數(shù)為η=0.20，查規(guī)范表3.0.1,設計基準期30年?？捎嬎愕玫皆O計年限內(nèi)標準軸載累計作用次數(shù)Ne為：次，使用年限內(nèi)標準軸載作用次數(shù)(100×104，2000×104)，屬于重交通等級。

5方案設計與驗算按設計要求，根據(jù)路基的干濕類型，設計三種方案如下：5.1方案一I.路基為干燥狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，查公路等級劃分標準建設規(guī)范，初擬普通混凝土面層厚度為，水泥穩(wěn)定碎石基層，底基層級配碎石。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.0m，長5.0m。縱縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，石灰?guī)r粒料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算取粘土質(zhì)砂（SC）的回彈模量為100MPa，取距地下水位1.0m時，溫度調(diào)整系數(shù)為0.80，由此路床頂綜合回彈模量取為。查《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，水泥穩(wěn)定碎石基層的彈性模量取2000MPa，泊松比取0.20，級配碎石底基層回彈模量取250MPa，泊松比取0.35。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量取為130MPa?；炷撩鎸影宓膹澢鷦偠取雱傂曰鶎影宓膹澢鷦偠?，路面結(jié)構(gòu)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：按上式，標準軸載按《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》計算面層荷載疲勞應力，計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)。（4）溫度應力由公路等級劃分標準，最大溫度梯度取，計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。按式公路等級劃分標準建設規(guī)范計算面層最大溫度應力：溫度疲勞應力系數(shù)，按上式計算：按上式計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查表《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.3。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層和厚度0.20m的水泥混凝土穩(wěn)定碎石基層以及厚度0.19m的級配碎石底基層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。Ⅱ.假定路基為中濕狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，查公路等級劃分標準表，初擬普通混凝土面層厚度為，水泥穩(wěn)定碎石基層，底基層選用級配碎石厚，墊層厚度為的天然砂礫。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.5m，長5.0m?？v縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按(JTGD40-2011)，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，碎石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算取粘土質(zhì)礫（SC）的回彈模量為95MPa，查公路等級劃分標準，取距地下水位1.0m時，溫度調(diào)整系數(shù)為0.80，由此路床頂綜合回彈模量取為。查附錄E.0.2，水泥穩(wěn)定砂礫基層的彈性模量取2000MPa，泊松比取0.20，級配碎石底基層回彈模量取250MPa，泊松比取0.35，天然砂礫墊層回彈模量取170MPa。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量取為140MPa?；炷撩鎸影宓膹澢鷦偠取雱傂曰鶎影宓膹澢鷦偠?，路面結(jié)構(gòu)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：按上式，標準軸載計算面層荷載疲勞應力，按公路等級劃分標準計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)。（4）溫度應力最大溫度梯度取，按《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力：溫度疲勞應力系數(shù)，按上式計算：按上式計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.3。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層、厚度0.20m的水泥混凝土穩(wěn)定碎石基層、厚度為0.19m的級配碎石底基層和厚度為0.16m的天然砂礫墊層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。Ⅲ.假定路基為潮濕狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，初擬普通混凝土面層厚度為，水泥穩(wěn)定碎石基層，底基層選用級配碎石厚，墊層厚度為的天然砂礫。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.5m，長5.0m?？v縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，礫石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算查(JTGD40-2011)，取粘土質(zhì)礫（SC）的回彈模量為85MPa，查(JTGD40-2011)，取距地下水位1.0m時，溫度調(diào)整系數(shù)為0.80，由此路床頂綜合回彈模量取為。查(JTGD40-2011)，水泥穩(wěn)定砂礫基層的彈性模量取2000MPa，泊松比取0.20，級配碎石底基層回彈模量取250MPa，泊松比取0.35，天然砂礫墊層回彈模量取170MPa。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量取為132MPa?；炷撩鎸影宓膹澢鷦偠取雱傂曰鶎影宓膹澢鷦偠?，路面結(jié)構(gòu)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：按上式，標準軸載按(JTGD40-2011)計算面層荷載疲勞應力，按(JTGD40-2011)計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)（4）溫度應力由《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，最大溫度梯度取，按B.3.3和B.5.2計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力:溫度疲勞應力系數(shù)，計算：計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.3。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層、厚度0.20m的水泥混凝土穩(wěn)定碎石基層、厚度為0.19m的級配碎石底基層和厚度為0.18m的天然砂礫墊層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。5.2方案二I.路基為干燥狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，初擬普通混凝土面層厚度為，水泥穩(wěn)定碎石基層，底基層水泥穩(wěn)定碎石。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.0m，長5.0m?？v縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，石灰?guī)r粒料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算取粘土質(zhì)砂（SC）的回彈模量為100MPa，取距地下水位1.0m時，溫度調(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)定碎石基層的彈性模量取2000MPa，泊松比取0.20，水泥碎石底基層回彈模量取1400MPa，泊松比取0.20。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量=310MPa?；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)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：標準軸載：計算面層荷載疲勞應力，計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)，[式（B.2.3-D）].（4）溫度應力最大溫度梯度取，計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力：溫度疲勞應力系數(shù)，計算：計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.3。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層和厚度0.20m的水泥混凝土穩(wěn)定碎石基層以及厚度0.22m的水泥穩(wěn)定碎石底基層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。Ⅱ.假定路基為中濕狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，查表4-3，初擬普通混凝土面層厚度為，水泥穩(wěn)定碎石基層，底基層選用水泥穩(wěn)定碎石厚，墊層厚度為的天然砂礫。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.5m，長5.0m?？v縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按(JTGD40-2011)，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，碎石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算取粘土質(zhì)礫（SC）的回彈模量為95MPa，取距地下水位1.0m時，溫度調(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)定砂礫基層的彈性模量取2000MPa，泊松比取0.20，水泥穩(wěn)定碎石底基層回彈模量取1400MPa，泊松比取0.2，天然砂礫墊層回彈模量取170MPa。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量取為360MPa。混凝土面層板的彎曲剛度、半剛性基層板的彎曲剛度，路面結(jié)構(gòu)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：標準軸載：計算面層荷載疲勞應力，計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)，[式（B.2.3-D）].（4）溫度應力由(JTGD40-2011)，最大溫度梯度取，按B.3.3和B.5.2計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力:溫度疲勞應力系數(shù)，）計算：計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查(JTGD40-2011)，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.3。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層、厚度0.20m的水泥混凝土穩(wěn)定碎石基層、厚度為0.22m的水泥穩(wěn)定碎石底基層和厚度為0.16m的天然砂礫墊層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。Ⅲ.假定路基為潮濕狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，查表4-3，初擬普通混凝土面層厚度為，水泥穩(wěn)定碎石基層，底基層選用水泥穩(wěn)定碎石厚，墊層厚度為的天然砂礫。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.5m，長5.0m。縱縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按(JTGD40-2011)，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，礫石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算取粘土質(zhì)礫（SC）的回彈模量為85MPa，查(JTGD40-2011)，取距地下水位1.0m時，溫度調(diào)整系數(shù)為0.80，由此路床頂綜合回彈模量取為。查附錄E.0.2，水泥穩(wěn)定砂礫基層的彈性模量取2000MPa，泊松比取0.20，水泥穩(wěn)定碎石底基層回彈模量取1400MPa，泊松比取0.35，天然砂礫墊層回彈模量取170MPa。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量取為340MPa?；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)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：標準軸載：計算面層荷載疲勞應力，計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)，[式（B.2.3-D）].（4）溫度應力由(JTGD40-2011)，最大溫度梯度取，計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力:溫度疲勞應力系數(shù)，計算：計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查(JTGD40-2011)，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.3。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層、厚度0.20m的水泥混凝土穩(wěn)定碎石基層、厚度為0.19m的級配碎石底基層和厚度為0.18m的天然砂礫墊層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。5.3方案三I.路基為干燥狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，查(JTGD40-2011)，初擬普通混凝土面層厚度為，瀝青碎石ATB-25基層，底基層水泥穩(wěn)定碎石。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.0m，長5.0m?？v縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，石灰?guī)r粒料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算取粘土質(zhì)砂（SC）的回彈模量為100MPa，取距地下水位1.0m時，溫度調(diào)整系數(shù)為0.80，由此路床頂綜合回彈模量取為。瀝青穩(wěn)定碎石基層的彈性模量取4000MPa，泊松比取0.20，水泥碎石底基層回彈模量取1400MPa，泊松比取0.20。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量=310MPa。混凝土面層板的彎曲剛度、半剛性基層板的彎曲剛度，路面結(jié)構(gòu)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：標準軸載：計算面層荷載疲勞應力，計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)，[式（B.2.3-D）].（4）溫度應力最大溫度梯度取，按《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力：溫度疲勞應力系數(shù)，計算：計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查《高速公路交通安全設施設計及施工技術(shù)規(guī)范》，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.30。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層和厚度0.1m的瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25基層以及厚度0.22m的水泥穩(wěn)定碎石底基層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。Ⅱ.假定路基為中濕狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，查表4-3，初擬普通混凝土面層厚度為，瀝青穩(wěn)定碎石基層m，底基層選用水泥穩(wěn)定碎石厚，墊層厚度為的天然砂礫。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.5m，長5.0m?？v縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，碎石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算查《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》，取粘土質(zhì)礫（SC）的回彈模量為95MPa，查《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》，取距地下水位1.0m時，溫度調(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)定砂礫基層的彈性模量取4000MPa，泊松比取0.20，水泥穩(wěn)定碎石底基層回彈模量取1400MPa，泊松比取0.2，天然砂礫墊層回彈模量取170MPa。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量取為360MPa。混凝土面層板的彎曲剛度、半剛性基層板的彎曲剛度，路面結(jié)構(gòu)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：標準軸載：計算面層荷載疲勞應力，計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)，[式（B.2.3-D）].（4）溫度應力由《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》，最大溫度梯度取，計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力:溫度疲勞應力系數(shù)，計算：計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查表《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.30。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層、厚度0.10m的瀝青穩(wěn)定碎石基層、厚度為0.22m的水泥穩(wěn)定碎石底基層和厚度為0.16m的天然砂礫墊層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。Ⅲ.假定路基為潮濕狀態(tài)：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)施工變異水平取低等級。根據(jù)高速公路重交通荷載等級和底變異水平等級，查表4-3，初擬普通混凝土面層厚度為，瀝青穩(wěn)定碎石基層ATB-25厚度，底基層選用水泥穩(wěn)定碎石厚，墊層厚度為的天然砂礫。普通混凝土面層板的平面尺寸為寬4.5m，長5.0m。縱縫設拉桿平縫，橫縫設傳力桿的假縫。硬路肩面層采用與行車道面層等厚的混凝土，并設拉桿與行車道相連。（2）路面材料參數(shù)的確定1、混凝土的設計彎拉強度與彎拉彈性模量按(JTGD40-2011)，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應的彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、0.15，礫石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)。2、回彈模量計算查(JTGD40-2011)，取粘土質(zhì)礫（SC）的回彈模量為85MPa，查(JTGD40-2011)，取距地下水位1.0m時，溫度調(diào)整系數(shù)為0.80，由此路床頂綜合回彈模量取為。瀝青穩(wěn)定碎石基層ATB-25的彈性模量取4000MPa，泊松比取0.20，級配碎石底基層回彈模量取1400MPa，泊松比取0.35，天然砂礫墊層回彈模量取170MPa。計算板底地基綜合回彈模量如下：板底地基綜合回彈模量取為340MPa?；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)總體相對剛度半徑為：（3）荷載應力：標準軸載：計算面層荷載疲勞應力，計算面層最大荷載應力。其中，應力折減系數(shù)=0.88，綜合系數(shù)=1.15，疲勞應力系數(shù)，[式（B.2.3-D）].（4）溫度應力由公路等級劃分標準建設規(guī)范，最大溫度梯度取，計算綜合溫度翹曲應力和內(nèi)力的溫度應力系數(shù)。計算面層最大溫度應力:溫度疲勞應力系數(shù)，計算：計算溫度疲勞應力：（5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)：查公路等級劃分標準建設規(guī)范，一級安全等級，底變異水平條件下，可靠度系數(shù)取1.30。校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：擬定的由計算厚度0.26m的普通混凝土面層、厚度0.10m的瀝青穩(wěn)定碎石基層ATB-25、厚度為0.22m的水泥穩(wěn)定碎石底基層和厚度為0.18m的天然砂礫墊層組成的路面結(jié)構(gòu)滿足要求，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。

6水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設計及方案比選原則與總結(jié)表7-1水泥路面方案匯總表干燥厚度(mm)中濕厚度(mm)潮濕厚度(mm)預選方案方案一面層普通水泥混凝土260普通水泥混凝土260普通水泥混凝土260基層水泥穩(wěn)定碎石（7d無側(cè)限抗壓強度4Mpa）200水泥穩(wěn)定碎石（7d無側(cè)限抗壓強度4Mpa）200水泥穩(wěn)定碎石（7d無側(cè)限抗壓強度4Mpa）200底基層級配碎石190級配碎石）190級配碎石190墊層天然砂礫160天然砂礫180土基回彈模量E=100Mpa回彈模量E=95Mpa回彈模量E=85Mpa方案二面層普通水泥混凝土260普通水泥混凝土260普通水泥混凝土260優(yōu)選基層水泥穩(wěn)定碎石（7d無側(cè)限抗壓強度4Mpa）2