水泥混凝土路面設(shè)計示例講解

主講：楊丹路基路面工程水泥混凝土路面設(shè)計示例設(shè)計示例公路自然區(qū)劃Ⅲ區(qū)新建一條高速公路，單向三車道，行車道寬11.75m。路基土為黃土（低液限粉土），路床頂距地下水位2.0m，當(dāng)?shù)卮旨现饕獮榛◢弾r。擬采用碾壓混凝土做基層。應(yīng)交通調(diào)查分析得知，設(shè)計軸載Ps=100KN，最重軸載Pm=250KN，設(shè)計車道使用初期設(shè)計軸載日作用次數(shù)為42000，交通量年平均增長率為7%。試設(shè)計該路面厚度。1交通分析高速公路的設(shè)計基準(zhǔn)期查表為30年，安全等級為一級。臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)查表取0.22。設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)按公式計算：屬特重交通荷載等級

2初擬路面結(jié)構(gòu)相應(yīng)于高速公路的變異水平等級宜為低級。根據(jù)交通荷載等級和變異水平等級查表初擬普通混凝土面層厚度為0.30m，碾壓混凝土基層0.18m，面層與基層之間設(shè)置40mm厚的瀝青混凝土夾層，底基層選用級配碎石，厚0.20m。水泥混凝土面層板的平面尺寸：長為5.0m，寬從中央分隔帶至路肩依次為4m、4m、3.75m。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。碾壓混凝土設(shè)縱縫一條，橫縫間距5m。硬路肩寬3.5m，采用與行車道等厚混凝土并設(shè)拉桿與行車道板相連。3路面材料參數(shù)確定查表取普通混凝土面層的彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量和泊松比取31GPa、0.15；碾壓混凝土彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為4.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量和泊松比取27GPa、0.15?；◢弾r為粗集料的混凝土熱膨脹系數(shù)查表取低液限粉土的回彈模量為95MPa，濕度調(diào)整系數(shù)為0.85，計算得路床頂綜合回彈模量為95×0.85=80MPa。級配碎石回彈模量查表取250MPa，按公式計算板底地基綜合當(dāng)量回彈模量：混凝土面層板彎曲剛度、半剛性基層板的彎曲剛度及路面結(jié)構(gòu)總相對剛度半徑：板底地基綜合當(dāng)量回彈模量：4荷載應(yīng)力按公式計算標(biāo)準(zhǔn)軸載和最重荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力：按公式計算面層荷載疲勞應(yīng)力：按公式計算面層最大荷載應(yīng)力：按公式計算基層荷載疲勞應(yīng)力：5溫度應(yīng)力查表取最大溫度梯度為90℃/m,面層與基層之間設(shè)瀝青混凝土夾層的豎向接觸剛度kn取3000MPa/m，按公式計算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)BL：按公式計算面層最大溫度應(yīng)力：按公式計算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)：按公式計算溫度疲勞應(yīng)力：6結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核查表得可靠度系數(shù)為1.3。按公式校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求：所擬路面結(jié)構(gòu)滿足車輛荷載和溫度梯度的綜合疲勞作用，最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力與混凝土彎曲強度相當(dāng)。取混凝土面層