水泥混凝土路面面層厚度驗算、水泥混凝土加鋪層厚度驗算

（資料性）

水泥混凝土路面面層厚度驗算自然村（組）水泥混凝土路面設(shè)計計算與城鎮(zhèn)道路路面、公路水泥混凝土路面設(shè)計不大相同，無論是荷載（軸載、輪壓）、車速、氣候、環(huán)保、自然環(huán)境、土質(zhì)、安全等級、材料等都有較大差異，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時與其它高等級公路有所區(qū)別，但計算原理、理論、方法還應(yīng)參照并符合JTGD40規(guī)定。新建水泥混凝土路面厚度驗算新建水泥混凝土路面板應(yīng)力分析及厚度計算主要參照J(rèn)TGD40附錄B進行計算。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以行車荷載和溫度梯度綜合作用，產(chǎn)生疲勞斷裂作為設(shè)計的極限狀態(tài)。水泥混凝土路面可靠度系數(shù)γc按公式A.1計算： γc（σpr+σtr）≤fr (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式\r11)式中：γc——水泥混凝土路面可靠度系數(shù)，根據(jù)目標(biāo)可靠度及變異水平等級，取1.0～0.9；σpr——面層板在臨界荷位處產(chǎn)生的行車荷載疲勞應(yīng)力，MPa；σtr——面層板在臨界荷位處產(chǎn)生的溫度梯度疲勞應(yīng)力，MPa。設(shè)計軸載在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力計算。 σpr=kr﹒kf﹒kc﹒σps (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式2)式中：kr——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，取值0.87；kf——考慮設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)；kc——考慮計算理論與實際差異以及動載等因素影響的綜合系數(shù)，系數(shù)取1.0；σps——四邊自由板臨界荷載下的應(yīng)力。 kf=Neλ (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式3)式中：Ne——設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，設(shè)計軸承累計作用次數(shù)，按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)計算約為27313；λ——材料疲勞指數(shù)，普通混凝土取0.057。 σps=1.47×10-3r0.70hc-2Ps0.94 (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式4) r=1.21(Dc/Et)1/3 (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式5) Dc=Echc3/12(1-vc2) (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式6)式中：hc——混凝土面層板的厚度（m）；Ps——設(shè)計軸載的單軸重（kN）；Dc——混凝土面層板的截面彎曲剛度（MN﹒m）；Et——板底地基當(dāng)量回彈模量（MPa）Ec——混凝土面層板的彎拉彈性模量（MPa）；vc——混凝土面層板的泊松比。 Et=（Ex/E0）αE0 (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式7) α=0.86+0.26lnhx (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式8) Ex=(h12E1+h22E2)/(h12+h22) (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式9)式中：Ex——粒料層的當(dāng)量回彈模量(MPa)；E0——路床頂綜合回彈模量(MPa)；α——與粒料層總厚度hx有關(guān)的回歸系數(shù)；hx——粒料層的總厚度(m)；E1、h1——混凝土面層的回彈模量(MPa)與厚度(m)；E2、h2——穩(wěn)定土基層的回彈模量(MPa)與厚度(m)。在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力應(yīng)按式A.10計算。 σtr=Ktσtm (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式10)式中：σtr——面層板臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力(MPa)；kt——考慮溫度應(yīng)力累計疲勞作用的溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)；σtm——最大溫度梯度時面層板產(chǎn)生的最大溫度應(yīng)力(MPa)。 σtm=αcEchcTgBL/2 (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式11)式中：αc——混凝土的線膨脹系數(shù)；Tg——公路所在地50年一遇的最大溫度梯度；BL——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=1.77e-4.48hcCL-0.131(1-CL) (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式12) CL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcoshtQUOTECL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcoshtQUOTECL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcosht (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式 t=L/3r (STYLEREF附錄標(biāo)識\l\n\tA.seq附錄公式14)式中：CL——混凝土面層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)；L——面層板的橫縫間距，即板長(m)；r——面層板的相對剛度半徑(m)。 kt=ftσtmatσtmfrbt-ct式中：at、bt和ct——回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃確定。

（資料性）

水泥混凝土加鋪層厚度驗算加鋪混凝土面層應(yīng)力分析及厚度計算主要參照CJJ169第6.8節(jié)相關(guān)要求進行驗算。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以行車荷載和溫度梯度綜合作用，產(chǎn)生疲勞斷裂作為設(shè)計的極限狀態(tài)。 γc（σpr+σtr）≤fr (B.1)式中：γc——水泥混凝土路面可靠度系數(shù)，根據(jù)目標(biāo)可靠度及變異水平等級，取1.0～0.9；σpr——面層板在臨界荷位處產(chǎn)生的行車荷載疲勞應(yīng)力(MPa)；σtr——面層板在臨界荷位處產(chǎn)生的溫度梯度疲勞應(yīng)力(MPa)。雙層混凝土板上層和下層板在標(biāo)準(zhǔn)軸載臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力。上層板的荷載應(yīng)力： σpr1=0.077rg0.60EC1h01下層板的荷載應(yīng)力： σpr2=0.077rg0.60EC20.5h0 hx=EC1h01h01+h02 Dg=EC1 rg=1.23DgEt1/3 QUOTErg式中：σpr1、σEC1、Eh01、hhxku——層間結(jié)合系數(shù)，結(jié)合式kDgrg結(jié)合式雙層混凝土板溫度應(yīng)力分析按下列公式計算： σtr1=kt σtr2=kt式中：σtr1、σtr2——ktσtm1、σ σtm1=αc Bx=1.77e-4.48 Cx=1-11+ t=l3rg (式中