路基路面工程課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程名稱： 路基路面工程 </p><p>　　學(xué) 院： 建筑工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 土 木 工 程 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　年 級： </p><p>

2、;　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 基本設(shè)計(jì)資料3</p><p>　　2 瀝青路面設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　2.1軸載分析5<

3、/b></p><p>　　2.2結(jié)構(gòu)組合與材料選取9</p><p>　　2.3 各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度9</p><p>　　2.4 設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定9</p><p>　　2.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算11</p><p>　　2.6 瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算12<

4、/p><p>　　2.7 防凍層厚度檢驗(yàn)14</p><p>　　3 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.1 交通量分析15</p><p>　　3.2 初擬路面結(jié)構(gòu)17</p><p>　　3.3 確定材料參數(shù)18</p><p>　　3.4 計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力18</

5、p><p>　　3.5 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力20</p><p>　　3.6 應(yīng)力驗(yàn)算21</p><p>　　3.7 防凍厚度檢驗(yàn)21</p><p>　　3.8 接縫設(shè)計(jì)21</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　1

6、基本設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)依據(jù)及過程：</p><p>　　本路線是吉林馬鹿溝二級公路，它的修建有利于改善該區(qū)的交通狀況，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的發(fā)展。</p><p>　　根據(jù)本路在公路網(wǎng)中的作用和交通量，結(jié)合本路的功能，性質(zhì)及自然狀況，公路等級確定為二級公路標(biāo)準(zhǔn)，全線采用雙車道，計(jì)算行車速度60km/小時。</p>&l

7、t;p>　　路線線形設(shè)計(jì)，盡量與實(shí)際地形，地貌及周圍景觀相協(xié)調(diào)，線形連續(xù)，指標(biāo)均衡，視線誘導(dǎo)好，在工程量增加不大的情況下盡可能采用較高的指標(biāo)，力求縱橫配合，線形流暢。</p><p>　　1.2 路線起、終點(diǎn)及工程概況</p><p>　　此次設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程樁號為K0+000終點(diǎn)里程樁號為K2+794.543，全線長2.795公里，路線主要經(jīng)過平原區(qū)微丘區(qū)。本標(biāo)段設(shè)了圓管涵和小橋梁。路

8、基寬度采用8.5米，路面寬度采用7米，行車道橫坡度設(shè)為2%，路肩橫坡度設(shè)為2.5%。為了順利的將路基范圍內(nèi)的路面水排出，在路塹兩側(cè)設(shè)置了邊溝和排水溝.</p><p>　　1.3 沿線地段的地形、地質(zhì)、氣候、水文等地理特征及與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。</p><p>　　本次施工圖設(shè)計(jì)結(jié)合構(gòu)造物布設(shè)、平縱面配合等方面作了優(yōu)化組合，全長2.795公里。本項(xiàng)目路基填料可從路線兩側(cè)范圍內(nèi)取土，沿線有豐富

9、的筑路材料，如中砂,粗砂,砂礫,石料,生石灰等。</p><p>　　1.3.1地形、地質(zhì)：沿線地形起伏不大，路線處于平原區(qū)微丘區(qū)，土質(zhì)為粘質(zhì)土。</p><p>　　1.3.2氣候、水文：屬于溫帶大陸性山地氣候 ,特點(diǎn)是冬季漫長寒冷,夏季短暫涼爽且天氣變化無常,春季多風(fēng),秋季多霧。 年平均氣溫在-7℃至3℃ 之間,年降水量在700-1400毫米之間。初雪及初凍時間一般在十月中旬，解凍時間

10、一般在來年的五月上旬，標(biāo)準(zhǔn)凍深1.8米。 </p><p>　　1.3.3 設(shè)計(jì)時注重與自然景觀及周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，著重做了以下幾個方面的工作：</p><p>　　1.3.3.1在路線平面和縱斷面施工圖設(shè)計(jì)時，綜合考慮地形、地物、地質(zhì)、橋位、水利設(shè)施、縣鄉(xiāng)路網(wǎng)、和地方發(fā)展等因素，盡量做到少拆房屋、電桿、少占良田、少砍伐樹木，并盡可能的保持原有水利排灌設(shè)施和地方道路網(wǎng)的完整性。</p&

11、gt;<p>　　1.3.3.2充分考慮將來道路網(wǎng)規(guī)劃，在路線平縱面線型組合設(shè)計(jì)時，注重道路與自然景觀的協(xié)調(diào)，使道路成為自然的一條風(fēng)景帶。</p><p><b>　　1.4、筑路材料</b></p><p>　　沿線可利用的筑路材料主要有塊石、片石、碎石、砂礫、砂、石灰等。外購材料包括水泥、鋼材、木材、瀝青。</p><p>　

12、　1）主要筑路材料料場分布情況</p><p>　　石料：全線石料場主要分布在南陽市以北的蒲山鎮(zhèn)，鎮(zhèn)平縣杏花山，內(nèi)鄉(xiāng)縣靈山等地。該幾處料廠所采石料主要為石灰?guī)r和花崗巖，料場可生產(chǎn)塊石、片石及各種規(guī)格的碎石；其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工民建、公路、鐵路建設(shè)。料場的規(guī)模均比較大，裝卸、運(yùn)輸方便。</p><p>　　路面用碎石：上面層采用東川石料廠加工的碎石，該料廠位于內(nèi)鄉(xiāng)縣和西峽縣田關(guān)交界處，緊鄰原西

13、峽至東川公路。料廠主要開采青灰色玄武巖石料，石質(zhì)新鮮、堅(jiān)硬，儲量豐富，可作為高速公路上面層用碎石。</p><p>　　砂礫：沿線砂礫料場主要有白河砂礫料場、默河砂礫料場、湍河砂礫料場，該幾處料場所產(chǎn)砂礫級配良好，含泥量小，儲量豐富，是良好的筑路材料，料場交通較便利，可滿足工程需要。</p><p>　　砂：沿線砂料場主要有白河砂料場、潦河砂料場，王村砂料場、趙河砂料場及湍河砂料場，主要開

14、采中粗砂，砂質(zhì)純凈，含泥量小，儲量豐富，可滿足高速公路建設(shè)需要。</p><p>　　石灰：沿線有大小石灰場多處，南陽市宛城區(qū)蒲山鎮(zhèn)和靈山附近的石灰廠密布，生產(chǎn)規(guī)模較大,質(zhì)量可靠、可滿足本項(xiàng)目工程建設(shè)需要。</p><p>　　水：沿線水資源比較豐富，各村莊都有機(jī)井水源，經(jīng)調(diào)查除了默河、三里河水質(zhì)被污染外，其他如潦河、趙河、嚴(yán)陵河、湍河等均可滿足工程用水。</p><p

15、><b>　　2）工程用電</b></p><p>　　沿線電力供應(yīng)比較便利，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及其所轄自然村均有不同功率的變壓器，基本上能滿足工程用電的要求。各施工場地用電時，可從附近變電站引電，若距離長，也可設(shè)置專用的供電線路；集中拌和廠和橋梁預(yù)制廠需要設(shè)置獨(dú)立的變電站，并配備相應(yīng)功率的發(fā)電設(shè)備。</p><p><b>　　3）四大材料</b>&

16、lt;/p><p>　　水泥、鋼材、木材和瀝青四大材料，可與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門聯(lián)系或由業(yè)主統(tǒng)一解決。</p><p><b>　　1.5、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):</b></p><p>　　1）山嶺重丘區(qū)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，沿線地形及水準(zhǔn)點(diǎn)位置；（見平面地形圖）；</p><p>　　2）公路等級：雙車道二級公路，設(shè)計(jì)車速60km/h。</p

17、><p>　　3）交通量資料：交通量增長率為6.0%，設(shè)計(jì)年限12年。</p><p>　　表1-1 交通量資料</p><p><b>　　2 瀝青路面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1軸載分析</b></p><p>　　我國瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN

18、為標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ-100。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表2-1確定。</p><p>　　表2-1標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)</p><p>　　﹙1﹚當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時，凡前、后軸軸載大于25kN的各級軸載的作用次數(shù)均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。</p><p>　　式中：— 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)；<

19、;/p><p>　　— 被換算車型的各級軸載換算次數(shù)（次/日）；</p><p><b>　　— 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）；</b></p><p>　　— 各種被換算車型的軸載（）；</p><p><b>　　C1— 軸數(shù)系數(shù);</b></p><p>　　C2— 輪組系數(shù)，單輪組為6.

20、4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38； </p><p>　　— 被換算車型的軸載級別。</p><p>　　當(dāng)軸間距離大于3m時，按單獨(dú)的一個軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算：</p><p><b>　　式中：m—軸數(shù)。</b></p><p>　　表2-2 軸載換算結(jié)果&

21、lt;/p><p>　　則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道上的累計(jì)量軸次：</p><p>　　式中 — 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道的累計(jì)當(dāng)量次數(shù)；</p><p>　　t — 設(shè)計(jì)年限，t=12年；</p><p>　　— 設(shè)計(jì)端竣工后一年雙向日平均當(dāng)量軸次；</p><p>　　— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長率，由材料知，γ=0.06；

22、</p><p>　　— 與車道數(shù)有關(guān)的車輛橫向分布系數(shù)，簡稱車道系數(shù)，該設(shè)計(jì)</p><p>　　為雙向雙車道的二級公路，所以=0.7。</p><p><b>　　則：次。</b></p><p>　　﹙2﹚驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次時，凡軸載大于40KN的各級軸載的作用次數(shù)均按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作

23、用次數(shù)。</p><p>　　式中：— 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)；</p><p>　　— 被換算車型的各級軸載換算次數(shù)（次/日）；</p><p><b>　　— 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）；</b></p><p>　　— 各種被換算車型的軸載（）；</p><p><

24、;b>　　—軸數(shù)系數(shù)；</b></p><p>　　—輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09。</p><p>　　當(dāng)軸間距離大于3m時，按單獨(dú)的一個軸載計(jì)算，此時軸數(shù)系數(shù)為 1;當(dāng)軸 間距離小于 3m 時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算： </p><p><b>　　其中

25、m 為軸數(shù) </b></p><p>　　表2-3 軸載換算結(jié)果</p><p>　　則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道上的累計(jì)量軸次為：</p><p><b>　　次。</b></p><p>　　根據(jù)交通等級分級，=1.175次/車道，，屬于中等交通；</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)交通量及設(shè)

26、計(jì)車型，每日平均大型客車及中型以上的各種貨車交通量=1205輛/（d車道），根據(jù)交通等級分級，=1205輛/（d車道）>600輛/（d車道），屬于中等交通。</p><p>　　綜上，交通等級為中等交通。</p><p>　　2.2 結(jié)構(gòu)組合與材料選取</p><p>　　根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，并考慮公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰、瀝青，水泥等供應(yīng)

27、以及結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度、材料、水文、交通量和施工機(jī)具的功能等因素，路面采用如下結(jié)構(gòu)：</p><p>　　面 層：5cm 細(xì)粒式密集配瀝青混合料 AC-13； 7cm 中粒式密集配瀝青混合料 AC-20； 基 層：（設(shè)計(jì)層）水泥穩(wěn)定碎石（6％）； 底 基 層：25cm石灰土。</p><p>　　2.3 各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度</p>

28、<p>　　土基回彈模量的確定可根據(jù)查表法查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度已 參照規(guī)范給出的推薦值確定。見表2-4。</p><p>　　表2-4 結(jié)構(gòu)組合參數(shù)</p><p>　　2.4 設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定</p><p><b>　　﹙1﹚設(shè)計(jì)彎沉值</b></p><p>　　公路為二級，則

29、公路等級系數(shù)取1.1；面層是瀝青混凝土，則面層類型的系數(shù)取1.0；路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，則路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)取1.0。</p><p>　　式中： — 設(shè)計(jì)彎沉值</p><p>　　— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量年標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)</p><p>　　— 公路等級系數(shù)，二級公路為1.1</p><p>　　— 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為

30、1.0</p><p>　　— 基層類型系數(shù)，半剛性基層為1.0</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　﹙2﹚各層材料按容許層底拉應(yīng)力，按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中 ： — 路面結(jié)構(gòu)材料的極限抗拉強(qiáng)度（Mpa）；</p><p>　　— 路面結(jié)構(gòu)材

31、料的容許拉應(yīng)力，即該材料能承受設(shè)計(jì)年限次加載的疲勞</p><p>　　彎拉應(yīng)力（Mpa）；</p><p>　　— 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。</p><p>　　對瀝青混凝土面層： </p><p>　　對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類： </p><p>　　對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)土類： </p>&

32、lt;p>　　表2-5 結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力</p><p>　　2.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算</p><p>　　路面厚度是根據(jù)多層彈性理論層間接觸條件為完全連續(xù)體系時，在雙圓垂直局部荷載作用下，輪隙中心處實(shí)測路表彎沉值1s等于設(shè)計(jì)彎沉值1d的原則進(jìn)行計(jì)算，即。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)車型的輪胎的接地壓強(qiáng)為0.70Mpa,當(dāng)量圓半徑為10.65,土基回彈模量

33、為28Mpa,各層材料的設(shè)計(jì)參數(shù)見路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表。</p><p>　　﹙2﹚理論彎沉系數(shù)的確定</p><p>　　式中： δ— 當(dāng)量圓半徑；</p><p>　　F— 彎沉綜合修正系數(shù)， 。</p><p>　　因此： F=1.63×[26.5/2000/10.65]0.38(28/0.70) 0.36=0.484</

34、p><p>　　=26.5×1400/(2000×10.65×0.7×0.484)=5.14</p><p>　　﹙2﹚確定設(shè)計(jì)層厚度</p><p>　　采用三層體系表面彎沉系數(shù)，由諾莫圖算設(shè)計(jì)層厚度。</p><p>　　h/δ=5/10.65=0.469 E2/E1=1200/1400=0.86；&

35、lt;/p><p>　　由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得：=6.4。</p><p>　　h/δ=5/10.65=0.469,=28/1200=0.02；由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得:K1=1.750。</p><p>　　又因?yàn)镵2= /(K1）=5.15/（6.4×1.75）=0.45，查圖得：</p><p>　　H/δ=5.41，H

36、= 10.65×5.41=57.617cm。</p><p><b>　　由可知：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　因?yàn)镠=57.617cm，可知=29.87cm，故取=30cm。</p><p>　　2.6 瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力

37、驗(yàn)算</p><p>　　﹙1﹚驗(yàn)算中瀝青混凝土面層層底部彎拉應(yīng)力</p><p><b>　　三層體系中層厚度:</b></p><p><b>　　cm；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)

38、力系數(shù)諾莫圖，知，故滿足要求。</p><p>　　﹙2﹚水泥穩(wěn)定碎石層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算</p><p><b>　　h==cm </b></p><p>　　查三層連續(xù)體系上層層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖可知 </p><p>　　由查三層連續(xù)體系上層層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖可知 :=1.35;</p><p

39、>　　由H/=25/10.65=2.35,,=28/550=0.05,查三層連續(xù)體系上層層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖可知 :。</p><p><b>　　所以層底拉應(yīng)力：</b></p><p><b>　　=P滿足要求。</b></p><p>　　﹙3﹚石灰土層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>

40、<b>　?。?lt;/b></p><p>　　由，，查三層連續(xù)體系中層層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖可知；</p><p>　　由，，查三層連續(xù)體系中層層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖可知=1.06；</p><p>　　由，，，查三層連續(xù)體系中層層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖可知=0.55。</p><p><b>　　所以層底拉應(yīng)力&

41、lt;/b></p><p>　　由公式，故滿足要求。</p><p>　　2.7 防凍層厚度檢驗(yàn)</p><p>　　計(jì)算道路凍深可由以下公式得：</p><p>　　式中 ：a------路面結(jié)構(gòu)層的熱物性系數(shù)，查得a=2.20；</p><p>　　b------路面橫斷面填、挖系數(shù)，查得=2.10，=2.

42、00；</p><p>　　c------路基干濕型系數(shù)，查得=1.09，=1.06；</p><p>　　F------最近10年的凍結(jié)指數(shù)平均值，查得F=1623.</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　根據(jù)《公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50－2006）表 5.2.

43、4 查得最小防凍厚度為 45～55cm，在潮濕狀態(tài)下最小防凍厚度為 55～65cm。按照規(guī)范要求進(jìn)行抗凍厚度驗(yàn)算，設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)厚度為：</p><p>　　干燥: d=5+7+30+25＝617cm，滿足最小防凍厚度要求。</p><p>　　中濕，潮濕： d=5+7+30+25+20＝87 cm，滿足最小防凍厚度要求。</p><p>　　3 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)&

44、lt;/p><p><b>　　3.1 交通量分析</b></p><p>　　3.1.1標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算</p><p>　　我國公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范以汽車軸重為100kN的單軸荷載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ—100。凡前、后軸載大于40KN（單軸）的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)，換算公式為：</p><p>　　式

45、中：— 100KN的單軸—雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)的通行次數(shù)；</p><p>　　— 單軸-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型i級軸載的總重 </p><p>　　（KN）； </p><p>　　— 軸型和軸載級位數(shù)；</p><p>　　—各類軸—輪型i級軸載的通行次數(shù)；</p&

46、gt;<p>　　—軸—輪型系數(shù)，單軸-雙輪組時，=1；單軸-單輪時，按式（3-1）計(jì)算；雙軸雙輪組時，按式（3-2）計(jì)算；三軸-雙輪組時，按式（3-3）計(jì)算。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　?。?-3）&l

47、t;/b></p><p>　　綜上所述換算結(jié)果如表3-1所示。 </p><p>　　表3-1 軸載換算結(jié)果</p><p>　　3.1.2設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)</p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40－2002)可知二級公路設(shè)計(jì)基</p><p>　

48、　準(zhǔn)期t=12年，臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)由表3-2可得：，則：</p><p>　　式中： — 標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)；</p><p>　　t — 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限；</p><p>　　γ — 交通量年平均增長率，由材料知，γ=0.06；</p><p>　　η — 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，如下表3-2。</p&

49、gt;<p>　　表3-2 混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)</p><p>　　注：車道或行車道或者交通量較大時，取高值；反之，取低值。</p><p>　　因水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按照設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道臨界荷載承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量累計(jì)作用次數(shù)分為4級，分級范圍見表3-3.</p><p>　　表3-3 公路混凝土路面交通分級&

50、lt;/p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40－2002)表 3.0.5可知該路段交通等級為：重交通（100-2000） </p><p>　　3.2 初擬路面結(jié)構(gòu)</p><p>　　因?yàn)榻煌?，故可知交通屬于重交通。由以上可知相?yīng)于安全等級為三級為三級的變異水平等級為中級，根據(jù)二級公路、重交通等級和中級變異水平等級。查規(guī)范知：初擬普通混凝土

51、面層厚為250mm；基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚為200mm；墊層為180mm的低劑量無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.5m；長為4.5m。縱縫為設(shè)拉桿的平縫，橫縫為不設(shè)傳力桿假縫。</p><p>　　面板：普通水泥混凝土250mm，其長度擬定長為4.5米，寬為3.5米；</p><p>　　基層：水泥穩(wěn)定粒料（20cm）;</p><p>　　墊層：低劑

52、量無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土（18cm）。</p><p>　　3.3 確定材料參數(shù)</p><p>　　取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0Mpa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為30Gpa；路基回彈模量為35Mpa；低劑量無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土墊層回彈模量去600Mpa；水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300Mpa。</p><p>　　按《規(guī)范》式（B.1.5）基層頂面當(dāng)量的回彈模量值計(jì)

53、算如下：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b>

54、;</p><p>　　普通混凝土面層的相對剛度半徑為：</p><p>　　3.4 計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)一級公路、重交通，由《路基路面工程》查得初擬普通混凝土面層厚度為0.25m。</p><p><b>　　由下列公式求得：</b></p><p>　　式中 γ— 混

55、凝土板的相對剛度半徑（m）；</p><p>　　H— 混凝土板的厚度（m）；</p><p>　　— 水泥混凝土的彎沉彈性模量（）；</p><p>　　σp— 標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（）；</p><p>　　kr— 考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)桿拉的平縫，kr=0.87 ～0.92，縱縫為不設(shè)桿拉的平縫或

56、自由邊界kr=1.0，縱縫為設(shè)桿拉的企口縫，kr=0.76～0.84，；</p><p>　　kc— 考慮偏載和動載因素對路面疲勞損壞影響綜合系數(shù)，按公路等級查下表3-4；</p><p>　　表3-4 綜合系數(shù)kc </p><p>　　-混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù)，普通混凝土、鋼筋混凝土。連續(xù)配筋混凝土=0.057；碾壓混凝土和貧混凝土=0.065； 鋼纖維混凝

57、土值按下式計(jì)算確定: </p><p>　　式中：—— 鋼纖維的體積率（%）；</p><p>　　—— 鋼纖維的長度（mm）；</p><p>　　—— 鋼纖維的長度（mm）；</p><p>　　σps—— 標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在四邊自由板的臨界荷載處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力()。</p><p><b>

58、　　= ，</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜和系數(shù),則荷載疲勞應(yīng)力為：=2.563×0.87×1.20×1.034=2.99Mpa 。 </p><p>　　3.5 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力</p>

59、<p>　　由《路基路面工程》知，II區(qū)最大溫度梯度取88﹙℃/m﹚。板長4.5m，L/r=4.5/0.747=6.02；已知混凝土板厚0.25m，=0.64。 </p><p>　　則可知最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力：</p><p>　　式中： αc— 混凝土的溫度線膨脹系數(shù)（），通?？扇?；</p>

60、<p>　　— 最大溫度梯度，=88°c/m；</p><p>　　Bx— 綜合溫度翹區(qū)應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　— 最大溫度梯度時土板的溫度翹取應(yīng)力（）。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　溫度疲勞系數(shù) ，式中a，b和c為回歸系數(shù)，按所在地區(qū)公

61、路自然區(qū)劃查下表 3-5。</p><p>　　表3-5 回歸系數(shù)a，b和c</p><p><b>　　=</b></p><p>　　則溫度疲勞應(yīng)力： </p><p>　　綜合，一級公路的安全等級為三級，相應(yīng)于三級的安全等級的變異水平等級為中級，目標(biāo)可靠度為85﹪。再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，確定可

62、靠度系數(shù)。</p><p><b>　　3.6應(yīng)力驗(yàn)算 </b></p><p>　　水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)，其表達(dá)式如下：</p><p>　　式中：-----水泥混凝土彎沉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（）。</p><p><b>　　，故滿足要求。</b&g

63、t;</p><p>　　因而，所選普通混凝土面層厚度( 0.25m )可以承受設(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。</p><p><b>　　3.7防凍厚度檢驗(yàn)</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》知，路面防凍厚度為0.5m，而設(shè)計(jì)路面總厚度為0.63m，由于0.5<0.63，故滿足設(shè)計(jì)要求。<

64、/p><p><b>　　3.8接縫設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為避免由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力破壞，所以，在混凝土板中設(shè)置橫縫與縱縫，這段路為重交通，縫中設(shè)拉桿，拉桿長0.7m，直徑14mm，每隔60cm設(shè)置一個。</p><p><b>　?、贆M向脹縫</b></p><p>　　縫隙寬20mm，縫隙上

65、部5cm深度內(nèi)澆填縫料拉桿的半段固定在混凝土內(nèi)，另一半涂以瀝青，套上長約10cm的塑料套筒，筒底與桿端之間留有3cm空隙，用木屑與彈性材料填充。</p><p><b>　?、跈M向縮縫</b></p><p>　　縮縫采用假縫，縫隙寬5mm，深度為5cm.見圖5-1.</p><p><b>　　圖3-1 橫向縮縫</b>

66、</p><p><b>　　③施工縫</b></p><p>　　施工縫采用平頭縫或企口縫的構(gòu)造形式，縫上深5cm，寬為5mm的溝槽，內(nèi)澆填縫料。見圖5-2.</p><p><b>　　圖3-2 施工縫</b></p><p><b>　　④橫縫的布置</b></p&

67、gt;<p>　　縮縫間距一般為5m，混凝土路面設(shè)置脹縫。</p><p><b>　?、菘v縫的設(shè)置</b></p><p>　　縱縫設(shè)置為企口帶拉桿的形式，上部5mm深度內(nèi)澆筑填縫料，內(nèi)設(shè)拉桿，拉桿直徑為14mm，長度為700mm,拉桿間距為600mm，與橫縫做成垂直正交，使混凝土具有90°的角隅。見圖3-3。</p><

68、p><b>　　圖3-3 縱縫</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　鄧學(xué)鈞 路基路面工程(第二版).人民交通出版社，2005</p><p>　　中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社2006</p><