路基路面工程

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1、一級(jí)公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)一、軸載換算水泥混凝土路面設(shè)計(jì)以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，不同軸型和軸載的作用次數(shù)，需要換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。如下表所示。車型Pi(KN)δiNi（次/日）δiNi（Pi/100）16中客車SH130前軸25.55551.06000后軸51.11.06000.013大客車CA50前軸28.7524.27200后軸68.21.07201.577中貨車CA50前軸28.7524.28100后軸68.21.08101.774中貨車EQ140前軸23.7569.17500后軸6

2、9.21.07502.074大貨車JN150前軸49.0416.58003.680后軸101.61.08001031.310特大日野KB222前軸50.2412.18005.363后軸104.31.08001569.058拖掛車五十鈴前軸60.0381.7808.615后軸100.06.39×10-98021.994標(biāo)準(zhǔn)軸次總和2645.5上表為雙向雙車道的交通量調(diào)查結(jié)果，取交通量年平均增長(zhǎng)率為10.2％，小于40KN以及等于100KN（三軸雙輪）均可略去。取交通量方向系數(shù)為0.5，車道分布系數(shù)為1.0，取輪跡橫向

3、分布系數(shù)為0.22。Ns=2645.5×0.5×1.0=1322.75Ne=Ns×[（1+gr）t-1]/gr×365×η=1.8×107次查表16-4，知此水泥混凝土路面屬于重交通等級(jí)。二、路面板厚度計(jì)算1、初擬路面結(jié)構(gòu)由表16-20知，一級(jí)公路的安全等級(jí)為二級(jí)，取變異水平等級(jí)為低級(jí)。根據(jù)一級(jí)公路重交通等級(jí)與低變異水平等級(jí)，查表16-17，初擬普通混凝土面厚度為0.25m，基層選用水泥穩(wěn)定粒料（水泥含量為5％），厚0.18m。底基層選用0.15m級(jí)配碎礫石。普通混凝土板的平面尺寸寬為3.75m,長(zhǎng)5.0m，縱縫為

4、設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。2、路面材料參數(shù)確定根據(jù)表16-23和表16-25，去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31GPa碾壓混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為27GPa。路基回彈模量取50MPa。查表16-27，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1500MPa。級(jí)配碎礫石回彈模量取250MPa?；鶎禹斆娴漠?dāng)量回彈模量計(jì)算如下：Ex=(h12E1+h22E2)/（h12+h22）=（1500×0.182+250×0.152）/(0.152+0.182)

5、=988MPaDx=E1h13/12+E2h23/12+(h1+h2)2/4×（1/E1h1+1/E2h2）(-1)=1500×0.182/12+250×0.152/12+（0.15+0.18）2/4×（1/1500/0.18+1/250/0.2）(-1)=2.72MN.mhx=(12Dx/Ex)1/3=(12×2.72/988)1/3=0.321ma=6.22[1-1.51（Ex/E0）(-0.45)]=6.22[1-1.51（988/50）(-0.45)]=3.77b=1-1.44(Ex/E0)(-0.55)=

6、1-1.44(988/50)(-0.55)=0.72Et=ahxbE0(Ex/E0)1/3=3.77×（0.18）0.72×50×（1500/50）1/3=170.4MPar=0.537h（Ec/Et）1/3=0.537×0.25×（31000/170.4）1/3=0.761m3、荷載疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為：σps=0.077r0.6h(-2)=0.077×（0.761）0.6×（0.25）(-2)=1.05MPa因縱縫設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力折減系數(shù)Kr=0.87?？紤]設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期荷載應(yīng)力

7、累計(jì)疲勞應(yīng)力系數(shù)Kf=Nev=(1.6×107)0.057=2.574。根據(jù)公路等級(jí)，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)Kc=1.25。σpr=KrKfKcσps=0.87×2.574×1.25×1.05=2.94MPa4、溫度疲勞應(yīng)力由表16-28，Ⅳ區(qū)最大溫度梯度取為86℃。板長(zhǎng)5m,l/r=5/0.761=6.6,由圖16-14可查不同混凝土板厚h=0.25m，Bx=0.62。則最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為：σtm=acEchTgBx/2=1×10(-5)×31000×0.25×8

8、6×0.62/2=2.07MPa該一級(jí)公路在Ⅳ區(qū)，a=0.841,b=0.058,c=1.323,則溫度應(yīng)力疲勞系數(shù)Kt為：Kt=(fr/σtm)[a（σtm/fr）c-b]=(5/2.07)×[0.841×（2.07/5）1.323-0.058]=0.492溫度疲勞應(yīng)力計(jì)算為：σtr=Ktσtm=0.492×2.07=1.02MPa一級(jí)公路安全等級(jí)為二級(jí)，