路基路面工程课程设计例题.docVIP

第三章水泥混凝土路面设计

3.1交通分析

3.1.1可靠度设计标准及变异系数范围、可靠度系数的选用

公路技术等级

一级公路

平安等级

二级

设计基准期〔a〕

30

目标可靠度〔%〕

90

目标可靠指标

1.28

变异水平等级

低-中

可靠度系数

1.16

3.2标准轴载作用次数的换算

计算设计使用年限内的标准轴载累计作用次数

轴载换算的计算公式为：

轴载换算结果表

车辆

〔KN〕

轴型

轴-轮型系数

〔次/日〕

江淮AL6600

前轴

17

单轴单轮

2700

后轴

26.5

单轴双轮

1

2700

三湘CK6640

前轴

20.5

单轴单轮

800

后轴

37.5

单轴双轮

1

800

鞍山AK6980H

前轴

36.6

单轴单轮

1530

后轴

72.3

单轴双轮

1

1530

北京BJ130

前轴

13.55

单轴单轮

1700

后轴

27.2

单轴双轮

1

1700

解放CA50

前轴

28.7

单轴单轮

610

后轴

68.2

单轴双轮

1

610

东风EQ140

前轴

23.7

单轴单轮

850

后轴

69.2

单轴双轮

1

850

黄河JN150

前轴

49

单轴单轮

850

后轴

101.6

单轴双轮

1

850

日野KB222

前轴

50.2

单轴单轮

600

后轴

104.3

单轴双轮

1

600

五十铃EXR181L

前轴

60

单轴单轮

58

后轴

100

三轴双轮

58

按标准查表得：交通等级为重，水泥混凝土路面的设计基准期为30年，平安等级为二级，临界荷载处的车轮轮迹横向分布系数=0.22。交通年增长率为0.089。

设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为

属于重交通等级

普通混凝土设计弯拉强度〔〕

5.0

钢纤维混凝土设计弯拉强度〔〕

6.0

3.3初拟路面结构

查表得相应于平安等级二级的变异水平为中级。查表得初拟普通混凝土面层厚度为0.26m；基层采用水泥稳定粒料，厚0.18m；垫层为0.15m低剂量无机结合料稳定土，普通混凝土板的平面尺寸为宽，长。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。

3.4路面材料参数确定

查表可知，取普通混凝土的弯拉强度标准值为5.0MPa,相应弯拉弹性模量标准值为31Gpa，低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600Mpa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa。

计算基层顶面当量回弹模量如下：

普通混凝土面层相对刚度半径

3.5荷载疲劳应力

标准荷载在临界荷位处产生的荷载应力计算为:

因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数=0.87。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据公路等级，由表可知，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。

荷载疲劳应力计算为：

3.6温度疲劳应力

由表可知，IV区最大温度梯度取92/m，板长5m，，由表可查得普通混凝土板厚0.26m，温度应力系数0.65。

最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力：

温度疲劳应力系数可按下式计算确定：

式中：

a、b和c—回归系数，按所在地区的公路自然区划查表16-29确定，自然区划为IV区，式中a=0.841，b=0.058，c=1.323。

临界荷位处的温度疲劳应力按下式计算确定：

3.7检验初拟路面结构

由表可得一级公路的平安等级为二级，目标可靠度为90％，相应的变异水平等级为低-中，再由表可得可靠度系数=1.23。

水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计