水泥路面设计

水泥混凝土路面设计计算书[题目]：广西隆林至百色高速公路（K10+800~K16+000）水泥混凝土一、路面设计计算（1）交通分析此新建高速公路自然区域划分为3V区，为双向四车道。沿线土质为粘性土，路基平均填土高度为2.0m，底下水位为地面下—1.0m，为干燥状态；基准期为30年，预测交通量取年增长10%。临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.2。序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重(kN)(kN)(kN)(kN)1江淮AL6600117126.500005002黄海DD680149191.500007503北京BJ130113.55127.200006804东风EQ140123.7169.200009505黄河JN163158.61114000012506东风SP9250150.71113.30000690高速公路的设计基准期为30年，交通量年增长率取10%，计算设计基准期内设计车道标准荷载累计轴载作用次数为：niiiisPNN116100其中：单轴—双轮组：0.1i单轴—单轮组：43.031022.2iiP三轴—双轮组：22.081024.2iiP解得：11547sN次/日道路为双向四车道高速公路，方向系数取0.5，交通量车道分布系数取0.9，由规范表A.2.4得混凝土临界荷位车辆轮迹横线分布系数20.0。次8301039.12.0365%101%1011154736511rtrseggNN由表3.0.7知其属特重交通等级。（2）初拟路面结构由表规范3.0.1可知，安全等级为一级的道路对应的变异水平为低级。根据高速公路、特重交通和低级变异水平，查表4-3得，初步拟定普通混凝土面层厚度为0.27m，经软件试算后，取混凝土面层厚度为0.28m。基层选用贫混凝土，厚0.2m，垫层为0.15m级配碎砾石，单向路幅宽度为5.42m（行车道）+2.5m（硬路肩）普通混凝土板的平面尺寸为mm5.45，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设置传力杆的假缝，硬路肩采用与行车道路面等厚的混凝土层，并设拉杆与行车道板相连。（3）路面材料参数确定取水泥混凝土面层的弯拉强度标准值rf为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值cE为31GPa。路基回弹模量0E取40MPa。水泥稳定粒料基层回弹模量1E取1300MPa，级配碎砾石垫层回弹模量2E取300MPa。基层顶面当量回弹模量tE计算如下：MPahhEhEhEX94015.02.015.03002.0130022222221222121mMNhEhEhhhEhEDX/126.215.030012.013001415.02.01215.0300122.013001141212123312211221322311mEDhXXx301.0940/126.212/1233951.34094051.1122.651.1122.645.045.00EEaX746.04094044.1144.1155.055.00EEbX445.2034094040301.0951.33/1746.03/100EEEahEXbxt水泥混凝土面层的相对刚度半径r为mEEhrtc83.0445.203/3100028.0537.0/537.033（4）荷载疲劳效应MPahrps88.028.083.0077.0077.026.026.0纵缝为设拉杆平缝，所以接缝传荷能力的应力折减系数0.87rK疲劳应力系数91.2)1039.1(057.08uefNK综合系数取cK=1.30行车荷载疲劳应力pr为MpaKKKpscfrpr896.288.030.191.287.0（5）温度疲劳应力由表3.0.10，Ⅴ区最大温度梯度取88mC/。板长5m，02.683.0/5/rl由h=0.28m，查温度应力系数图可得XB=0.52。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力tm为：MpaBhTEXgcctm986.152.028828.03100010125根据公路自然区划3V区，可知0.871a，0.071b，1.287c温度疲劳应力系数tK为49.0071.00.5986.1871.0986.10.5287.1bfafKcrtmtmrt温度疲劳应力tr为：MpaKtmttr973.0986.149.0MPafMPartrprr0.584.4973.0896.225.1因而，所选用的混凝土面层厚度（0.28m)可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。（6）路面板最终平面尺寸与各结构层厚度水泥混凝土路面板长5m，宽4.5m；水泥混凝土面层厚度为0.28m；水泥稳定粒料基层厚度为0.20m；级配碎砾石垫层厚度为0.15m。通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:---------------------------------------普通混凝土面层280mm---------------------------------------水泥稳定粒料200mm---------------------------------------级配碎砾石150mm---------------------------------------土基