JDG40-2011版水泥混凝土路面设计(单层板)

工程名称：计算依据：JTGD40-2011《公路水泥混凝土路面设计规范》1、交通分析公路等级二级安全等级二级设计期准期（a）20自然区划Ⅱ标准轴载KN100最重荷载Pm150设计车道使用初期设计轴载的日作用次数Ns100交通量年平均增长率gr为5.0%由表A.2.4，确定临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数η0.62按式A.2.4，计算得到设计基准期内设计车道设计轴载累计作用次数（万次）：Ne=Ns×[(1+gr)t-1]×365×η÷gr=74.8由表3.0.7可知，交通荷载等级为：中等2、初拟路面结构根据规范3.0.2确定变异水平等级：中级，变异系数为：初定混凝土面层厚度为（m）0.23混凝土板平面尺寸：长(m)4.5宽(M)3.5基层选用基层1级配碎石厚度为(m)0.2基层2m03、路面材料参数按表3.0.8，取混凝土面层的弯强度标准值为（Mpa）4.5相应泊松比为：0.15弯拉弹性模量Ec为（Gpa）29粗集料材料类型花岗石查表E.0.3-2得水泥混凝土线膨胀系数10-610查表E.0.1-1土组路基回弹模量（Mpa）80查表E.0.1-2路基回弹模量湿度调整系数0.75水泥混凝土路面设计计算书2020/7/1第1页，共5页程序编制：QQ3742103由此得路床顶综合回弹模量E0为：Mpa60基层：级配碎石查表E.0.2-1基层1回弹模量（Mpa）3000查表E.0.2-1基层2回弹模量（Mpa）0按式B.2.4-1~B.2.4.4-4，计算板底地基当量回弹模量：Ex=∑(hi2Ei)/∑hi2Mpa300hx=∑him0.2α=0.26ln(hx)+0.860.442Et=E0(Ex/E0)αMpa122.12板底地基当量回弹模量Et取Mpa120按式B.2.2-3，计算混凝土面层的弯曲刚度Dc：Dc=Ec×hc3/[12(1-vc2)]MN·m30.08按式B.2.2-2，计算混凝土面层的刚度半径r：r=1.21(Dc/Et)1/3m0.7634、荷载应力按式B.2.2-1，计算设计轴载和最重荷载在临界荷位处产生的荷载应力：标准轴载Psδps=1.47×10-3×r0.7hc-2ps0.94Mpa1.744最重荷载PmMpa2.553考虑接缝传荷能力的应力折减系数kr0.870按B.2.3，确定材料疲劳指数λ0.057按式B.2.3-1，计算疲劳应力系数kfkf=Neλ2.162查表B.2.1，综合系数kc1.050按式B.2.1，计算荷载疲劳应力：σpr=kr×kf×kc×δps3.445按式B.2.6，计算最大荷载疲劳应力：σp,max=kr×kc×δpm2.3335、温度应力由表3.0.10，最大温度梯度取88按式B.3.3-3，计算t=L/3r1.972020/7/1第2页，共5页程序编制：QQ3742103按式B.3.3-2，计算混凝土面层板的温度翘曲应力系数CL0.838按式B.3.3-1，计算内应力的温度应力系数BL0.508应按式(B.3.2)计算最大温度应力σt.max=αc.Ec.hc.Tg.BL/21.49回归系数at0.828bt1.323ct0.041按式(B.3.4)计算温度疲劳应力系数kt0.456按式(B.3.1)计算温度疲劳应力:σtr=ktσt.max0.6796、结构极限状态校核查表3.0.1及表3-1，可靠度系数γr取1.13按式(3.0.4-1)和式(3.0.4-2)校核路面极限状态:γr.(σpr+σtr)≤fr4.66不满足γr.(σp·max+σt·max)≤fr4.32满足计算：复核：拟定厚度不满足，重新修改结构数据！2020/7/1第3页，共5页程序编制：QQ3742103表3.0.1可靠度设计标准D公路等级高速一级二级三级四级四级安全等级一级一级二级三级三级二级设计基准期（a）303020151020目标可靠度（%）959085807085目标可靠指标1.641.251.040.840.521.04综合系数kc1.151.11.05111.05表3.0.2变异系数范围变异水平等级低中高水泥混凝土弯拉强度0.050.10.10.150.150.2基层顶面当量回弹模量0.150.250.250.350.350.55水泥混凝土面层厚度0.020.040.040.060.060.08表3.0.7交通荷载分级交通荷载等级极重特重重中等轻Ne（万次）100000100000-20002000-100100-33表3.0.8水泥混凝土弯拉强度标准值交通荷载等级重中等轻水泥混凝土弯拉强度标准值Mpa≥5.04.54钢纤维混凝土弯拉强度标准值Mpa≥6.05.55表E.0.3-1水泥混凝土强度和弹性模量经验参考值弯拉强度Mpa1.522.533.544.55抗压强度Mpa711152025303642抗拉强度Mpa0.891.211.531.862.22.542.853.22弹性模量Gpa1518212325272931表3-1可靠度系数变异水平等级\目标可靠度%9590858070低1.20-1.331.09-1.161.04-1.08中1.33-1.501.16-1.231.08-1.131.04-1.07高1.23-1.331.13-1.181.07-1.11表B.3.4回归系数at、bt、CtBⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅡat0.8280.8550.8410.8710.8370.8340.828bt1.3231.3551.3231.2871.3821.271.323ct0.0410.0410.0580.0710.0380.0520.041H5.54.549363.552.853329