公路路面设计Word文件下载.doc
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150-250
重交通
沥青混凝土基层
40-60
沥青稳定碎石基层
80-100
石灰粉煤灰稳定粒料、级配粒料基层
150-200
中等或轻交通
6.4.2.2混合料要求
面层混合料必须具有较高的抗弯拉强度和耐磨性，良好的耐冻性以及尽可能低的膨胀系数和弹性模量。
还要有适当的施工和易性，一般规定其坍落度为0-30mm，工作度约30s。
6.4.2.3结构厚度设计
1.交通分析
标准轴载及轴次换算：
我国水泥混凝土路面设计规范规定：
以后轴重100kN的双轮组轴载作为标准轴载。
对于同一种路面结构，不同轴-轮型和轴载的作用次数按下式换算为标准轴载的作用次数：
（6-12）
式中：
─100kN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；
─单轴-单轮、单轴-双轮组或三轴-双轮组轴型级轴载的总重（kN）；
─轴型和轴载级位数；
─各类轴型级轴载的作用次数；
─轴-轮型系数。
表6-4-8轴载换算表
车型
Pi
δi
Ni
Ns
（KN）
（）
（）
五十铃EXR181L
前轴
60
1
90
0.0253
后轴
100
0.81*10-8
三菱FR415
51
200
0.0041
江淮HF150
45.1
0.0002
101.5
114.2086
五十铃NPR595G
44
120
江淮HF140A
41.8
80
东风SP9135B
72.6
0.42*10-5
∑Ns
--
114.2384
由上表可得该路换算为标准轴载的当量轴次数Ns=114.2384次/日。
设计基准期内面层设计车道所承受的标准轴载累计作用次数Ne
由《公路水泥混凝土路面设计规范》三级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.58。
按下式计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：
（6-12）
=991448.6<
1000000
由规范知道属于中等交通。
2.初拟路面结构
由表6-4-9，相应于安全等级三级的变异水平等级为中等。
根据三级公路、中等交通等级和中级变异水平等级，查表6-4-9，初拟普通混凝土面层厚度为220mm.基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5％），厚200mm。
垫层为天然砂砾，厚300mm。
普通混凝土板的平面尺寸为宽3.5m，长4.0m。
纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。
3.路面材料参数确定
按表6-4-10，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0Mpa,相应弯拉弹性模量标准值为31Gpa.查附录F.1，路基回弹摸量取30Mpa。
查附录6-4-10，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa,天然砂砾垫层回弹摸量取150Mpa。
按式6-13,计算基层顶面当量回弹摸量如下：
（6-13）
普通混凝土面层的相对刚度半径
其中——路床顶面的回弹模量（MPa）；
、——基层和底基层或垫层的模量（MPa）;
、——基层和底基层或垫层的厚度（m）；
——基层和底基层或垫层的当量回弹模量（MPa）；
——基层和底基层或垫层的当量厚度（m）；
——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度；
、——回归系数。
表6-4-9水泥混凝土面层厚度参考范围
交通等级
中等
轻
公路等级
二级
三、四级
变异水平等级
高
中
面层厚度（mm）
240-210
230-200
220-200
≤230
≤220
表6-4-10水泥混凝土参数表
特种
重
水泥混凝土弯拉强度标准值（Mpa）
5
4.5
4
抗压强度（Mpa）
35.8
29.7
弯拉弹性模量（GPa）
31
29
27
表6-4-11中湿路基路床顶面回弹模量参考数值范围（MPa）
土组
公路自然区划
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
土质砂
26-42
40-50
39-50
35-60
50-60
黏质土
25-45
30-40
30-45
粉质土
22-46
32-54
30-50
27-43
4.荷载疲劳应力
标准轴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.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,考虑偏栽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
式中──标准轴载在四边自由板的临界荷位处产生的不计接缝传荷作用的最大荷载应力（MPa），
式中──混凝土的相对刚度半径
──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
──考虑超载、偏载、动载冲击作用等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数，按公路等级查表6-4-12确定。
=1.20
──考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为平缝时，＝0.87-0.92，这里取＝0.87
表6-4-12综合系数Kc
高速公路
一级公路
二级公路
三、四级公路
Kc
1.3
1.25
1.2
1.1
5.温度疲劳应力
由表6-4-16,Ⅱ区温度梯度取.板长为3.5m,,取普通混凝土板厚h=0.22m,Bx=0.61.按式表6-4-13,最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为
温度疲劳应力系数Kt,
佳木斯处于II区，取
计算温度疲劳应力为：
查表6-4-14三级公路的安全等级为四级,相应于四级安全等级的变异水平等级为中级,目标可靠度为80％.再据查得的目标可靠度和变异水平等级,查表6-4-15，其值为1.04 1.07,确定其可靠度系数。
因而,所选普通混凝土面层厚度（0.22m）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳应力。
表6-4-13最大温度梯度标准值Tg
公路自然区规划
Ⅱ、Ⅴ
Ⅳ、Ⅵ
Ⅷ
最大温度梯度（°
C/m）
83-88
90-95
86-92
93-98
表6-4-14可靠度设计标准
公路技术等级
安全等级
一级
三级
四级
设计基准期（年）
30
20
目标可靠度（%）
95
85
目标可靠指标
1.64
1.28
1.04
0.84
低
低-中
中-高
表6-4-15可靠度系数
目标可靠度系数（%）
1.20-1.33
1.09-1.16
1.04-1.08
1.33-1.50
1.16-1.23
1.08-1.13
1.04-1.07
1.23-1.33
1.13-1.18
1.07-1.11
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