水泥溷凝土路面工程课程设计.pdf

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1、-精品文档-仅供参考学习第 1 页 水泥混凝土路面工程 课程设计 一、设计资料 青海某地拟建一条公路，交通调查如下：解放 CA10B 车 950 辆/日，黄河 JN150 车 200 辆/日，东风 EQ140 车 250 辆/日，交通 SH141 车 800 辆/日，交通量平均增长率为 7%，土质为中液限粘土，平均稠度为 1.08，土基回弹模量 E0=45MPa,季节性冰冻地区，冰冻深度为 1.2 米。详细交通组成表如下：车型 Pi C1 C2 解放 CA10B 前轴 19.4 1 1 后轴 60.85 1 1 黄河 JN150 前轴 49.00 1 1 后轴 101.60 1 1 东风 EQ

2、140 前轴 23.70 1 1 后轴 69.20 1 1 交通 SH141 前轴 25.55 1 1 后轴 55.10 1 1 二、设计内容 1、根据设计资料要求，确定路面等级和面层等-精品文档-仅供参考学习第 2 页 级；路面等级：路面等级由公路等级划分，而公路等级又由交通量确定。水泥混凝土路面设计年限取 20 年，则由已知的：“解放 CA10B 车 950辆/日，黄河 JN150 车 200 辆/日，东风 EQ140 车250 辆/日，交通 SH141 车 800 辆/日，交通量平均增长率为 7%”，按交通量计算公式：可计算出交通量eN=4510 辆/日。换算成小客车的交通量eN=451

3、0*2=9020 辆/日（换算系数为 2）。由此查公路分级与技术标准（道勘 P7）可知此公路等级为双车道的二级公路。则路面等级查表（教材 P25 表 1-11）可知为高级路面。换算为标准轴载的作用次数：轴 载 换算 车型 Pi i iN 16()100isiiPNN 解放CA10B 前轴 19.4 1 950 0 后轴 60.85 1 950 0.3400 黄河前轴 49.00 1 200 0.002-精品文档-仅供参考学习第 3 页 JN150 2 后轴 101.60 1 200 257.8276 东风EQ140 前轴 23.70 1 250 0 后轴 69.20 1 250 0.6913

4、交通SH141 前轴 25.55 1 800 0 后轴 55.10 1 800 0.0577 161()258.92100nisiiiPNN 由(表 16-20 教材 P479），二级公路的设计基准期为 20 年，安全等级为三级。由(表 16-3教材 P456）横向分布系数为 0.39。交通量年平均增长率 7%。则设计基准期内设计车道标准轴载累积作用次数为 查(表 16-4 教材 P459）可知路面面层等级为重交通。2、初拟路面结构 由(教材 P477)查的，初拟普通水泥混泥土路面层厚度为 h=0.26m,基层选用水泥稳定碎石-精品文档-仅供参考学习第 4 页（水泥用量为 5），厚为 h1=0

5、.22m。底基层厚度为 h2=0.20m 的级配碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为 3.75m,长为 5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。3、材料参数的确定（1）混泥土的设计弯拉强度与弹性模量 由(表 16-11 教材 P474）取普通混泥土面层的弯拉强度标准值MPafr5,相应弯拉弹性模量标准值为GPaEc31 （2）土基的回弹模量 路基回弹模量取045EMPa。由表 16-14（教材P474）水泥稳定粒料基层回弹模量取MPaE15001，天然砂砾回弹模量取MPaE2502。按式 16-53 教材 P481，计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径按（16-5

6、2bP481）计算为 4、荷载疲劳应力计算 按式（16-52aP481），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为-精品文档-仅供参考学习第 5 页 因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数87.0rk。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0.057(1.51 6)2.25vfekNE。根据公路等级，由公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)附录 B，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数30.1ck 按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为 5、温度疲劳应力 由（表 16-28 教材 P483），VII 区最大温度梯度区 98/m。板长ml5，/5/0.7

7、256.70l r 由（图16-14 教材 P483）可查普通混凝土板厚mh26.0,58.0 xB,按（式 16-56 教材 P483），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tk，由（表 16-29 教材P484）可得，自然区划为 VII 区，式中：a=0.834,b=0.052,c=1.270.按（式 16-57 教材P483）计算为 再由(式 16-55 教材 P483）计算温度疲劳应-精品文档-仅供参考学习第 6 页 力为 6、可靠度计算 查(表 16-20 教材 P479)，二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为 85%，再根据查的目标可靠度变异水平等级，查(表 16-22 教材 P480），确定可靠度系数1.13c，按式（式 16-48 教材 P480）：因而所选的普通混凝土面层厚度mh26.0，可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲