【正文】 1157[ (1 ) 1 ] 36 5[ (1 5. 5% ) 1 ] 36 5 41 91 .0 8 0. 55. 5%1. 71 10terNNr?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ??? 次 其中 t=15,η =,r=%. 為半剛性路面時計算的當量交通量，由 839。 39。 規(guī)范規(guī)定高速公路一級公路的面層由二至三層組成，查規(guī)范，采用三層瀝青面層，表面層采用細粒式密級配瀝青混凝土（厚 4cm），中間層采用中粒式密級配瀝青混凝土（厚 8cm），下面層采用 粗粒式瀝青混凝土 （厚 10cm）。 設計彎沉值為： 0 .2600d e c s bL N A A A?? ? ?0 . 26 0 0 1 7 1 3 9 7 4 5 . 8 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 2 1 . 4 0 . 0 1mm?? ? ? ? ? ? Ⅱ、 各層材料的容許層底拉應力 ⑴ 細粒式瀝青混凝土 sspR K?? ? eS cNK A? RaS MPK?? ?? ⑵ 中粒式瀝青混凝土 aeS cANK A? RaS MPK?? ?? ⑶ 粗 粒式瀝青混凝土 aeS cANK A? RaS MPK?? ?? ⑷ 水泥穩(wěn)定碎石 eS cNK A? RaS MPK?? ?? ⑸ 水泥石灰砂礫土 eS cNK A? RaS MPK?? ?? 設計資料總結 設計彎沉值為 （ ）相關資料匯總如下表： 材料名稱 H（ mm） 20℃抗壓模量 15℃抗壓模量 容許拉應力 （ aMP ） 細粒式瀝青混凝土 40 1400 2020 中粒式瀝青混凝土 80 1200 1800 粗 粒式瀝青混凝土 100 1000 1200 5 水泥 穩(wěn)定 碎石 200 1500 3600 水泥石灰砂礫土 ？ 1000 1800 土基 — 40 — 確定水泥碎石層厚度（換算成三層體系） 取設計彎沉值等于計算彎沉值為 （ ） 0. 38 0. 3602020 sF LEFA P?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 12dL LEPF? ?? cmhh 41 ?? aMPE 14001 ? 2132 EEhHH Knk K????? aMPE 12020 ? ????????? 4 0 01 2 0 012 EEh ? 024 0 .3 81 0 .6 540 0 .0 3 31200hE E?? ???????? ∴2 1LK aK?? 根據(jù) 12 .423 2n KKk EH h h E????? ∴ 5 202h mm? 彎拉應力的驗算 A 點 細粒式密級配瀝青混凝土底 cmhh 41 ?? ??? ??121nk ikk EEhH 6 ???h 8 5 4 0 01 2 0 012 ??EE 0 2 40 0 .0 3 31200E E ?? ( 1 )= 0 .1 6 8 (M Pa )? 可 得 ? 為壓應力，不需驗算。 各層材料的抗壓模量與劈裂強度 查有關資料的表格得各層材料抗壓模量（ 20℃） 、 15℃抗壓模量 與劈裂強度 材料名稱 H（ mm） 20℃抗壓模量 15℃抗壓模量 劈裂強度 細粒式瀝青混凝土 60 1400 2020 中粒式瀝青混凝土 100 1200 1800 密級配瀝青碎石 140 1200 1400 水泥穩(wěn)定砂礫 ？ 1300 3600 級配砂礫 180 200 200 0 土基 — 40 — 路面結構層厚度的確定及強度驗算 土基回彈模量的確定 該路段處于 II 區(qū)，為 中液限粘性 土，查相關表的土基回彈模量為 。 B 點 中粒式密級配瀝青混凝土底 41i kkk iEhhE??? 8 6 5 7 ???h 21 1200 11200E E ?? 0 2 40 0 .0 3 31200E E ?? ( 2 )= 0 .0 1 1 (M Pa )? 可 得 ? 為壓應力，不需驗算。 由概預算表可得： 這條一級 公路每米造價為 ： 1 4 8 . 9 2 4 9 0 . 5 5 1 4 0 5 . 4 3 1 2 7 4 . 8 9 8 1 6 . 3 94 1 3 6 . 1 8? ? ? ?? （ 元 ） 所以 瀝青路面 結構設計 根據(jù)上面技術經濟比選后確定選方案 一 路基 排水設計 確定邊溝布置，斷面形式及尺寸 邊溝設置在路堤的坡腳外側無需水力計算，橫斷面采用梯形標準橫斷面式，取梯形邊溝內側邊坡坡度為 1:,外側邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同，取為 1:，因江淮丘陵區(qū)降水量較大，故取底寬與深度均為 ，邊溝縱坡為 1:1，邊溝采用漿砌片石，砌筑用砂漿強度采用 . 14 水泥混凝土路面結構層設計 水泥混凝土路面板為剛性路面，具有較高的力學強度，在車輪荷載作用下變形較小。在路面板形態(tài)方面，采用半空間彈性地基有限大矩形板理論。 對于標準軸載作用次數(shù)的統(tǒng)計，去掉影響較小的軸載小于 40KN 的交通量。 車輛輪跡橫向分布系數(shù) 公路等級 縱縫邊緣處 高速、一級公路、收費站 ~ 二級及二級以下公路 行車道寬大于 7m ~ 行車道寬小于或等于 7m ~ 本公路為 一級公路 雙向 四 車道，取 η= 。 路面結構組合設計 方案一： 組成水泥混凝土路面的結構層包括：墊層、基層和面層等，各結構層的功能和作用各不相同。本設計取墊層厚度為 150mm。 （ 1） 類型 由于本公路交通屬于重交通。基層的寬度應比混凝土面層每側至少寬出 300mm（采用小型機具施工時）或 500mm（軌模式攤鋪機施工時）或 650mm（滑模式攤鋪機施工時）。 （ 3） 厚度 由 《公路 水泥混凝土路面設計 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)。 18 面層采用設接縫的普通混凝土。水泥穩(wěn)定砂不設縱縫，橫縫設假縫，間距 (板長 )5m。 （ 2）基層 參考有關資料， 水泥穩(wěn)定粒料彎拉強度標準值為 ，相應彎拉彈性模量標準值為27GPa。 中濕路基路床頂面回彈模量（ MPa） 土組 公路自然區(qū)劃 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 土質砂 26~42 40~50 39~50 35~60 50~60 粘質土 25~45 30~40 25~45 30~45 30~45 粉質土 22~46 32~54 30~50 27~43 30~45 由《公路自然區(qū)劃標準》可知： 該公路 位于 II 區(qū)，路基土質為 中液限粘性土 土。 荷載疲勞應力 由 《公路 水泥混凝土路面設計 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)，采用 水泥穩(wěn)定粒料 做基層時，宜將基層與混凝土面層視作分離式雙層板進行應力分析。 考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) ck ，按公路等級查 下表 可得。 普通混凝土面層板長 5m， / 5 / 0 .6 9 9 7 .1 5lr ??。 溫度疲勞應力系數(shù) 1. 32 35. 0 2. 31 9[ ( ) ] [ 0. 82 8 ( ) 0. 04 1 ] 0. 55 82. 31 9 5ctmrt tm rfk a bf??? ? ? ? ? ? 在臨界荷位處的溫度疲勞應力按 下 式 計算確定： tr t tmk??? (223) 則有， ? ?0 . 5 5 8 2 . 3 1 9 1 . 2 9 4tr t tmk M P a??? ? ? ? 分離式復合式路面中水泥穩(wěn)定 粒料 基層的溫度翹曲應力可忽略不計。 水泥混凝土路面結構設計以行車荷載和溫度梯度綜合作用產生的疲勞斷裂作為設計的極限狀態(tài)，其表達式采用下式計算： ? ?r pr tr rrf???? (224) 普通混凝土面層 為， ? ? ? ?1 .2 3 2 .6 2 1 1 .2 9 4 4 .8 1 5 5 .0r p r trr M P a M P a??? ? ? ? ? ? ? 驗算合格，通過對設計層厚度取整以及設計人員對路面厚度進一步的修改 , 最后得到 路面結構設計結果如下 : 普通混凝土面層 250 mm 水泥穩(wěn)定粒料 200 mm 石 灰粉煤灰土 150 mm 新建路基 接縫設計 混凝土路面板由于溫度或濕度變化、硬化時的收縮等原因，會出現(xiàn)脹縮合翹曲?？v向施工縫采用平縫加拉桿形式，上部鋸切槽 口，深度為 30mm，寬度為5mm， 槽內灌塞填縫料。 拉桿直徑、長度和間距（ mm） 面層厚度 （ mm） 到自由邊或未設拉桿縱縫的距離（ m） 200~250 14700900 14700800 14700700 14700600 14700500 14700400 260~300 16800900 16800800 16800700 16800600 16800500 16800400 23 由于設計混凝土面層厚度為 250mm，一車道寬度即到自由邊距離為 。因此本設計主要采用縮縫和施工縫兩種接縫形式。由于特重交通，采用設傳力桿假縫形式。其尺寸和間距可按 下表 選用。 方案二： 組成水泥混凝土路面的結構層包括：墊層、基層和面層等，各結構層的功能和作用各不相同。本設計取墊層厚度為 150mm。 （ 1） 類型 由于本公路交通屬于重交通。基層的寬度應比混凝土面層每側至少寬出 300mm（采用小型機具施工時）或 500mm（軌模式攤鋪機施工時）或 650mm（滑模式攤鋪機施工時）。 （ 3） 厚度 由 《公路 水泥混凝土路面設計 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)。 面層采用設接縫的普通混凝土。水泥穩(wěn)定砂不設縱縫 ，橫縫設假縫，間距 (板長 )5m。 （ 2）基層 參考有關資料， 水泥穩(wěn)定粒料彎拉強度標準值為 ，相應彎拉彈性模量標準值為27GPa。 中濕路基路床頂面回彈模量（ MPa） 土組 公路自 然區(qū)劃 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 土質砂 26~42 40~50 39~50 35~60 50~60 粘質土 25~45 30~40 25~45 30~45 30~45 粉質土 22~46 32~54 30~50 27~43 30~45 由《公路自然區(qū)劃標準》可知： 該公路 位于 II 區(qū)，路基土質為 中液限粘性土 土。 荷載疲勞應力 由 《公路 水泥混凝土路面設計 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)，采用 水泥穩(wěn)定粒料 做基層時，宜將基層與混凝土面層視作分離式雙層板進行應力分析。 考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) ck ，按公路等級查 下表 可得。 28 普通混凝土面層板長 5m， / 5 / 0 .7 1 1 7 .0 3 2lr ??。 溫度疲勞應力系數(shù) 1. 32 35. 0 2. 31 9[ ( ) ] [ 0. 82 8 ( ) 0. 04 1 ] 0. 55 82. 31 9 5ctmrt tm rfk a bf??? ? ? ? ? ? 在臨界荷位處 的溫度疲勞應力按 下 式 計算確定： tr t tmk??? (223) 則有， ? ?0 . 5 5 8 2 . 3 1 9 1 . 2 9 4tr t tmk M P a??? ? ? ? 分離式復合式路面中水泥穩(wěn)定 粒料 基層的溫度翹曲