【正文】 10 cm 石灰土 20 cm 天然沙礫 25 cm 改建前原路面竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算： 公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路 加鋪路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ100 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 計(jì)算信息 (20℃) (15℃) 1 中粒式瀝青混凝土 10 1400 2000 計(jì)算應(yīng)力 2 瀝青貫入式 10 1200 1600 不算應(yīng)力 3 石灰土 20 1300 1300 計(jì)算應(yīng)力 4 天然砂礫 25 200 200 不算應(yīng)力 5 改建前原路面 計(jì)算改建路面各加鋪層頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 : 第 1 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 21 () 第 2 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 第 3 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 第 4 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 計(jì)算改建路面各加鋪層底面最大拉應(yīng)力 : 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 1 )= (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 3 )= .155 (MPa) 三．新建水泥混凝土路面設(shè)計(jì)步驟 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN的單軸雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 交通分級(jí)交通等級(jí)特重重中等輕設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne（104）＞2000100～20003～100＜3由表可知該公路為特重交通等級(jí)。 路基回彈模量取40MPa。 混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度和彈性模量交通等級(jí)特重重中等輕設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度（Mpa）彎拉彈性模量（Mpa）30302827 混凝土的彎拉彈性模量以實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)為宜，無(wú)條件時(shí)，可按設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度參照表選定可得混凝土的彎拉彈性模量Ec=30000MPa 計(jì)算作用于在板邊緣中點(diǎn)處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力 普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑為： 其中： h——混凝土板的厚度(m) Ec——水泥混凝土的彎拉彈性模量(MPa) Et——基層頂面當(dāng)量回彈模量(MPa) L/r= 5／= 溫度應(yīng)力系數(shù)Bx圖解過(guò)程如下： 最終查圖可知Bx= 最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力按式()計(jì)算。 式中： σpr——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力(MPa)； σps——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(MPa)，按 計(jì)算確定； kr ——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)拉桿的平縫時(shí)，kr =～(剛性和半剛性基層取低值，柔性基層取高值)；縱縫為不設(shè)拉桿 的平縫或自由邊時(shí)，kr =；縱縫為設(shè)拉桿的企口縫時(shí)，kr=～ ； kf ——考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)， 計(jì)算確定； kc——考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)按公 路等級(jí)查表B．1．2確定。 所以初擬路面結(jié)構(gòu)和面層結(jié)構(gòu)可以作為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。一周的課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度，鍛煉了我的思維能力，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和將來(lái)的工作都有很大的幫助。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了HPDS2003公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)的使用方法，熟練運(yùn)用AutoCAD2007繪制圖紙，保證了課程設(shè)計(jì)科學(xué)、快速、精確的進(jìn)行。0。 式中：a、b和c——回歸系數(shù)。設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度以齡期28天的彎拉強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)（在尺寸為15cm15cm15cm的梁式試件上采用三點(diǎn)加載試驗(yàn)測(cè)定）?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 車輛輪跡橫向分布系數(shù)表 公路等級(jí)縱縫邊緣處高速公路、一級(jí)公路、收費(fèi)站～二級(jí)及二級(jí)以下公路行車道寬7m～行車道寬≤7m～該公路為一級(jí)公路，且設(shè)計(jì)年限30年內(nèi)，前7年交通量年平均增長(zhǎng)率為 8% ，后23年的交通量年平均增長(zhǎng)率為 4% 。（單位為 1/100mm ）土基回彈模量為40MPa。 σs=σs/Ks= 粗粒式瀝青混凝土: Ks=根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到沿線可采集各種砂、石料；附近有礦渣、爐渣可利用；水泥、石灰、瀝青等材料當(dāng)?shù)乜晒?yīng)。 高速、一級(jí)、 二級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)以路表面回彈彎沉值和瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力(拉應(yīng)變)及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取15年。 當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)C1180。參考資料：《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2003）《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG D402002）《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD502004）《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0342000）《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F402004）《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》 （JTG F302003）目 錄1 新建瀝青路面設(shè)計(jì) 1 確定累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉 1 將不同軸重的各種車輛換算成BZZ100標(biāo)準(zhǔn)軸重的當(dāng)量軸次 1 計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次 4 路面設(shè)計(jì)彎沉值的計(jì)算 6 7 確定土基干濕類型 7 確定路基土的平均稠度 7 確定土基回彈模量 7 初擬路面結(jié)構(gòu)，確定材料的參數(shù) 8 各層材料的容許層底拉應(yīng)力 8 計(jì)算機(jī)運(yùn)算結(jié)果 102 路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 21 設(shè)計(jì)原始資料 21 計(jì)算機(jī)運(yùn)算結(jié)果 223 新建水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 30 軸載換算并計(jì)算設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne 30 初擬路面結(jié)構(gòu) 33 確定基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et 34 確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度和彎拉彈性模量Ec 36 計(jì)算作用于在板邊緣中點(diǎn)處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力 36 計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力 38 應(yīng)力復(fù)合 39設(shè)計(jì)體會(huì)及改進(jìn)意見 41致謝 41參考文獻(xiàn)......................................................42附 圖....................................................43 在2007年不利季節(jié)調(diào)查的雙向平均日交通量： 車 型 總重（ KN ） 后軸重（ KN ） 后軸數(shù) 輛 / 日 解放 CA10 B 1 1200 黃河 JN150 49 1 460 日野 KB222 1 300 太脫拉 138 80 2 （軸距≤3）174 東風(fēng) KM340 1 1230 黃河 JN362 63127 1 510 日野FC 164 711 750 。④對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級(jí)和次高級(jí)路面，應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否滿足要求。⑵由土基的干濕類型，查設(shè)計(jì)規(guī)范得路基土的平均稠度ωC。 班 級(jí) 橋3（土木117 ） 學(xué) 號(hào)　 110711717 一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：路基干濕類型及路基回彈模量的確定；瀝青路面結(jié)構(gòu)方案的選定與結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算；水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)方案的選定與結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算；舊路改建路面結(jié)構(gòu)方案的確定及加鋪層厚度的計(jì)算。 路狀調(diào)查資料如下： ?（氣象部門調(diào)查的田野凍深）。根據(jù)公路所處地區(qū)及路基填土土質(zhì)、路基填土高度情況，確定路基干濕類型及回彈模量。、舊路改建路面結(jié)構(gòu)方案的確定及加鋪層厚度的計(jì)算。 Pi——被換算車型的各級(jí)軸載（KN） C 1——軸數(shù)系數(shù)：當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)C1=m（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式C1=1+（m 1）計(jì)算。 C2 180。驗(yàn)算彎沉和瀝青層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次從調(diào)查年2007年到設(shè)計(jì)年限的起算年2010年，有三年。—— 基層類型系數(shù)，對(duì)半剛性基層=；柔性基層=；對(duì)于混合式基層采用線性內(nèi)插確定基層類型系數(shù)： 式中：—— 為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（cm）；因?yàn)槌鯏M定面層為瀝青混凝土面層，基層為半剛性基層，所以： 取 ， ，確定土基彈性模量 確定土基干濕類型 該路段地處Ⅱ2區(qū)， 沿線土質(zhì)為粉質(zhì)輕亞粘土，WL=40%， wp=18%， 米 。材料名稱厚度細(xì)粒式瀝青混過(guò)凝土3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒是瀝青混凝土7cm水泥穩(wěn)定碎石25cm水泥石灰砂礫土待定 方案二： 路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（27cm),基層采用水泥穩(wěn)定沙礫（待定）底基層采用級(jí)配沙礫（18cm),見下表 材料名稱厚度細(xì)粒式瀝青混過(guò)凝土4cm中粒式瀝青混凝土8cm粗粒式瀝青碎石15cm水泥穩(wěn)定沙礫待定級(jí)配沙礫18cm 查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度，抗壓模量取20℃的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到20℃的抗壓模量和各層材料的劈裂強(qiáng)度（單位均為MPa）： 材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度材料細(xì)粒式瀝青混凝土中粒式瀝青混凝土粗粒式瀝青混凝土水泥穩(wěn)定碎石水泥石灰砂礫土抗壓模量14001200100015001000劈裂強(qiáng)度材料粗粒式瀝青碎石水泥穩(wěn)定沙礫級(jí)配沙礫抗壓模量12501300175劈裂強(qiáng)度 瀝青混凝土面層、半剛性材料基層、底基層以彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，材料的容許拉應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算：、式中：—— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力(MPa)。查《道路工程》（徐家鈺 程家駒 編著）335頁(yè)表236（最小防凍層厚度）可知中濕類路基當(dāng)土質(zhì)為粉質(zhì)輕亞粘土，道路凍深為50～100cm時(shí)，砂石類和穩(wěn)定土類的最小防凍厚度取為40cm。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù)，按式1換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。 根據(jù)路基土質(zhì)和水溫狀況、路面材料性質(zhì)與供應(yīng)情況以及交通繁重程度，初擬路面結(jié)構(gòu)斷面，包括結(jié)構(gòu)層次、類型選擇和厚度。低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土墊層回彈模量取600MPa，碾壓混凝土基層回彈模量取27000MPa。 式中： σtm——最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力(MPa)； αc——混凝土的線膨脹系數(shù)(1／℃)，通?？扇?105／℃； Tg——最大溫度梯度，； Bx——綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)，可按／r和h 最終查圖可知Bx= 最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力按式()計(jì)算。表B．1．2 綜合系數(shù)kc公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路kc式中： kf——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期