【正文】 100 后軸 3100 中客車 SH130 前軸 2020 后軸 2020 大客車 CA50 前軸 1250 后軸 1250 小貨車 BJ130 前軸 4250 后軸 4250 中貨車 CA50 前軸 1500 后軸 1500 中貨車 EQ140 前軸 2125 后軸 2125 大貨車 JN150 前軸 2125 后軸 2125 特大車日野 KB222 前軸 1500 后軸 1500 拖掛車 五十鈴 前軸 后軸 100（ 3軸） 161 )100(?? ??niiii pNNs 高速公路 水泥混凝土 路面設計實例 一、 軸載換算 水泥混凝土路面結構設計以 100KN 的單軸 雙輪組荷載作為標準軸載。路基寬度為 ，雙向 6 車道，中央分隔帶 。 防凍厚度驗算 根據(jù) 《公路瀝青路面設計規(guī)范 (JTG D502020)》表 “最小防凍厚度” 土 質 類型 ： 粉 質土 路基干濕狀態(tài)： 潮濕 狀態(tài) 路面結構材料層：穩(wěn)定土類 道路多年最大凍深： 200cm 路面 最小防凍厚度 ： 60~70cm 驗算結果表明，路面總厚度滿 足防凍要求。 （二）中濕 狀態(tài) 土 基回彈模量的確定 根據(jù)《公路瀝青路面設計規(guī)范 (JTG D502020)》中表 “土基干濕狀態(tài)的稠度建議值” 土 質 類型 ： 粉 質土 路基干濕狀態(tài)： 中濕 狀態(tài) 土基土質稠度： Wc = 根據(jù)《公路瀝青路面設計規(guī)范 (JTG D502020)》中附表 “二級自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值 (MPa)” 公路自然區(qū)劃： Ⅳ 2 區(qū) 土基回彈模量： E0 = MPa 路面參數(shù)設計 （ 1） 確定路面等級和面層類型 交通量設計年限內(nèi)累計標準軸次 Ne= 107次 ，由公路瀝青路面設計規(guī)范， 該路交通等級為重交通，高速 公路路面等級為高級路面，面層類型為瀝青混凝土。交通量平均增長率為 %。 交通組成如 下 表所示，交通量年平均增長率γ =%。 (4) 及格 ① 基本能運用所學知識，按期完成設計任務； ② 設計與計算沒有原則性錯誤； ③圖面質量不夠完整，基本能表達設計意圖； ④ 計算書表達一般，有多處錯誤存在。凡成績不及格者，必須重修。 教師提供路基路面課程設計的基本資料，并交待課程設計的目的、方法、要求等。 提交的設計文件 ① 路面結構圖； ② 水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構造圖； ③ 設計計算說明書。 設計完成后應提交的文件 ① 浸水高填路堤、基坑開挖與支護、加筋墻路堤和浸水擋土墻路堤 的 穩(wěn)定性分析 報告。 2．車輛荷載，計算荷載為汽車 20 級，驗算荷載為掛車 100。 《 路基路面工程 》 課程設計指導書 東北大學資源與土木工程學院 2020 年 05 月 20 日 1 課程設計的思想、效果及課程目標 路基路面的課程設計 是對路基路面 工程 課堂教學的 必 要補充和深化，通過設計 讓學生 可以更加切合實際地和靈活地掌握路基路面 的基本理論，設計 理論體系，加深對路基路面設計方法和設計內(nèi)容的理解，進而提高和 培養(yǎng)學生分析、解決工程實際問題的能力。 設計資料 某新建公路 K2+345~K2+379 路段采用漿砌片石重力式路堤墻，具體設計資料 如 下： 1．路線技術標準，山嶺重丘區(qū)一般二級公路，路基寬 ，路面寬 。大致步驟如下： 1．擋土墻平面、立面布置 2．擋土墻橫斷面布置，并擬定斷面尺寸（圖 1 供參考） 3．計算主動土壓力 4．驗算擋土墻抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性 5．驗算基底應力及偏心距 6．驗算墻身截面強度 7．擋土墻的伸縮縫與沉降縫，以及排水設施設計 8．繪制擋土墻平面、立面、橫斷面圖 9．編寫設計說明書 穩(wěn)定性分析 要求 浸水高填路堤、基坑開 挖與支護、加筋墻路堤和浸水擋土墻路堤邊坡穩(wěn)定性分析，詳見 PPT。 (4) 繪制路面結構圖及水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構造圖； (5) 編寫設計說明書。 課程設計內(nèi)容和時間安排 (1) 布置 設計 任務。 天 5 考核內(nèi)容與方法 課程設計考核方式 課程設計成績 以 設計成果 的 質量 為主，結合 平時 的 考 差進行 評定。 (3) 中 ① 能運用所學知識，按期完成設計任務； ② 能基本掌握設計與計算方法； ③ 圖面質量一般，能較好地表達設計意圖； ④ 計算書表達一般，有多處不夠確切。設計交通標準軸載為 BZZ100。 （ 2） 累計當量軸次 根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范，高速 公路瀝青路面的設計年限取 15 年， 六 車道的車道系數(shù) η 取 ～ ，取 。 計算結果 路面設計彎沉值 () 路面結構的實測彎沉值 () 設計控制層厚度 (cm) 第 1 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 1層底最大拉應力 (MPa) 0 第 2 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 2層底最大拉應力 (MPa) 0 第 3 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 3層底最大拉應力 (MPa) 0 第 4 結構層頂面施工控 制彎沉 () 實際路面結構第 4層底最大拉應力 (MPa) 第 5 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 5層底最大拉應力 (MPa) .1280616 第 6 結構層頂面施工控制彎沉 () 土基層頂面施工控制彎沉 () 滿足要求。 計算結果 路面設計彎沉值 () 路面結構的實測彎沉值 () 設計控制層厚度 (cm) 第 1 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 1層底最大拉應力 (MPa) 0 第 2 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 2層底最大拉應力 (MPa) 0 第 3 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 3層底最大拉應力 (MPa) 0 第 4 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 4層底最大拉應力 (MPa) 第 5 結構層頂面施工控制彎沉 () 實際路面結構第 5層底最大拉應力 (MPa) .1202179 第 6 結構層頂面施工控制彎沉 () 土基層頂面施工控制彎沉 () 滿足要求。 瀝青路面結構層參數(shù)與方案建議 路基狀況 結構層 厚度 (cm) 適用狀態(tài) 干燥 細粒式瀝青混凝土 AC10 中粒式瀝青混凝土 AC16 粗粒式瀝青混凝土 AC25 水泥穩(wěn)定碎石 (水泥用量 5%) 石灰粉煤灰碎石 (石灰用量 8%) 級配碎石 4 6 8 17 20 20 高填路堤 細粒式瀝青混凝土 AC10 中粒式瀝青混凝土 AC16 防 或 透水 封 層 4 6 2 橋梁 中濕 細粒式瀝青混凝土 AC10 中粒式瀝青混凝土 AC16 粗粒式瀝青混凝土 AC25 水泥穩(wěn)定碎石 (水泥用量 5%) 石灰粉煤灰碎石 (石灰用量 8%) 級配碎石 4 6 8 19 20 20 低路堤 明暗涵通 互通 閘道 潮濕 細粒式瀝青混凝土 AC10 中粒式瀝青混凝土 AC16 粗粒式瀝青混凝土 AC25 水泥穩(wěn)定碎石 (水泥用量 5%) 石灰粉煤灰碎石 (石灰用量 8%) 級配碎石 4 6 8 16 20 36 路塹 細粒式瀝青混凝土 AC10 4 隧道 中粒式瀝青混凝土 AC16 粗粒式瀝青混凝土 AC25 防或透水封層 6 8 2 過濕 細粒式瀝青混凝土 AC10 中粒式瀝青混凝土 AC16 粗粒式瀝青混凝土 AC25 水泥穩(wěn)定碎石 (水泥用量 5%) 石灰粉煤灰碎石 (石灰用量 8%) 級配碎石 4 6 8 19 20 36 浸水路堤 過水路塹 《路基路面工程》課程設計指導書 高速公路水泥混凝土路面設計 東北大學資源與土木工程學院 2020 年 05 月 20 日 一、高速公路 路面設計 資料 主要技術指標，全線按平原丘陵山區(qū)高速公路修建。 (4) 繪制路面結構圖及水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構造圖； (5) 編寫設計說明書。由《公路水泥砼路面設計規(guī)范 (JTG D402020)》取輪跡 橫向分布系數(shù)為 ，可計算得到設計年限內(nèi)標準軸載累計作用次數(shù) Ne為： ? ?? ? ??? ? 36511 ???? se NN 次1 9 9 8 5 0 8 8 . 9=% 365]1%)[( 7 0 8 30 ?????? 二、 路面板厚度計算 路基的強度和穩(wěn)定性同路基的干濕狀態(tài)有密切關系，并在很大程度上影響路面結構的設計，路基按干濕狀態(tài)不同，分為四類：干燥、中濕、潮濕和過濕。查附錄 ,水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取 MPaE 15001 ? ，天然砂礫回彈模量取 MPaE 2502 ? 。縱縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿假縫。底基層厚度為 h2= 的級配碎石 。 板長 ml 5? ， ??rl 由圖 可查普通混凝土板厚mh ? , ?xB , 按式（ ），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為 MP aBhTE xgcctm 5 ???????? ??? 溫度疲勞應力系數(shù) tk ，按式（ ）計算為 5 ????????? ?????????????????? ?????????? bfafk crtmtmrt ?? 再由式（ ）計算溫度疲勞應力為 M P ak tmttr 9 7 2 8 ???? ?? 可靠度計算 由《公路水泥砼路面設計規(guī)范 (JTG D402020)》表 ，高速公路的安全等級為一級，相應于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為 95%，再根據(jù)查的目標可靠度變異水平等級，查《公路水泥砼路面設計規(guī)范 (JTG D402020)》表 ，確定可靠度系數(shù) ?r? ， 按式（ ） ? ? ? ? M P afM P a rtrprr ??????? ??? 因而所選的普通混 凝土面層厚度 mh ? ，可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。 (1)縱縫間距過寬容易產(chǎn)生縱向斷裂，因而規(guī)范規(guī)定板寬不超過 ，由于 單側行車道 路 面 寬 ，故設計板寬取為 。 圖56 橫 向縮縫構造(單 位:m m)防銹涂料填料縫傳力桿 橫向縮縫構造（單位： mm）