【正文】 根據(jù)公路等級(jí)，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞的綜合影響系數(shù)kc=（）荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為： 溫度疲勞應(yīng)力的計(jì)算 最大溫度梯度計(jì)算值公路自然區(qū)劃Ⅱ，ⅤⅢⅣ，ⅥⅦ~~~~℃/cm，板長(zhǎng),查表可得溫度應(yīng)力系數(shù)溫度應(yīng)力系數(shù)Bx圖混凝土路面板內(nèi)的溫度梯度歷經(jīng)著周期性的日變化和年變化，溫度引起的板內(nèi)應(yīng)力也相應(yīng)的變化，對(duì)板產(chǎn)生疲勞損耗?！?—路床頂面的回彈模量(MPa)。水泥混凝土路面設(shè)計(jì)第1節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的組合與厚度方案 方案一：根據(jù)規(guī)定推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量的砂石材料以及礦渣、爐渣、石灰，水泥等材料供應(yīng)，面層采用瀝青混凝土（15cm），基層采用水泥穩(wěn)定碎石（取25cm），底基層采用石灰土（厚度待定）。(1)躍進(jìn)NJ131: (2)三菱T653B： (3)黃河JN162A： （4）漢陽(yáng)HY480：因雙后軸軸距小于3米，雙后軸軸數(shù)系數(shù)=1+(21)= （5）鞍山AS9170：因后軸距大于3米，軸數(shù)系數(shù)即為軸數(shù)m=2 軸載換算結(jié)果（彎沉） 車(chē) 型前軸重(KN)C1C2后軸重(KN)C1C2ni躍進(jìn)NJ131111460三菱T653B111180黃河JN162A111360漢陽(yáng)HY480 11120鞍山AS91701 21170累計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路的瀝青路面設(shè)計(jì)年限為15年，車(chē)道系數(shù)= 交通調(diào)查資料為2002年，設(shè)計(jì)年限的起算年為2005年，2010年以前，交通量年增長(zhǎng)率為12%，以后為7% 2005年的交通量為： 2010年的交通量為： 計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次為： 故應(yīng)屬高級(jí)路面,該值可用來(lái)計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉值及瀝青層底拉應(yīng)力。 8第二節(jié) 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。該路段地處Ⅱ5區(qū)，屬東部濕潤(rùn)季凍區(qū)，魯豫輕冰區(qū)，多年平均最大凍深為40cm，平均最低氣溫為10℃，最高氣溫32℃，年平均降雨量為600mm，～，地溫地貌類(lèi)型屬?zèng)_積平原，地勢(shì)平坦，土質(zhì)為棕粘性土，據(jù)調(diào)查和設(shè)計(jì)要求。⑶由路基土的平均稠度，查設(shè)計(jì)規(guī)范得土基回彈模量E0。路床表面以下80cm深度內(nèi)平均稠度 查規(guī)范表格內(nèi)插法得： 得： 由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范說(shuō)明，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，土基回彈模量提高15%30%。根據(jù)大量的調(diào)查觀測(cè)資料，經(jīng)數(shù)學(xué)加工整理，可得如下經(jīng)驗(yàn)公式： 式中：——路面設(shè)計(jì)彎沉值（）；——公路等級(jí)系數(shù)。對(duì)于瀝青混凝土面層： 對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)： 對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi)： 細(xì)粒式瀝青混凝土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算：中粒式瀝青混凝土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算：粗粒式瀝青混凝土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算：石灰粉煤灰碎石層底容許拉應(yīng)力計(jì)算：石灰土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算：設(shè)計(jì)資料總結(jié)如下：材料名稱(chēng)H/cm容許拉應(yīng)力/Mpa細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土414002000中粒式密級(jí)配瀝青混凝土512001800粗粒式密集配瀝青混凝土610001400石灰粉煤灰碎石：2515001500石灰土:25550550土基 對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級(jí)和次高級(jí)路面，尚應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。公路等級(jí)縱縫邊緣處高速公路、一級(jí)公路~二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路行車(chē)道寬7m~行車(chē)道寬7m~所以： =（次）20000000 故交通等級(jí)為特重交通交通等級(jí) 特重 重 中等 輕 設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn) 軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne(104) ＞2000 10020003 100 ＜3 第2節(jié) 綜合影響系數(shù)交通等級(jí)特重重中等輕 因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)kr=?！?基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度(MNm)。—— 基層和底基層或墊層的回彈模量(MPa) 。 荷載疲勞應(yīng)力的計(jì)算普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑： 考慮行車(chē)荷載重復(fù)作用疲勞損耗的荷載應(yīng)力，標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力由下式計(jì)算： 式中：——標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的未考慮接縫傳荷能力的荷載應(yīng)力（Mpa）； ——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。 NS——100KN的單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)； Pi ——單軸單輪、單軸雙輪組、雙軸雙輪組或三軸雙輪組軸型i級(jí)軸載的總重(KN)； n——軸型和軸載級(jí)位數(shù)； Ni——各類(lèi)軸型i級(jí)軸載的作用次數(shù)； δi——軸輪型系數(shù)，單軸雙輪組時(shí)， δi =1；單軸單輪、雙軸雙輪組、三軸雙輪組分別按相應(yīng)公式計(jì)算。 抗壓模量取的模量，各值均取規(guī)范中值，因此得到的抗壓模量和各層材料的劈裂強(qiáng)度： 材料名稱(chēng)溫度/℃抗壓模量/MPa劈裂強(qiáng)度15℃/MPa細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土201400152000中粒式密級(jí)配瀝青混凝土201200151800粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土201000151400水泥穩(wěn)定砂礫20(15)1500水泥石灰穩(wěn)定土20(15)750（方案一）路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力是指路面結(jié)構(gòu)在行車(chē)荷載的反復(fù)作用下達(dá)到臨界破壞狀態(tài)時(shí)容許的最大拉應(yīng)力。w=路面結(jié)構(gòu)的組合與厚度方案 14 14 14 15（方案一） 16 新建瀝青路面方案的電算過(guò)程附圖 18 181．3． 201．3． 221．3． 23 路面結(jié)構(gòu)的組合與厚度方案（方案二） 24 25 25． 281．4． 29． 31第二章 《道路工程》，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，于書(shū)翰主編。 ⑴ 由路床表面至地下水位的高度H、地區(qū)所在的自然區(qū)劃及土質(zhì)查瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，確定土基的干濕類(lèi)型。二、交通資料序號(hào)汽車(chē)車(chē)型前軸重KN后軸重KN后軸數(shù)后軸組數(shù)后軸距 m作用次數(shù)次／日1躍進(jìn)NJ1311雙4602三菱T653B1雙1803黃河JNl62A1雙3604漢陽(yáng)HY4802雙≤31205鞍山AS91702雙3170交通調(diào)查資料為2002年，設(shè)計(jì)年限的起算年為2005年，擬建一級(jí)公路，2010年以前，交通量年增長(zhǎng)率為12%，以后為7%。、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；根據(jù)所給交通量和交通組成，計(jì)算累計(jì)軸載作用次數(shù)；① 初步擬定路面結(jié)構(gòu)：初選路面結(jié)構(gòu)層次、類(lèi)型和材料組成，擬定各層的厚度、面板和接縫構(gòu)造；②確定材料參數(shù)，包括混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度和回彈模量，基層、墊層和路基的回彈模量，基層頂面的當(dāng)量回彈模量；③計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力；④計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力；⑤檢驗(yàn)初擬路面結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如不滿足要求，則采取相應(yīng)的調(diào)整措施，重新擬定路面結(jié)構(gòu)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。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 8確定基層頂面的當(dāng)量回彈模量 44 荷載疲勞應(yīng)力的計(jì)算 45 溫度疲勞應(yīng)力的計(jì)算 46 應(yīng)力驗(yàn)算 48第六節(jié) 新建普通水凝混凝土路面方案的電算過(guò)程附圖 48第七節(jié) 新建混凝土層面結(jié)構(gòu)圖 52第三章 舊路改建路面結(jié)構(gòu)方案 53（方案一） 53半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算軸載換算軸載換算采用如下公式：式中： ——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)的軸數(shù)系數(shù)為m。采用三層瀝青面層，上面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（4cm），中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（5cm），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（6cm）。—— 基層和底基層或墊層的回彈模量(MPa) 。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫?！紤]溫度沿板厚的非線性分布的溫度應(yīng)力系數(shù)。 綜合影響系數(shù)交通等級(jí)特重重中等輕 因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)kr=。最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)：系數(shù)公路自然區(qū)劃ⅡⅢⅣⅤⅥⅦabc 溫度疲勞應(yīng)力為： 應(yīng)力驗(yàn)算變異水平等級(jí)目標(biāo)可靠度95908580低中高目標(biāo)可靠度為90%，查可靠度系數(shù)表可得：確定可靠性系數(shù)：r= 因而，所選普通混凝土面層厚度（）可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。 式中：——容許拉應(yīng)力（MPa）； ——瀝青混凝土或半剛性材料在規(guī)定溫度或齡期的劈裂強(qiáng)度（MPa）； ——抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。第3節(jié) 以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算軸載換算采用如下公式： 式中：N——標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次/日 ——被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)，次/日 ——標(biāo)準(zhǔn)軸載， ——被換算車(chē)型的各級(jí)軸載， ——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)的軸數(shù)系數(shù)為m。 查《道路工程》表223路基臨界高度參考值表得：初擬路面結(jié)構(gòu)（方案一） 34 8如不滿足要求，采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整后再重新計(jì)算。二、 設(shè)計(jì)原始資料：資料新建瀝青路面、水泥混凝土路面設(shè)計(jì)資料省道309線聊商公路，北起山東聊城，南止河南商丘，途經(jīng)荷澤地區(qū)鄆城、巨野、成武、曹州四縣市與七條國(guó)道、省道相交，是該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一條“動(dòng)脈”，又是聯(lián)系黃河兩岸的重要交通樞紐。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(lèi)型及回彈模量。路基干濕類(lèi)型的確定水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)方案的選定 32 設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)累積當(dāng)量軸次的計(jì)算 32第二節(jié) 該路段地處Ⅱ5區(qū)，屬東部濕潤(rùn)季凍區(qū)，魯豫輕冰區(qū)，多年平均最大凍深為40cm，年平均地溫地貌類(lèi)型屬?zèng)_積平原，地勢(shì)平坦，土質(zhì)為棕粘性土。該路段的分界稠度為：；熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石、瀝青貫入式；；。 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算 公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路 新建路面的層數(shù) : 5 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : () 路面設(shè)計(jì)層層位 : 5 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 15 (cm) 層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱(chēng) 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa) (20℃) (15℃) 1 粒式瀝青混凝土 4 1400 2000 .47 2 中粒式瀝青混凝土 5 1200 1600 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 .24 4 石灰粉煤灰碎石 25 1500 1500 .29 5石灰土 ? 550 550 .09 6 土基 按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : LD= () H( 5 )= 15 cm LS= () H( 5 )= 20 cm LS= () H( 5 )= cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 5 )= cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 5 )= cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 5 )= cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 5 )= cm