【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 案二）路面結(jié)構(gòu)細(xì)粒式瀝青砼中粒式瀝青砼粗粒式瀝青砼水泥穩(wěn)定砂礫水泥石灰穩(wěn)定土劈裂強(qiáng)度路面結(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。 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)。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：水泥穩(wěn)定砂礫層底容許拉應(yīng)力計(jì)算：水泥石灰穩(wěn)定土層底容許拉應(yīng)力計(jì)算：交通量年增長(zhǎng)率分段數(shù)據(jù)瀝青路面車(chē)輛與交通量參數(shù)瀝青路面材料參數(shù)瀝青路面設(shè)計(jì)程序軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào) 車(chē)型 名稱 前軸重(kN)后軸重(kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m)交通量1 躍進(jìn)NJ131 1 雙輪組 460 2 三菱T653B 48 1 雙輪組 180 3 黃河JN162A 1 雙輪組 360 4 漢陽(yáng)HY480 70 95 2 雙輪組 3 120 5 鞍山AS9170 2 雙輪組 3 170 設(shè)計(jì)年限 15 車(chē)道系數(shù) .5 序號(hào) 分段時(shí)間(年) 交通量年增長(zhǎng)率 1 5 12 ％ 2 10 7 ％ 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) : 路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 1516 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 8193618 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) : 路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 1776 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 9598855 公路等級(jí) 一級(jí)公路 公路等級(jí)系數(shù) 1 面層類(lèi)型系數(shù) 1 基層類(lèi)型系數(shù) 1 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : () 層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強(qiáng)度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細(xì)粒式瀝青混凝土 .47 2 中粒式瀝青混凝土 1 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .24 4 水泥穩(wěn)定砂礫 .6 .29 5 水泥石灰穩(wěn)定土 .25 .09 ．瀝青路面結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整瀝青路面設(shè)計(jì)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 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa) (20℃) (15℃) 1 細(xì)粒式瀝青混凝土 3 1400 2000 .47 2 中粒式瀝青混凝土 4 1200 1600 .33 3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 .24 4 水泥穩(wěn)定砂礫 25 1500 1500 .29 5 水泥石灰穩(wěn)定土 ? 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 )= 20 cm LS= () H( 5 )= 25 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(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 5 )= cm(第 5 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計(jì)層厚度 : H( 5 )= cm(僅考慮彎沉) H( 5 )= cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力) 驗(yàn)算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 40 cm 驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整,水泥石灰穩(wěn)定土取23cm.1．4．瀝青路面結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整竣工驗(yàn)算設(shè)計(jì)程序 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 新建路面的層數(shù) : 5 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 細(xì)粒式瀝青混凝土 3 1400 2000 計(jì)算應(yīng)力2 中粒式瀝青混凝土 4 1200 1600 計(jì)算應(yīng)力3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 1200 計(jì)算應(yīng)力4 水泥穩(wěn)定砂礫 25 1500 1500 計(jì)算應(yīng)力5 水泥石灰穩(wěn)定土 23 550 550 計(jì)算應(yīng)力6 土基 計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 : 第 1 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 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= () 第 5 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= ()(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁(yè)公式) LS= ()(根據(jù)“測(cè)試規(guī)程”第56頁(yè)公式) 計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 : 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 1 )= (MPa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 2 )= (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 3 )= (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 4 )= .128 (MPa) 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 5 )= .076 (MPa)．第2章 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)第1節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)方案的選定 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 調(diào)查、預(yù)測(cè)確定初期交通量和交通組成，以及設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率。并換算成設(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。 利用當(dāng)?shù)亟煌坑^測(cè)和統(tǒng)計(jì)資料，獲得所設(shè)計(jì)公路的的 車(chē)型、軸型和軸載組成數(shù)據(jù)，分析計(jì)算設(shè)計(jì)車(chē)道使用初期的標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)。分析計(jì)算可采用軸載當(dāng)量換算系數(shù)法。 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。（1）躍進(jìn)NJ131: （2）三菱T653B: （3）黃河JN162A: （4）漢陽(yáng)HY480： （5）鞍山AS9170： 計(jì)算設(shè)計(jì)年限起算年2002年的軸載次數(shù)，從2002年至2005年有三年的時(shí)間: 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)： ：為輪跡橫向分布系數(shù)，；一級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30年，安全等級(jí)為二級(jí)。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) 初擬路面結(jié)構(gòu)（方案一）根據(jù)路基土質(zhì)和水溫狀況，路面材料的性質(zhì)與供應(yīng)情況以及交通的繁重程度初擬路面結(jié)構(gòu)為： 面層 水泥混凝土 280mm 基層 水泥穩(wěn)定粒料 200mm E1=1500MPa 墊層 石灰土 200mm E2=500MPa，長(zhǎng)5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。確定基層頂面的當(dāng)量回彈模量 式中：— —基層頂面的當(dāng)量回彈模量(MPa)?！?—路床頂面的回彈模量(MPa)?！?基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量(MPa)?！?基層和底基層或墊層的回彈模量(MPa) ?！?基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度(m)算?！?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厚度(m)。a,b——與有關(guān)的回歸系數(shù)計(jì)算。 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)。縱縫為設(shè)拉桿的平縫或縮縫時(shí)，(剛性和半剛性基層取低值，柔性基層取高值)；不設(shè)拉桿的平縫或自由邊時(shí)，； ——考慮設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)荷載應(yīng)力的累積疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)； ——設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)（次）； ——考慮超載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞的綜合影響系數(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=?？紤]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) 。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。所以，溫度疲勞應(yīng)力的計(jì)算公式為：