最新路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算示例(編輯修改稿)
2025-07-23 14:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 面結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力均小于容許拉應(yīng)力，路面結(jié)構(gòu)各層層底拉應(yīng)力均滿足《規(guī)范》要求。 3 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 軸載分析。 交通組成表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量解放CA10B1雙—解放 CA3901雙—東風(fēng)EQ1401雙—黃河JN1501雙—黃河JN2532雙 3長征XD9802雙 3日野ZM4402雙 3日野KB2221雙—太拖拉1382雙 3小客車 軸載換算路面設(shè)計(jì)以單軸雙輪組BZZ—100kN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。式中：Ns ——100kN的單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的通行次數(shù)；Pi ——各類軸—輪型i級軸載的總重（kN）； n ——軸型和軸載級位數(shù)； Ni ——各類軸—輪型i級軸載的通行次數(shù)； ——軸—輪型系數(shù)。 單軸—雙輪組： 單軸—單輪組： 雙軸—雙輪組： 三軸—雙輪組： 。 軸載換算表車型解放CA10B后軸921解放CA390后軸965東風(fēng)EQ140后軸1028黃河JN150前軸1009后軸1009黃河JN253前軸925后軸925長征XD980后軸645日野ZM440前軸765后軸765日野KB222前軸1306后軸1306太拖拉138前軸217后軸217合計(jì)備注：軸載小于40kN的軸載作用不計(jì)。 計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，高速公路混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30年，安全等級為一級，~，gr=，則：累計(jì)交通量在100 104 ~ 2000 104之間，屬于重交通。 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)考慮干燥（中濕）和潮濕（過濕）兩種情況進(jìn)行路面設(shè)計(jì)。 干燥（中濕）情況路面結(jié)構(gòu)組合本公路交通等級為重交通，地處 IV5區(qū)，屬江南丘陵過濕區(qū)，年降水量大于1500mm，地下水位高。月平均氣溫大于30℃，高溫季節(jié)長。春夏兩季有較長時(shí)間的集中降水。選擇設(shè)計(jì)方案主要考慮的問題有：（1）路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性；（2）基層、底基層的穩(wěn)定性，特別是水穩(wěn)定性；（3）經(jīng)濟(jì)性和施工便利。從我省混凝土路面的使用經(jīng)驗(yàn)來看，由于基層、底基層的水穩(wěn)定性不良而造成的道路使用性能下降和道路破壞的情況較為常見，因此，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)著重考慮了基層、底基層的水穩(wěn)定性能。考慮沿線可利用的材料來源、路面結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性要求以及本地水泥混凝土路面建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，擬定兩個(gè)路面結(jié)構(gòu)方案。從路面結(jié)構(gòu)承載性能方面比較，B方案優(yōu)于A方案，但從以往水泥混凝土路面的使用經(jīng)驗(yàn)來看，提升的空間不大。從經(jīng)濟(jì)性和施工便利方面考慮，B方案也較好。同時(shí)，在公路沿線有大量碎石、砂礫、粉煤灰等可用于穩(wěn)定類基層建造的材料，可大大節(jié)省投資。鑒于本地區(qū)水泥混凝土路面因排水不良引起損壞的問題較多，本設(shè)計(jì)以方案A為推薦方案。 潮濕（過濕）情況路面結(jié)構(gòu)組合當(dāng)路基地下水位較高時(shí)，土質(zhì)易受濕度的影響，導(dǎo)致路基承載力降低。首先應(yīng)采用有效的措施降低地下水位，其次是設(shè)置防水墊層，隔斷地下水對路面結(jié)構(gòu)的不利影響，且提高路面結(jié)構(gòu)的整體承載力。在同一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，為方便施工的組織，降低工程成本，路面結(jié)構(gòu)不宜變化過大，因此路基潮濕路段路面結(jié)構(gòu)與干燥、中濕路基段路面結(jié)構(gòu)基本相同，僅增加一個(gè)防水墊層。路面結(jié)構(gòu)組合方案如下： 路面結(jié)構(gòu)和橫斷面一級公路相應(yīng)的安全等級為二級，變異水平為中，根據(jù)一級公路、重交通等級和中級變異水平等級，初擬普通混凝土面層厚度為260mm，基層采用水泥穩(wěn)定粒料，厚度為200mm。，、?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。硬路肩混凝土面層與行車道等厚。 路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算 干燥（中濕）路段1）確定基層頂面當(dāng)量回彈模量根據(jù)設(shè)計(jì)資料，土基回彈模量E0 = MPa，多孔隙水泥穩(wěn)定碎石E1 = 1300 MPa，水泥穩(wěn)定粒料E2 = 1500 MPa。混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度fc= MPa，Ec = 104 MPa。基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：式中：——基層頂面的當(dāng)量回彈模量； ——路床頂面的回彈模量； ——基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量；——多孔隙水泥碎石回彈模量； ——水泥穩(wěn)定粒料回彈模量； ——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度； ——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度； ——多孔隙水泥碎石厚度； ——水泥穩(wěn)定粒料厚度； a、b ——與有關(guān)的回歸系數(shù)。普通混凝土面層的相對剛度半徑按規(guī)范式（）計(jì)算：2）計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力 按規(guī)范式（），標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為：因縱縫為設(shè)拉桿平縫，考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr = ?？紤]設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)Kf = = =。根據(jù)公路等級，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)Kc = 。按規(guī)范式（），荷載疲勞應(yīng)力為：3）計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力 由《規(guī)范》查得，IV區(qū)最大的溫度梯度取92（℃/m）。，l/r = ， =260mm時(shí)，Bx = ，按式（），最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)按式（）計(jì)算為：再由式（）計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為，一級公路的安全等級為二級，相應(yīng)于二級安全等級的變異水平為中級，目標(biāo)可靠度為90%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，確定可靠度系數(shù)γr = ，按式（）：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。 潮濕（過濕）路段1）確定基層頂面當(dāng)量回彈模量由設(shè)計(jì)資料知，土基回彈模量E0 = ，多孔隙水泥碎石E1 =1300 MPa，水泥穩(wěn)定粒料E2 =1500 MPa，混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度fcm = MPa，Ec =31000 MPa。計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：式中：——基層頂面的當(dāng)量回彈模量；
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