【導(dǎo)讀】湖南省中部至西部的過渡地帶，為東南濕熱5IV區(qū)?，F(xiàn)擬新建一條高速公路，雙向四。車道，設(shè)計基準(zhǔn)期為30年，交通量年平均增長率為%，路基土為粘性土質(zhì)?！趇級軸載重，聯(lián)軸按每一根軸載單獨計;n—各種軸型的軸載級位數(shù);—設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道所承受的設(shè)計軸載累計次數(shù)。規(guī)范》JTGD40-2021中表.4選用錯誤!用性能，一半采用接縫、不配筋的混凝土路面板，面板厚度決定于公路和交通等級。本設(shè)計路段位于東南濕熱區(qū)，路基路面結(jié)構(gòu)組合，首要任務(wù)是保證。筑，或取當(dāng)?shù)夭牧蠐缴倭繜o機(jī)結(jié)合料處治后使用。本路段在中濕狀態(tài)路基段設(shè)置天然沙礫墊層，厚度15cm?，F(xiàn)按設(shè)計要求，根據(jù)路基的干濕狀態(tài)，選擇干燥和中濕狀態(tài)，分別設(shè)計3種方案，并進(jìn)行方案比選。參照《規(guī)范》表知，相對于安全等級高速公路水平為低。未找到引用源。。度標(biāo)準(zhǔn)值為，相應(yīng)彎拉彈性模量與泊松比為31GPa、。查表，取距地下水位2m時的濕度調(diào)整系數(shù)為。普通混凝土面層的彎曲剛度D按式計算，相對剛度半徑r按式(B.

　　

【正文】 3 ) 0 . 1 1 7 41 1 1 . 1 1 41 c o s ( 2 . 8 7 3 ) s in ( 2 . 8 7 3 ) s in h ( 2 . 8 7 3 ) c o s h ( 2 . 8 7 3 ) 1 0 . 3 0 0lC ??? ?? ? ? ? ???? ? ??? 第 29 頁 總 117 頁 4 . 4 8 0 . 2 61 . 7 7 0 . 1 3 1 ( 1 ) 1 . 7 7 1 . 1 1 4 0 . 1 3 1 ( 1 1 . 1 1 4 ) 0 . 6 2 8chl l lB e C C e? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?按（ ）計算面層最大溫度應(yīng)力 51 . 1 1 0 3 1 0 0 0 0 . 2 6 9 0 0 . 6 2 8 2 . 5 0 6 ( )22c c c gt m lE h T B M P a???? ? ? ?? ? ? ?， c? 混凝土線膨脹系數(shù)。 tbtmrt t ttm rfk a cf?? ?? ???? ????? ? ? ? ? ????? ?????? ????，其中 a,b,c為回歸系數(shù)：本項目在湖南省，為 Ⅳ 5區(qū)，分別取 ， ， 按式（ ）計算溫度疲勞應(yīng)力： 55 06 9( )tr t tmk M P a??? ? ? ? 5）、結(jié)構(gòu)極限 狀態(tài)校核 查表 ，一級安全等級，低變異水平條件下，可靠度系數(shù)取 （ ）和式（ ）校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求： ( ) 1. 2 ( 2. 49 3 1. 39 ) 4. 66 5r pr tr rf M P a? ? ?? ? ? ? ? ? ?( ) 1 .2 (1 .5 8 9 2 .5 0 6 ) 4 .9 8 5r p m tm rf M P a? ? ?? ? ? ? ? ? ? 擬定的由計算厚度 準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。 路基為中濕狀態(tài) —— 方案三 1） 初擬路面結(jié)構(gòu)： 初擬普通混凝土面層，厚度為 ? ； 考慮到本路線為季風(fēng)性濕潤氣候，年平均降雨量達(dá) 1200～ 1900mm，為濕潤多雨地區(qū)，因此設(shè)置多孔隙瀝青穩(wěn)定碎石排水基層 （瀝青標(biāo)號選用 AH50，） ，厚度mh ? ()； 從而在排水基層下設(shè)置水泥穩(wěn)定碎石組成的不透水底基層，厚度 mh ? （據(jù)規(guī)范：一般取 ） ；墊層采用級配碎礫石，厚度 mh ? 。 普通混凝土板的平面尺寸寬 ，長 5m。縱縫為 設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 第 29 頁 總 117 頁 2） 材料參數(shù)的確定： ○1混凝土路面設(shè)計彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量： 本設(shè)計為普通混凝土路面為重型交通，查規(guī)范得：彎拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 rf ? Mpa，相應(yīng)的彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為 31?cE Gpa,泊松比取 凝土的線膨脹系數(shù) 69 10 / Cca ??? 。 ○2土基的回彈模量： 路基屬于中濕狀態(tài)，可選用路基土基的回彈模量值： MPaE 700 ? ，取距地下水位 時的濕度調(diào)整系數(shù)為 （ ~），由此得路床頂綜合回彈模量為70? = ○ 3基層和半剛性墊層的回彈模量： 透水基層 選用多孔隙瀝青穩(wěn)定碎石排水基層，回彈模量取：700E1 ? Mpa(600~800),泊松比取 不透水底基層選用水泥穩(wěn)定碎石，回彈模量?。?2E? 2021Mpa（ 2021~10000），泊松比取 墊層選用 級配碎石 ，回彈模量取： 2022 ?E Mpa(180250)，泊松比取 ○ 4基層頂面的當(dāng)量回彈模量和計算回 彈模量： 根據(jù)土基狀態(tài)擬定的基層、墊層結(jié)構(gòu)類型和厚度，參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》 (JTG D40— 2021)中，按式（ ） ~（ ） 計算板底地基綜合當(dāng)量回彈模量如下： )(12 68/)( 2322212232221211 122 M P ahhh EhEhEhhiEihiE ninix??? ???? ? ?? ? )( 321 mhhhhih nix ?? ????? ) ()ln ( ?????? hx? 第 29 頁 總 117 頁 )( .41268 00M P aEEEE axt ?????????????????? 板底地基綜合當(dāng)量回彈模量 Et取為 413Mpa 混凝土面層板的彎曲剛度 Dc(),基層板的彎曲剛度 Db（ ） ，路面結(jié)構(gòu)的相對剛度半徑按（ ）計算為： mMNvhEDcccc ???? ???? )(12 00 0)1(12 2323 mMNvhEDbbbb ???? ???? )(12 )1(12 2323 3131 ??????? ??????????? ??tbcg E DDr 3） 荷載疲勞應(yīng)力計算： 按式（ ），標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為 ?????????? ???? 52/1scgcbps PhrDD? ?????????? ???? 52/1mcgcbpm PhrDD? 因縱縫為設(shè)拉桿平縫， 對于 水泥穩(wěn)定粒料 基層， 接縫傳荷能力的 應(yīng)力折減系數(shù)取?rk (~)?？紤]設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)? ? 4 0 0 0 0 0 ??? nef Nk 。根據(jù)公路等級，由表 ，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) ?ck 。 按式（ ）計算面層荷載疲勞應(yīng)力 )( M P akkk pscfrpr ?????? ?? )( .7 8 M P akk pmcrpm ????? ?? 4）、 溫度疲勞應(yīng)力分析： 查表 .8，因為湖南省東南濕熱 Ⅳ 5區(qū)，海拔較低濕度大，所以在 8692 之間 第 29 頁 總 117 頁 選取最大溫度梯度為 Tg =92（ ℃ /m） ，按 和 計算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù) Bl. mMP aEhEhkbbc /27611740 11 ??????? ?????????? ???? mkDD DDrnbcbcB 7 6 1)( )( 4141 ??????? ?? ???????? ?? )( )()( )( 34 3434 34 ???? ?????????gcgn rDrk rDrk??? ???? grLt ) os h() i nh () i n() os ( ) i n() os h() os () i nh (1 11 ????? ????????? ??? ?lC )()1( ?????????? ??? eCCeB llhl c按（ ）計算面層最大溫度應(yīng)力 )( 5 MP aBThE lgccctm ???????? ??? ， c? 混凝土線膨脹系數(shù)。 ????????? ????????????????? ?????????? tbrtmttmrt cfafk t?? ，其中 a,b,c為回歸系數(shù)：本項目在湖南省，為 Ⅳ 5區(qū)，分別取 ， ， 按式（ ）計算溫度疲勞應(yīng)力： )(2 8 .3 7 50 .5 3 9 M P ak tmttr ???? ?? 5）、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核 查表 ，一級安全等級，低變異水平條件下，可靠度系數(shù)取 （ ）和式（ ）校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿足要求： M P af rtrprr .)()( ??????? ??? 第 29 頁 總 117 頁 ( ) 1 .2 (1 .8 0 5 2 .2 7 5 ) 4 .8 9 5r p m tm rf M P a? ? ?? ? ? ? ? ? ? 擬定的由計算厚度 求可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。 方案一 ： 中濕狀態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基層：級配碎石，厚 干燥狀態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基層：級配碎石，厚 方案二 ： 中濕狀態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 墊層：級配 碎石，厚 干燥狀態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基層：級配碎石，厚 方案三 ： 干燥 狀態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基層：級配碎石，厚 中濕狀 態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 墊層：級配碎礫石，厚 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計及方案比選原則與總結(jié) 交通分析 ： 水泥混凝土路面設(shè)計使用年限為 30 年。按交通量增長率假設(shè)為 %，水泥混凝土路面設(shè)計年限累計標(biāo)準(zhǔn)軸次為 4737 10? 次 ,屬于道路重交通。 第 29 頁 總 117 頁 路面結(jié)構(gòu) :本 段為區(qū)東南濕熱 5IV 區(qū)，路面結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合排水系統(tǒng)、交通量對路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，結(jié)合沿線的氣候、水文、地形地質(zhì)筑路材料及施工條件等方面進(jìn)行初步設(shè)計。然后從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)進(jìn)行方案比選。對該路段分別進(jìn)行了水泥混凝土路面的初步設(shè)計本設(shè)計分別擬定了干燥、中濕狀態(tài)路面結(jié)構(gòu)。從 因地制宜、合理選材、方便 機(jī)械化 施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資的原則 經(jīng)濟(jì)性等各角度進(jìn)行比較。采用方案思路是：在干燥、中濕路段采用相同的路面材料，相同的結(jié)構(gòu)層，不同的厚度，推薦采用路面方案為方案二：具體結(jié)構(gòu)見下。 技術(shù)上： 水泥 混凝土路面，強(qiáng)度高，耐久性好，使用壽命長，夜間行車反光性較好，但接縫多，行車噪音大，對路基變形適應(yīng)性差，面板易損壞，路面維修、養(yǎng)護(hù)不便。（其具體砼結(jié)構(gòu)形式見本設(shè)計中設(shè)計圖表，具體計算計算書） 經(jīng)濟(jì)上 ： 墊層材料天然沙礫與級配碎石和水泥穩(wěn)定碎石比較價格上比較便宜，而且原料豐富，運輸距離較短，有利于降低成本。 經(jīng)比選得最佳方案二： 方案二 ： 中濕狀態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：開級配水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基 層：水泥穩(wěn)定碎石，厚 墊層：級配碎石， 干燥狀態(tài)： 面層：水泥混凝土板，厚 基層：開級配水泥穩(wěn)定碎石，厚 底基層：級配碎石，厚