【導(dǎo)讀】經(jīng)濟(jì)民生有著重要作用。選擇這段二級公路設(shè)計對我們的學(xué)習(xí)和以后的工作有著現(xiàn)實意。速發(fā)展提供了機(jī)遇。這一階段的工作方針是統(tǒng)籌規(guī)劃、條塊結(jié)合、分層負(fù)責(zé)、聯(lián)合建設(shè)，統(tǒng)籌渠道是國家投資、地方籌資、社會融資、引進(jìn)外資。1978年以來，是我國公路事業(yè)。發(fā)展最快、建設(shè)規(guī)模最大、最具活力的時期。期間我國10~20年的時間走過了發(fā)達(dá)國家。不平衡，與發(fā)達(dá)國家相比有較大差距，還不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要。主要問題：一是數(shù)量少，按國土面積計算的公路網(wǎng)密度仍然很低，只相當(dāng)于印度的1/5，因此在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，加快。材料質(zhì)量符合項目要求。最大半徑不宜超過10000m。應(yīng)在圓曲線上設(shè)超高。確定最大縱坡時，要綜合考慮汽車的動力特性、道路。排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于%的縱坡，一般情況下以不小于%為宜。值為50m,豎曲線半徑一般取大于一般最小半徑為宜。汽車在這段時間里沿公路的行駛距離為

　　

【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計 28 ??0 ??02—— 雙層板混凝土板上層和下層板的厚度 (m)； ???? ????2—— 上、下層板中性面至結(jié)合式雙層板中性面的距離 (m)，或有下式 ()~ ()計算； ????1 = ????2??02(??01 + ??02)2(????1??01 +????2??02) () ????1 = ????1??01(??01 +??02)2(????1??01 + ????2??02) () ????—— 層間結(jié)合系數(shù)，分離式 ???? = 0，結(jié)合式 ???? = 1； ????—— 雙層混凝土板的截面總剛度 (MN m)，按 ()計算確定。 ???? = ????1??01312 + ????2??02312 + (??01:??02)24 ( 1????1??01+ 1????2??02)。1???? () ????—— 雙層混凝土板的相對剛度半徑 (m)，按式 ()計算確定。 ???? = (????????)1 3? () 此時 ???? = 0， ???? = 0復(fù)合式混凝土面層的截面總剛度為： ???? = ????1??01312 +????2??02312 +(??01 +??02)24 (1????1??01 +1????2??02)。1???? = 31000 312 +27000 12 +0 = m 復(fù)合式混凝土面層的相對剛度半徑為： ???? = (????????)1 3?= ( )1 3?= 標(biāo)準(zhǔn)軸載在普通混凝土面層臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為： ??????1 = ???? ????1(??01 +????1????)6???? = 31000 = ??????2 = ???? ????2(??02 +????2????)6???? = 27000 = 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計 29 普通混凝土面層，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) ????=；碾壓混凝土基層不設(shè)縱縫，不考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù) ????。水泥混凝土面層，考 慮設(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) ????=??????=( 104)=；碾壓混凝土基層，考慮設(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) ????=??????=( 104)=。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) ????=。 普通混凝土面層的荷載疲勞應(yīng)力計算為 ??????1 = ???? ???? ??????????1 = = 碾壓混凝土面層的 荷載疲勞應(yīng)力計算為 ??????2 = ???? ???? ??????????2 = = 溫度疲勞應(yīng)力 加鋪混凝土雙層結(jié)構(gòu)板的溫度疲勞應(yīng)力原則上按下式計算確定： ?????? = ?????????? () 式中： ??????—— 臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力 (Mpa)； ?????? —— 最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力 (Mpa)。 對于雙層板，應(yīng)分別計算上、下兩層板各自的溫度疲勞應(yīng)力。從實際應(yīng)力分析結(jié)果看，分離式雙層板僅需計算上層板的溫度疲勞應(yīng)力 ??????1。溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) Kc的確定方法與單層板 ????相同。 ???? = ??????????[??(??????????)?????] () ??????1 = ????????1??01????2 ????1 () ????1 = ??1???? () ??1 = ????。????(?01????1?02????2:?01?02) () 式中： ????—— 考慮溫度應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)； a、 b、 c—— 回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表 ； 表 回歸系數(shù) a、 b 和 c 系數(shù) 公路自然區(qū)劃 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ a b c ??????1—— 分離式雙層混凝土板上層的最大溫度翹曲應(yīng)力 (Mpa)； 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計 30 ????—— 混凝土的溫度線膨脹系數(shù) (1/℃ )，通?？扇?1x10。5/℃； ????—— 最大溫度梯度； ????1—— 分離式雙層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)； ????—— 綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)； ????—— 混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)。 其他符號意義同前。 本設(shè)計路段所在的自然分區(qū)為 Ⅳ 5，最大溫度梯度取 92(℃ /m)。普通混凝土面層板長 4m， l/????=4/=,根據(jù)規(guī)范查下圖可知普通混凝土面層 ??01=， ????=，????=。 圖 溫度應(yīng)力系數(shù) Bx 最大溫度梯度時普通混凝土上層板的溫度翹曲應(yīng)力計算為： ??1 = ????。(??01????1??02????2:??01??02) = 。ln(27000:) = ????1 = ??1???? = = ??????1 = ????????1??01????2 ????1 = 1 10。5 31000 922 = （ Mpa） 查表可知回歸系數(shù) a=， b=， c=，普通混凝土面層的溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) Kt為： 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計 31 ???? = ??????????1[??(??????1????)??? ??] = [ ()?] = 因此，溫度疲勞應(yīng)力為： ?????? = ?????????? = ??????????1 = = 分離式復(fù)合式路面中碾壓混凝土基層的溫度翹曲應(yīng)力可忽略不計。 路面板的綜合疲勞應(yīng)力應(yīng)滿足以目標(biāo)可靠度為依據(jù)的極限平衡方程式，即 ????(?????? + ??????) ≤ ???? () 二級公路的安全等級為三級，目標(biāo)可靠度為 85%，相應(yīng)的變異水平等級為中。據(jù)此查表可知可靠度系數(shù) ????=。 普通混凝土面層： ????(?????? + ??????) = ( +) = ≤ fr = 碾壓混凝土基層： ????(?????? + ??????) = ( +0) = ≤ fr = 因而，擬定的由厚度 的普通混凝土上面層和厚度 的碾壓混凝土基層組成的分離式復(fù)合式路面，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。 瀝青混凝土路面設(shè)計（方案二） 路面交通等級 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算 我國路面設(shè)計以雙輪組單軸載 100kN 為標(biāo)準(zhǔn)軸載。當(dāng)以彎沉值和瀝青層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時，按下式完成軸載當(dāng)量換算 ?? = ∑??1 ??2????(??????)????1 () 式中： N—— 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次 /日）； ????—— 各種被換算車輛的作用次數(shù)（次 /日）； P—— 標(biāo)準(zhǔn)軸載（ kN）； ????—— 各種被換算車型的軸載（ kN）； ??1—— 軸載系數(shù)； ??2—— 輪組系數(shù)，雙輪組為 1，單輪組為 ，四輪組為 。 當(dāng)軸間距大于 3m 時，按單獨的一個軸計算，此時軸數(shù)系數(shù)為 1；當(dāng)軸間距小于 3m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計算： ??1 = 1 +(?? ?1) () 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計 32 式中： m—— 軸數(shù)。 本路段通過的車輛軸載當(dāng)量換算見下表 。 表 軸載當(dāng)量換算 軸數(shù)系數(shù) ??1 輪組系數(shù) ??2 軸數(shù) 總重 Pi（ kN） 各級作用次數(shù)???? 標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù) N 解放 CA390 后軸 1 1 1 490 黃河 JN162 前軸 1 1 1 640 后軸 1 1 1 640 東風(fēng)XQD5170TGC 后軸 1 1 2 2 300 解放 CA15 后軸 1 1 1 400 總計 —— —— —— —— —— 注：軸載小于 40kN 忽略不計。 設(shè)計年限累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù) 設(shè)計年限內(nèi)一個車道通過的累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次數(shù) ????按下式計算： ???? = [(1 +??)?? ? 1] 365?? ??1 ?? () 式中： ????—— 設(shè)計年限內(nèi)一個車道通過的累計標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次（次）； t—— 設(shè)計年限（年），二級公路設(shè)計年限為 12 年； ??1—— 路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次 /日）； r—— 設(shè)計年限內(nèi)交通量平均增長率（ %）， r=6%； ??—— 與車道數(shù)有關(guān)的車輛橫向分布系數(shù)，簡稱車道系數(shù)。雙向兩車道的車道系數(shù)取 ； 設(shè)計年限累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)為： ???? = [(1 +??)?? ? 1] 365?? ??1 ?? = [(1+ 6%)12 ? 1] 3656% = 107 交通等級分析 瀝青路面交通等級見下表 由 下表可知，本設(shè)計路面屬于重交通。 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計 33 表 瀝青路面交通等級 交通等級 BZZ100 累計標(biāo)準(zhǔn)軸次 ????（次 /車道） 大客車及中型以上各種貨車交通量 ????（輛 /d/車道） 輕交通 3106 600 中等交通 3 106~ 107 600~1500 重交通 107~107 1500~3000 特重交通 107 3000 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 二級公路一般采用雙層式瀝青面層，即上面層和下面層。初步擬定 4cm 細(xì)粒式密級配瀝青混凝土和 8cm 中粒式密級配瀝青混凝土作為上下面層； 30cm 水泥穩(wěn)定碎石的基層，以及底基層采用石灰土。 路面各層材料參數(shù)確定 根據(jù) 《 公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范 》，得到各層材料的抗壓模量和辟裂強(qiáng)度。各值均取規(guī)范給定范圍的中值 ，該地質(zhì)自然劃分 Ⅳ 5且土基為中濕狀態(tài)的砂類土 。結(jié)果列入表 即設(shè)計資料匯總表。 表 材料參數(shù)設(shè)計資料匯總表 材料名稱 厚度（ cm） 抗壓回彈模量（ Mpa） 劈裂強(qiáng)度（ Mpa） 20℃ 15℃ 細(xì)粒式密級配瀝青混凝土 4 1400 2020 中粒式密級配瀝青混凝土 8 1200 1800 水泥穩(wěn)定碎石 30 1500 1500 石灰土 待定 550 550 土基 —— 31 —— —— 設(shè)計指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn) 路面設(shè)計彎沉值由下式計算： ???? = 600 ????。????????????