【正文】 雙輪組單軸載 100kN 以設計彎沉值為指標及驗算面層層底拉力中的累計當量軸次。 （ 1） 軸載換算： 16isi1niPNNP???? ????? 式中 ： sN ——100kN 的單軸 —雙輪組標準軸載的作用次數(shù)； iP—單軸 —單輪、單軸 —雙輪組、雙軸 —雙輪組或三軸—雙輪組軸型 i 級軸載的總重 kN； iN ——各類軸型 i 級軸載的作用次數(shù)； n——軸型和軸載級位數(shù)； P ——標準軸載。 軸載換算結(jié)果如表 所示： 表 軸載換算表 車型 iP iN 16ii()PN P 大客車 CA50 后軸 160 中貨車 CAD50 后軸 600 中貨車 EQ140 后軸 100 大貨車 JN150 前軸 200 后軸 200 拖掛車五十鈴 前軸 40 后軸 40 日野車 KB222 前軸 160 后軸 160 16ii1 ()niPNNP??? 注：軸載小于 40KN 的軸載作用不計。 27 （ 2） 計算累計當量軸次 根據(jù)表設計規(guī)范，三級公路的設計基準期為 15 年，安全等級為三級，輪跡橫向分布系數(shù) ? 取 ， 交通量年平均增長率 ?rg ，則 srer15( 1 ) 1 36 556 26 ( 1 45 ) 136 5 0 452568647tNgNg???? ? ??????? ? ???? ? ?? 次 其交通量在 44 102 0 0 0~101 0 0 ?? 中，故屬重型交通。 初擬路面結(jié)構(gòu)橫斷面 由表 ，相應于安全等級三級的變異水平為中 ~高。根據(jù)三級公路、重交通等級和中級變異水平等級，現(xiàn)初擬普通混凝土面層厚度為 240mm，基層采用級配碎石粒料，厚 20cm。普通混凝土板的平面尺寸為寬 ，長 。橫縫為設傳力桿的假縫。 確定基層頂面當量回彈模量 tcs EE, 取路基回彈模量值為 80MPa,取距地下水位 ，則土基回彈模量取值 0 ? ，級配碎石 2 300MPaE ? 。 設計彎拉強度： cm ? ， 4c 10 MP aE ?? ，泊松比為 。 結(jié)構(gòu)層如下 圖 ： 水泥混凝土2 4cm級配碎石粒料20 cmG 圖 路面結(jié)構(gòu)層強度圖 按式（ ）計算板底地基當量回彈模量如下： 211x 21 3 0 0 M PahEE h?? 28 ?? x0 .2 6 l n ( ) 0 .8 6 0 .2 6 l n 0 .2 0 .8 6 0 .4 4 2h? ? ? ? ? ? ? t00 300( ) ( ) 6 4 1 2 6 . 6 9 M P a64EEEE ?? ? ? ? 式中： tE ——板底地基當量回彈模量； 0E ——路床頂面的綜合回彈模量， xE ——基層和底基層或墊層的當量回彈模量， 21,EE ——基層和底基層或墊層的回彈模量， xh ——基層和底基層或墊層的當量厚度， 21,hh ——基層和底基層或墊 層的厚度。 普通混凝土面層的相對剛度半徑按式（ ）計算為： 3 3ccC 22c 2 9 0 0 0 0 .2 4 3 4 .1 7 7 M N .m1 2 ( 1 ) 1 2 ( 1 0 .1 5 )EhD ? ?? ? ?? ? ? 11c 33t3 4 .1 7 71 .2 1 ( ) 1 .2 1 ( ) 0 .7 8 2 m1 2 6 .6 9Dr E? ? ? ? 計算荷載疲勞應力 p? 按式（ ），標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為： 0 . 7 2 0 . 9 4 0 . 7 2 0 . 9 4p s s0. 00 14 7 0. 00 14 7 0. 78 2 0. 24 10 0 1. 52 9 M Par h P? ??? ? ? ? ? ?0 . 7 2 0 . 9 4 0 . 7 2 0 . 9 4p m m0 .0 0 1 4 7 0 .0 0 1 4 7 0 .7 8 2 0 .2 4 1 0 4 .3 1 .5 9 1 M Par h P? ? ? ? ? ? ?因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù) ?rK ?？紤]設計基準期內(nèi)荷 應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)： 0. 05 7fe 25 68 64 7 2. 31 9KN ?? ? ? 其中， ? ——與混合料性質(zhì)有關的指數(shù)，普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土， ?? 29 根據(jù)公路等級，由表 考慮偏載和動載等因素，對路面疲勞損失影響的綜合系數(shù) c ? 按式（ ），荷載疲勞應力計算為 pr r f c ps 0 .8 7 2 .3 1 9 1 .0 0 1 .5 2 9 3 .0 8 5 M PaK K K??? ? ? ? ? ? 最大荷載應力為： p, m a x r f c pm 0. 87 2. 31 9 1. 00 1. 59 1 3. 21 0 M P aK K K??? ? ? ? ? ? 計算最大溫度應力與溫度疲勞應力 由表 ， Ⅳ 區(qū)最大溫度梯度取 90(℃ ／ m)，板長 4m ,則有： 43 ???? rLt , L s in h ( 1 . 8 7 ) c o s ( 1 . 8 7 ) c o s h ( 1 . 8 7 ) s in ( 1 . 8 7 )1 1 0 . 3 9 0 2 0 . 6 0 9 8c o s ( 1 . 8 7 ) s in ( 1 . 8 7 ) s in h ( 1 . 8 7 ) c o s h ( 1 . 8 7 )C ?? ? ? ? ??)()1( ?????????? ??? eCCeB LLhL 按式（ ）計算最大溫度應力： 5c c c gt , m a x L 1 0 2 9 0 0 0 0 . 2 4 9 0 0 . 3 1 7 2 0 . 9 9 3 M Pa22E h T B??? ? ? ?? ? ? ? 其中， c? ——水泥混領土線膨脹系數(shù)，選用的粗集料類型為花崗巖，取值為 10 610?? 90/℃ ； gT ——區(qū)域最大溫度梯度，取值 90(℃ ／ m)。 溫度疲勞應力系數(shù) tk 按式（ ）計算。 tt,m a x t t tt,m a x r 41 ( ) 58 93 a cf?? ???? ????? ? ? ? ? ??? ???????? 其中， ta ， tb ， tc ——回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表()確定 ,這里取值分別為 ， ， 。 查表 ，三級公路的安全等級為三級，相應于三級安全等級的變異水平為中級，目標可靠度為 80%。再據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，查表 ，確定可靠度系數(shù) r ? 30 再按式（ ）計算溫度疲勞應力： tr t t, m a x 0. 25 3 0. 99 3 0. 25 1 M P ak??? ? ? ? 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核 三級公路，目標可靠度為 80%，中等變異水平條件下的可靠度系數(shù) t? 經(jīng)查表可去 到 ，這里取值 得取 。 t pr tr r( ) 1 .0 5 ( 3 .0 8 5 0 .2 5 1 ) 3 .5 0 3 4 .5 0 M Par M P a f?? ? ? ? ? ? ? ? t p, m a x t, m a x r( ) 1. 05 ( 3. 21 0 0. 99 4) 4. 41 5 4. 50 M P ar M P a f?? ? ? ? ? ? ? ? ∴ 所選普通混凝土面層厚度（ 24cm）可以承受設計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。取設計厚度為 24cm。 路面結(jié)構(gòu)方案選定 比選原則 （ 1） .三級公路對路面平整度、行車舒適性要求比較高； （ 2） .當?shù)赝粱鶑姸容^高，軟弱土基較少； （ 3） .交通量比較大，耐磨性要求高。 方案確定 下面分別列出兩種路面的特點： 水泥混凝土路面的特點：它是一種剛度大、擴散荷載應力 的能力強、穩(wěn)定性好和使用壽命長的路面結(jié)構(gòu)，和其他路面結(jié)構(gòu)相比有以下優(yōu)點：強度高，穩(wěn)定性好，受水的漫入和氣候溫度等自然因素影響時，引起的強度變化小，耐久性好，養(yǎng)護維修費用小，抗滑性能好，有利于夜間行車等。 瀝青路面具有表面平整，無接縫，行車舒適耐磨振動小，噪音低，施工期短，養(yǎng)護維修簡便，適宜于分期修建等優(yōu)點。路面結(jié)構(gòu)直接曝露在大氣之中，瀝青路面的動彈模量隨溫度的升高變化大，路基回彈模量隨濕度的增長而急劇下降。 經(jīng)兩種路面結(jié)構(gòu)的綜合比較和當?shù)刈匀画h(huán)境的結(jié)合，水泥混凝土路面更適合本次所設計三級公路路面。 故確定水 泥混凝土結(jié)構(gòu)為最終路面結(jié)構(gòu)方案。即路面結(jié)構(gòu)面層為普通混凝土面層，厚度為 24cm，基層采用級配碎石粒料，厚度為 2