【導讀】2020年01月12日止。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計、板厚度設(shè)計、接縫設(shè)計等。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計圖及其接縫設(shè)計圖等.需用A3圖紙打印。設(shè)計的每個階段完成后，必須經(jīng)指導教師審批后才能進行下一階段的設(shè)計。水位距路床頂面為，土質(zhì)為粘性土。其中瀝青路面與水泥路面各設(shè)計三套方案，以備選用。的適應(yīng)性強等一些特點。但水泥路面穩(wěn)定性好平整度的保持期長，使用年限。課程設(shè)計是是一次檢驗，一次練兵，它檢驗了我所學的道路工程知識，當涉及道路工程的設(shè)計時，該怎么去思考，我想這對我以后踏入工作崗

　　

【正文】 1 2 中粒式瀝青混凝土 40 1425 105 2175 187 1 3 水泥穩(wěn)定碎石 200 3188 782 3188 782 1 4 石灰土 200 1500 250 1500 250 1 5 粗砂 260 550 0 550 0 1 6 新建路基 40 1 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗收彎沉值 : 第 1 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= () 第 2 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= () 第 3 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= () 第 4 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= () 第 5 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= () 路基頂面交工驗收彎沉值 LS= ()( 根據(jù)“公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范”公式計算 ) LS= ()( 根據(jù)“公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范”公式計算 ) 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :(未考慮綜合影響系數(shù) ) 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 )= .241 (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 4 )= .108 (MPa) 計算依據(jù) （ 1） 設(shè)計彎沉 ： bsced AAANl ?? 華東交通大學 課程設(shè) 計用紙 dl ：設(shè)計彎沉值 （ ） eN ：設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計當量標準軸載通行次數(shù) cA ：公路等級系數(shù)，高速公路為 SA :面層類型系數(shù)，瀝青面層為 BA :路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 剛性基 半剛性基層 瀝青路面為 （ 2）結(jié)構(gòu)層 的容許層底拉應(yīng)力 ： sspR K/?? ? （ 3） 瀝青面層 抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù) ： ces ANK / ?? （ 4）無機結(jié)合料穩(wěn)定集料抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù) ： ces ANK / ?? （ 5）無機結(jié)合料穩(wěn)定細粒土抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù) ： ces ANK / ?? 華東交通大學 課程設(shè) 計用紙 3 水泥 路面設(shè)計 基本資料 某高速公路，擬建水泥混凝土路面， 擬設(shè)計路面屬某段高速公路（雙向四車道），路段位于平原微丘區(qū) ,公路自然區(qū)劃為Ⅱ 2區(qū) ,地震烈度為六級 ,設(shè)計標高 ,地下水位距路床頂面為 。 換算標準軸載計算使用年限內(nèi)標準軸載的累計作用次數(shù) 已知參數(shù)： 設(shè)計 基準期 30 年 輪跡橫向分布 系數(shù) ? = 交通量平均年增長率 ? = ％ （ 1） 標準軸載及軸載當量換算 我國公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范以汽車軸重為 100kN 的單軸荷載作為設(shè)計標準軸載，表示為 BZZ— 100。 161 100n iS i iiPNN? ?????????? ? 式中， Ns —— 100kN 的單軸 — 雙輪組標準軸載的通行次數(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)； i? —— 軸 — 輪型系數(shù) 單軸 — 雙輪組： i? = 單軸 — 單輪組： = 10iiP? ?? 雙軸 — 雙輪組： 0..225 =1 .07 10iiP? ?? 三軸 — 雙輪組： 0..228 =2 .24 10iiP? ?? （ 2）設(shè)計車道設(shè)計基準期初期的標準軸載日作用次數(shù) Ns 2,()1000 ns p ij ijiijA D T TN n K P? ? ??? 式中， 16, 100ijp ij ij PK ? ??????? —— 各種軸型不同軸載級位的標準當量換算系數(shù)； ni —— 每 1000 輛車 2 軸 6輪以上客、貨車中 i 種軸型出現(xiàn)的次數(shù)； Pij —— i種軸型 j 級軸載的頻率（以分數(shù)計） （ 3） 計算使用年限內(nèi)標準軸載的累計作用次數(shù) 華東交通大學 課程設(shè) 計用紙 ? ?11 365ts rerNgNg ???? ? ???? ? ? ? 式中： Ne —— 標準軸載累計當量作用次數(shù)； t —— 設(shè)計基準期（年）； N —— 路面營運第一年雙向日平均當量軸次（次 /日）； gr —— 交通量平均增長率（ %）； η —— 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，取 。 混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù) 表 31 公路等級 縱縫邊緣處 高速公路、一級公路、收費站 ～ 二級及二級以下公路 行車道寬 7m ～ ～ 行車道寬 ≤7m ?s365]1)1([ g NN rr te g ????? 初擬路面結(jié)構(gòu) 初擬路面結(jié)構(gòu) 方案 表 32 公路技術(shù)等級 高速 公路 安全等級 一 級 設(shè)計基準期（ a） 30 目標可靠度（ %） 95 目標可靠指標 變異水平等級 低 可靠度系數(shù) 華東交通大學 課程設(shè) 計用紙 由表 32 知，并 查表 1617，表 1619（表皆取于《路基路面工程》） 得 初擬普通混凝土面層厚度大于 240mm。 普通混凝土板的平面尺寸為寬 ， 長 5m， 縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 方案一： 擬普通 混凝土面層厚為 250mm；基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚為 190mm；二級自然區(qū)劃及規(guī)范知墊層為 160mm的 天然砂礫（ 表 33） 方案二 :面層初擬 250mm，基層選用 中粒式瀝青混凝土 ，厚 50mm； 水泥穩(wěn)定粒料 ， 厚 200mm，墊層選用 中、砂 厚 160mm （ 表 34） 方案 三 ： 擬普通混凝土面層厚為 250mm；基層選用水泥穩(wěn)定粒料 ，厚為 250mm；墊層為 200mm的 級配礫石 （ 表 35） 方案一 表 33 層位 基（墊）層材料名稱 厚度 (cm) 回彈模量 (MPa) 1 水泥穩(wěn)定粒料 19 1500 2 天然砂礫 16 200 3 新建路基 30 方案二 表 34 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度 (cm) 回彈模量 (MPa) 1 中粒式瀝青混凝土 5 1200 2 水泥穩(wěn)定粒料 18 1500 3 中、粗砂 20 90 4 新建路基 30 方案 三 表 35 層位 基（墊）層材料名稱 厚度 (cm) 回彈模量 (MPa) 1 水泥穩(wěn)定粒料 25 1500 2 級配 礫石 20 300 3 新建路基 30 華東交通大學 課程設(shè) 計用紙 軸載換算資料 及厚度計算 字母代表 HB擬定的混凝土面層板厚度 (mm) DC混凝土面層板的截面彎曲剛度（ MN*m） DB基層板的截面彎曲剛度（ MN*m） R混凝土面層板的相對剛度半徑 (m) RG雙層板（面層 +基層）的總相對剛度半徑 (m) SPS設(shè)計軸載在混凝土面層板產(chǎn)生的荷載應(yīng)力 (MPa) SPM最重軸載在混凝土面層板產(chǎn)生的荷載應(yīng)力 (MPa) SPR設(shè)計軸載在混凝土面層板產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力 (MPa) SPMAX最重軸載在混凝土面層板產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力 (MPa) SBPS混凝 新建路基 層的荷載應(yīng)力 (MPa) SBPR混凝 新建路基 層的荷載疲勞應(yīng)力 (MPa) CL混凝土面層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù) BL混凝土面層板的溫度應(yīng)力系數(shù) STMAX混凝土面層板的最大溫度應(yīng)力 (MPa) KT溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) STR混凝土面層板的溫度疲勞應(yīng)力 (MPa) SCR混凝土面層板的綜合疲勞應(yīng)力 (荷載疲勞應(yīng)力與溫度疲勞應(yīng)力之和 )(MPa) GSCR可靠度系數(shù)與混凝土面層板綜合疲勞應(yīng)力的乘積 (MPa) REGSCR 與面層混凝土彎拉強度的相對誤差（％） SCM混凝 土面層板的綜合最大應(yīng)力 (最大荷載應(yīng)力與最大溫度應(yīng)力之和 )(MPa) GSCM可靠度系數(shù)與混凝土面層板綜合最大應(yīng)力的乘積 (MPa) REMGSCM 與面層混凝土彎拉強度的相對誤差（％） GSBR可靠度系數(shù)與混凝 新建路基 層荷載疲勞應(yīng)力的乘積 (MPa) REBGSBR 與基層混凝土彎拉強度的相對誤差（％） 水泥混凝土路面設(shè)計 設(shè) 計 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計 公 路 等 級 : 高速公路 變異水平的等級 : 低 級 可 靠 度 系 數(shù) : 面 層 類 型 : 普通混凝土面層 序號 路面行駛 前軸數(shù) 前軸重 后軸數(shù) 后軸重 拖掛部分 拖掛部分 交通量 車輛名稱 (kN) (kN) 的軸數(shù) 軸重 (kN) 1 SH130 1 1 23 0 0 922 2 交通 SH141 1 1 0 0 177 3 躍進 NJ131 1 1 0 0 665 4 東風 EQ140 1 1 0 0 326 5 黃河 JN150 1 49 1 0 0 436 6 日野 KB222 1 1 0 0 85 7 太脫拉 138 1 2 80 0 0 97 華東交通大學 課程設(shè) 計用紙 行駛方向分配系數(shù) 1 車道分配系數(shù) .9 輪跡橫向分布系數(shù) .2 交通量年平均增長率 ％ 設(shè)計軸載 100 kN 最重軸載 kN 路面的設(shè)計基準期 : 30 年 設(shè)計車道使用初期設(shè)計軸載日作用次數(shù) : 662 設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計車道上設(shè)計軸載累計作用次數(shù) : 4758240 路面承受的交通荷載等級 :重交通荷載等級 混凝土彎拉強度 5 MPa 混凝土彈性模量 31000 MPa 混凝土面層板長度 5 m 地區(qū) 公路自然區(qū)劃 Ⅱ 面層最大溫度梯度 88 ℃ /m 接縫應(yīng)力折減系數(shù) .87 混凝土線膨脹系數(shù) 10 106/℃ 方案分析 方案一 基 (墊 )層類型 新建公路路基上修筑的基 (墊 )層 層位 基（墊）層材料名稱 厚度 (mm) 材料模量 (MPa) 1 水泥穩(wěn)定粒料 190 1500 2 天然砂礫 160 200 3 新建路基 30 板底地基當量回彈模量 ET= 60 MPa 中間計算結(jié)果 : ( 下列符號的意義請參看“程序使用說明” ) HB= 250 DC= DB= .89 RG= SPS= SPM= SPR= SPMAX= CL= .619 BL= .308 STMAX= KT= .3 STR= .31 SCR= GSCR= RE= % SCM= GSCM= REM= % HB= 275 DC= DB= .89 RG= SPS= SPM= SPR= SPMAX= CL= .511 BL= .2 STMAX= .75 KT= .18 STR= .14 SCR= GSCR= RE= % SCM= GSCM= REM= % 混凝土面層荷載疲勞應(yīng)力 : MPa 混凝土面層溫度疲勞應(yīng)力 : .14 MPa 考慮可靠度系數(shù)后混凝土面層綜合疲勞應(yīng)力 : MPa （小于或等于面層混凝土彎拉華東交通大學 課程設(shè) 計用紙 強度） 混凝土面層最大荷載應(yīng)力 : MPa 混凝土面層最大溫度應(yīng)力 : .75 MPa 考慮可靠度系數(shù)后混凝土面層最大綜合應(yīng)力 : MPa （小于或等于面層混凝土彎拉強度） 滿足路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)要求的混凝土面層設(shè)計厚度 : 275 mm 驗算路面結(jié)構(gòu)層防凍厚度 : 路面結(jié)構(gòu)層最小防凍厚度 600 mm 新建基 (墊 )層總厚度 350 mm 驗算結(jié)果表明， 路面總厚度滿足路面結(jié)構(gòu)層防凍厚度要求 。 通過對設(shè)計層厚度取整以及設(shè)計人員對路面厚度進一步的修改 , 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下 : 普通混凝土面層 275 mm 水泥穩(wěn)定粒料 190 mm