【導讀】4確定各結構層材料設計參數(shù)。計算中層底面彎拉應力。

　　

【正文】 計基準期內(nèi)荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù) ：9 8 )( ???? nef Nk 根據(jù)公路等級， 相關規(guī)范規(guī)定 ，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)后 有 ck =1． 30。 則 普通混凝土面層的 荷載疲勞應力計算為： )( M P akkk pscfrpr ?????? ?? 碾壓混凝土基層的荷載疲勞應力計算為 )( M P akk pscfpr ????? ?? 溫度疲勞應力計算 由 《路基路面工程》表 16－ 28 1IV 區(qū)最大溫度梯度取 90(℃ ／ m)。普通混凝土面層板長 4m， 則： ??grl ， 在設計規(guī)范的附錄中， 可由普通混凝土面層 h01=，查得 Bx= ? 則， 最大溫度梯度時普通混凝土上面層的溫度翹曲應力計算 為 ： 0 1 1 0 10 2 2 0 2h0 .3 2 0 .8 1 ln ( 2 .5 )1ccEhh E hxC? ???0 . 2 6 3 1 0 0 0 0 . 2 6. 3 2 0 . 8 1 l n ( 2 . 5 )0 . 1 6 2 7 0 0 0 0 . 1 60 . 9 1 . 1 2 5? ? ? ??? 11 1 .1 2 5 0 .4 8 0 .5 4xxBB?? ? ? ? )( 51011 M PaBThE xgcctm ??????????? 普通混凝土面層的溫度疲勞應力系數(shù) tk 的計算式為： ???????? ?????????? bffkcrtmtmrt ??? 《路面工程》課程設計計算書 20 式中， a、 b、 c、查回歸系數(shù)表，有 1IV 地區(qū)，系數(shù) a,b,c 分別為 a=，b=， c=。 則 溫度疲勞應力系數(shù) tk 為： ????????? ????????????????? ?????????? bffkcrtmtmrt ??? 計算溫度疲勞應力為： M P ak tmttr 9 2 7 ???? ?? 分離式復合式路面中碾壓混凝土基層的溫度翹曲應力可忽略不計。 在規(guī)范中查表 ，高速公路的安全等級為一級，目標可靠度為 95％，相應的變異水平等級為低。再據(jù)此查表 ，確定可靠度系數(shù) ?r? 。 則，普通混凝土面層 ? ? ? ? M P atrprr ?????? ??? 碾壓混凝土基層 ? ? ? ? M P atrprr ?????? ??? 因而，擬定 的由厚度 的普通混凝土上面層和厚度 基層組成的分離式復合式路面，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。 6 路面接縫處理 縱向接縫 根據(jù)規(guī)范的要求 縱向接縫的布設應路面寬度和施工鋪筑寬度而定。 根據(jù)規(guī)范的要求，一次鋪筑寬度小于路面寬度時，應設置縱向施工縫。由于一次鋪筑寬度不大于 ，因此，本公路的縱向施工縫采用平縫形式，上部鋸切槽口，深度為 35mm，寬度為 5mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，基本構造如下圖所示： 《路面工程》課程設計計算書 21 縱縫應與路線中縫平行 。在路面等寬的路段內(nèi)或路面變寬路段的等寬部分，縱縫的間距和形式應保持一致。路面變寬段的加寬部分與等寬部分之間，以縱向施工縫隔開。加寬板在變寬段起終點處的寬度不應小于 1m。 由于本道路面層采用 連續(xù)配筋混凝土面層 ，所以其 縱縫拉桿可由板內(nèi)橫向鋼筋延伸穿過接縫代替。 故不用單獨設計。 橫向接縫 根據(jù)相關規(guī)范的規(guī)定， 每日施工結束或因臨時原因中斷施工時，必須設置橫向施工縫，其位置應盡可能 選在縮縫或脹縫處。在縮縫處的施工縫處 采用傳力桿的平縫形式，其構造如 下 圖所示 。設在脹縫處的施工縫 ,其 構造與脹縫相同 . 橫向縮縫等間距布置， 采用設傳力桿假縫形式，其構造如 下 圖所示。 《路面工程》課程設計計算書 22 橫向縮縫頂部 鋸切槽口，深度為 60mm，寬度為 5mm，槽內(nèi)填塞填縫料。根均規(guī)范的規(guī)定，在 槽口 處 增設深 20mm、寬 8mm 的淺槽口，其構造如 下 圖所示。 傳力桿應采用光面鋼筋。其尺寸和間距查表，根據(jù)面層厚度，應該選用為傳力桿直徑 32mm，傳力 長度 500mm，傳力桿 間距 250mm。最外側傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為 250mm。 端部處理 由于本公路采用連續(xù)配筋混凝土面層， 所以與其他類型路面或構造物相連接的端部，應設置成錨固結構。端部錨固結構采用鋼筋混凝土地梁或?qū)捯砭壒ぷ咒摿航涌p形式。 接縫填封材料 脹縫接縫板選用泡沫橡膠板、瀝青纖維板， 接縫填料選用有聚氨酯焦油類、氯丁橡膠類、乳化瀝青類、聚氯乙烯膠泥、瀝青橡膠類、瀝青瑪蹄脂及橡膠嵌縫《路面工程》課程設計計算書 23 條等。 7 縱向配筋 設計 本公路面層設計為 連續(xù)配筋混凝土面層 ，其配筋計算的時候，應該采用以下3項技術標準： ； 1mm； 。 計算參數(shù) 混凝土強度等級為 C35，查表得混凝土抗拉強度標準值 tf =(MPa)，粘結剛度系數(shù) sk =32(MPa／ mm)，連續(xù)配筋混凝土干縮應變 sh? =。選用 HRB335螺紋鋼筋，直徑： 16mm，查 表 得到彈性模量 Es= 200GPa、屈服強度 syf =335MPa。 地區(qū)最高日平均氣溫與最低日平 均氣溫之差為 ? T=30℃ 。 橫向裂縫間距計算 混凝土的溫縮應力系數(shù)的計算式為： ? ? ? ? 1 0 0 0 5 ????????? ?shcc tc TE f ??? 初步擬定配筋率為 %?? ，則鋼筋的貢獻率為： 0 3 8 7 1 0 0 02 0 0 0 0 00 0 ???? csEE?? 。 在 《路基路面工程》 查取 圖 16－ 16 不同 ? 值時系數(shù) b與系數(shù) c? 的關系曲線有，b= 則橫 向裂縫間距為： ? ? mmmEd kbLsssd )( 324)1(423?????? ?????? 滿足橫向間距 的要求。 裂縫寬度的計算 根據(jù)鋼筋貢獻率為 ?? 和 b=，在在《路基路面工程》 中查取 圖16－ 17 不同 ? 值時系數(shù) b 與裂縫寬度系數(shù) b? 的關系曲線有，裂縫的寬度系數(shù)《路面工程》課程設計計算書 24 ?b? ，則計算裂縫寬度為： ? ?mmmm LTb dbshcj 1)( )(5?? ????????????? 滿足規(guī)范的要求。 鋼筋應力的計算 根據(jù)鋼筋貢獻率為 ?? 和 b=，在在《路基路面工程》 中查取 表 16－ 18 不同 ? 值時系數(shù) b 與鋼筋溫度應力系數(shù) st? 的關系曲線有，裂縫的寬度系數(shù)?st? ，則計算鋼筋應力為： M P aM P a TTE sstcss 335246 )(10200)(653?? ??????????????????? 滿足規(guī)范的要求。 鋼筋間距或根數(shù)的計算 因為 上述計算均滿足 要求，則初擬的縱向鋼筋配筋率是合適的。 鋼筋間距為 )()( 22 mmmhd s ???? ???? 所以取鋼筋間距為 130mm。每 1米縱向鋼筋根數(shù)為 ? 在實際施工的過程中，取 8根。 8 補強鋼筋的設計 邊緣鋼筋設計 邊緣鋼筋，設計用 2根直徑為 14mm 厚的螺紋鋼筋，設在板的下部板厚的 41處，即距板底的厚度為 ， ，距離邊緣為 7cm， 2根鋼筋的間距設為 10cm。且縱向邊緣鋼筋設計在 一塊板內(nèi)，不穿過縮縫，以免妨礙板的翹曲。為了加強錨固能力，鋼筋 2端應該向上彎起。且在橫脹縫兩側板邊緣以及混凝土路面的起終端處，為加強 板 的橫向邊緣，亦設置了橫向邊緣鋼筋。具體設計尺寸，布置方法見圖。 《路面工程》課程設計計算書 25 角隅鋼筋設計 角隅 鋼筋，設置在脹縫兩側板的 角隅 處，使用 2 根直徑為 13mm 長為 的鋼筋彎制而成。 角隅 鋼筋布設在板的上部，距板頂面為距離為 6cm，距脹縫和板的各邊緣為 10cm，在交叉口處，對無法避免形成的銳角，設計成雙層鋼筋網(wǎng)補強，以避免發(fā)生板角斷裂。鋼筋布置在板的上下部，距板頂（底 ） 6cm。具體設計尺寸，方法見 圖。 參考文獻 《路基路面工程》 主 編：鄧學鈞 出版社：人民交通出版社 《路面工程》 主 編：方福森 出版社：人民交通出版社 《道路路基與路面工程》 主 編：姚祖康 出版社：人民交通出版社 《 Design of Pavement》 主 編 : , 《 道路建筑材料 》 主 編 : 嚴家及 出版社： 人民交通 出版社 《 公路水泥混凝土路面設計規(guī)范， JTG D40－ 2020 》 交通部標準 《 公路瀝青路面設計規(guī)范， JTJ01497》 交通部標準