【正文】 勞作用。 中濕狀態(tài)方案一：(1) 初擬路面結(jié)構(gòu)初擬水泥混凝土結(jié)構(gòu)的面層，厚度h=25cm?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定碎石厚度h1=24cm。墊層選天然砂礫，厚度h2=15cm?？v縫為設(shè)拉桿平縫；橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。(2) 材料參數(shù)的確定混凝土的設(shè)計彎拉強度與彎拉彈性模量因為設(shè)計為普通混凝土路面且交通等級為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)： 設(shè)計彎拉強度 Mpa，彎拉彈性模量 Gpa。土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011),路基屬于中濕狀態(tài)，選用路基土基的回彈模量值：（MPa）基層和墊層的回彈模量基層選用水泥穩(wěn)定碎石，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40—2011)，水泥穩(wěn)定碎石基層回彈模量選用：E1=1500MPa。 墊層選天然砂礫，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)，天然砂礫的回彈模量選用：E2=180MPa。 (3) 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—2011)中，按式（）計算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： MPa (m) (MPa) 普通混凝土面層的相對剛度半徑按式()計算為（m） (4) 荷載疲勞應(yīng)力計算 按式（）,標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為： (MPa) 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)?？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)： 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)。按式（），荷載疲勞應(yīng)力計算為 （MPa） (5) 溫度疲勞應(yīng)力 永藍(lán)高速公路屬Ⅳ區(qū)，查《規(guī)范》 應(yīng)取86（℃/m）為=86（℃/m）。，,。按式（）,最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為： （MPa） 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（）計算為： 再由式（）計算溫度疲勞應(yīng)力為： （MPa） ，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標(biāo)可靠度為95%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，確定可靠度系數(shù)。 按式（）（MPa）≤（MPa）因而，所選普通混凝土面層厚度（25cm）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。方案二：(1) 初擬路面結(jié)構(gòu)初擬水泥混凝土結(jié)構(gòu)的面層，厚度h=25cm?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定砂礫厚度h1=25cm。墊層選用天然砂礫厚度h3=15cm?？v縫為設(shè)拉桿平縫；橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。(2) 材料參數(shù)的確定混凝土的設(shè)計彎拉強度與彎拉彈性模量因為設(shè)計為普通混凝土路面且交通等級為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)： 設(shè)計彎拉強度 Mpa，彎拉彈性模量 Gpa。土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011),路基屬于中濕狀態(tài)，選用路基土基的回彈模量值：（MPa）基層和墊層的回彈模量基層選用水泥穩(wěn)定砂礫，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40—2011)，水泥穩(wěn)定砂礫基層回彈模量選用：E1=1300MPa。 墊層選天然砂礫，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)，天然沙粒墊層的回彈模量選用：E2=180MPa。 (3) 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—2011)中，按式（）計算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： MPa (m) (MPa) 普通混凝土面層的相對剛度半徑按式()計算為（m） (4) 荷載疲勞應(yīng)力計算 按式（）,標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為： (MPa) 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)?？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)： 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)。按式（），荷載疲勞應(yīng)力計算為 （MPa） (5) 溫度疲勞應(yīng)力 永藍(lán)高速公路屬Ⅳ區(qū)，查《規(guī)范》 應(yīng)取86（℃/m）為=86（℃/m）。，,。按式（）,最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為： （MPa） 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（）計算為： 再由式（）計算溫度疲勞應(yīng)力為： （MPa） ，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標(biāo)可靠度為95%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，確定可靠度系數(shù)。 按式（）（MPa）≤（MPa）因而，所選普通混凝土面層厚度（25cm）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。方案三：(1) 初擬路面結(jié)構(gòu)初擬水泥混凝土結(jié)構(gòu)的面層，厚度h=25cm?；鶎舆x用多孔隙水泥穩(wěn)定碎石，厚度h1=12cm。底基層選水泥穩(wěn)定碎石，厚度h2=20cm。底基層頂面用防水土工織物與基層隔開。墊層選用天然砂礫，厚度h3=15cm?？v縫為設(shè)拉桿平縫；橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。(2) 材料參數(shù)的確定混凝土的設(shè)計彎拉強度與彎拉彈性模量因為設(shè)計為普通混凝土路面且交通等級為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)： 設(shè)計彎拉強度 Mpa，彎拉彈性模量 Gpa。土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011),路基屬于中濕狀態(tài)，選用路基土基的回彈模量值：（MPa）基層和底基層、墊層的回彈模量基層選用多孔隙水泥穩(wěn)定碎石，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40—2011)，水泥穩(wěn)定碎石回彈模量選用：E1=1400MPa。 底基層選水泥穩(wěn)定碎石，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)，水泥穩(wěn)定粒料底基層的回彈模量選用：E2=1500MPa。 墊層選天然砂礫，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)，水泥穩(wěn)定粒料底基層的回彈模量選用：E3=180MPa。 (3) 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—2011)中，按式（）計算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：首 先把底基層和墊層換算成既有當(dāng)量回彈模量和當(dāng)量厚度的單層，則： 所以： MPa (m) (MPa) 普通混凝土面層的相對剛度半徑按式()計算為（m） (4) 荷載疲勞應(yīng)力計算 按式（）,標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為： (MPa) 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)?？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)： 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)。按式（），荷載疲勞應(yīng)力計算為 （MPa） (5) 溫度疲勞應(yīng)力永藍(lán)高速公路屬Ⅳ區(qū)，查《規(guī)范》 應(yīng)取86（℃/m）為=86（℃/m）。，,。按式（）,最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為： （MPa） 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（）計算為： 再由式（）計算溫度疲勞應(yīng)力為： （MPa） ，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標(biāo)可靠度為95%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，確定可靠度系數(shù)。 按式（）（MPa）≤（MPa）因而，所選普通混凝土面層厚度（25cm）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。 技術(shù)方面：（1）考慮材料自身特性，根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗進行比較；（2）考慮當(dāng)?shù)氐臍夂?、地質(zhì)、水文條件、材料供應(yīng)情況；（3）路面結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性：以與的接近程度進行比較。 經(jīng)濟方面：以所選材料基價進行比較本設(shè)計為永州到藍(lán)山高速公路路面在干燥、中濕兩種狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于設(shè)計結(jié)構(gòu)已滿足強度要求，故不對路面結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性作比較。對擬定的六種路面結(jié)構(gòu)方案進行比選，選定出最優(yōu)方案。表52 方案匯總路基狀態(tài)方案結(jié)構(gòu)層厚度優(yōu)選方案干燥1水泥砼面層25cm水泥穩(wěn)定碎石基層15cm水泥穩(wěn)定砂礫底基層20cm2水泥砼面層25cm水泥穩(wěn)定碎石基層15cm石灰粉煤灰碎石底基層20cm3水泥砼面層25cm優(yōu)選多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層12cm水泥穩(wěn)定碎石底基層20cm中濕1水泥砼面層25cm水泥穩(wěn)定碎石基層24cm天然砂礫墊層15cm2水泥砼面層25cm水泥穩(wěn)定砂礫基層25cm天然砂礫墊層15cm3水泥砼面層25cm優(yōu)選多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層12cm水泥穩(wěn)定碎石底基層20cm天然砂礫墊層15cm第八章 瀝青混凝土路面設(shè)計一、設(shè)計資料：新建永州至藍(lán)山高速位于自然區(qū)劃Ⅳ2區(qū)，沿線石料豐富，河流采砂方便，有石灰水泥供給，路基為中濕狀態(tài)粉質(zhì)土，稠度為1,最大凍深130cm，雙向四車道，%二、設(shè)計方案方案1：中濕狀態(tài)密級配瀝青碎石 軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算序號 車 型 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 交通量 1 小客車 29 1 雙輪組 1600 2 中客車 1 雙輪組 500 3 大客車 1 雙輪組 400 4 小貨車 1 雙輪組 1000 5 中貨車 1 雙輪組 600 6 中貨車 2 雙輪組 3 400 7 大貨車 49 2 雙輪組 3 400 8 特大車 2 雙輪組 3 300 9 拖掛車 60 100 3 雙輪組 3 120 設(shè)計年限 15 車道系數(shù) .4 交通量平均年增長率 8 ％一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1088 ,屬中等交通等級當(dāng)以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時 :路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 2837 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 : +07 屬中等交通等級當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時 :路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 3181 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 : +07 屬重交通等級路面設(shè)計交通等級為重交通等級公路等級 高速公路公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1 路面設(shè)計彎沉值 : ()層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細(xì)粒式密級配瀝青混凝土 .44 2 中粒式瀝青混凝土 1 .31 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .25 4 密級配瀝青碎石 .8 .25 5 石灰土穩(wěn)定碎石 .35 .17 6 天然砂礫 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 新建路面的層數(shù) : 6 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ100 路面設(shè)計彎沉值 : () 路面設(shè)計層層位 :