【正文】 交 通 資 料序號(hào)車 型前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪軸距(m)交通量名 稱組數(shù)（輛/日）1解放CA501雙輪組　8002黃河JN150491雙輪組　8503尼桑CK10G761雙輪組　9504日野KB2221雙輪組　7005吉爾1301雙輪組　9006斯柯達(dá)706R50901雙輪組　7007依土茲TD50D1雙輪組　9008交通SH1411雙輪組　1000表45 軸載換算計(jì)算結(jié)果車型/KN解放CA50后軸11800 黃河JN150后軸11850 尼桑CK10G后軸7611950 日野KB222前軸1700 后軸11700 吉爾130后軸11900 斯柯達(dá)706R后軸9011700 依土茲TD50D后軸11900 交通SH141后軸111000 累計(jì) ② 累計(jì)當(dāng)量軸次次、 結(jié)構(gòu)組合與材料選取由上面的計(jì)算得交通等級(jí)為中等交通，根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（10cm）、基層采用水泥沙礫（34 cm）。規(guī)范規(guī)定城市二級(jí)道路的面層由二至三層組成，查規(guī)范，采用二層瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青抗滑表層（厚4cm），下面層采用中粒式瀝青混凝土（厚6cm）。、各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度 表46 各層材料抗壓模量（20℃）與劈裂強(qiáng)度層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度(cm)抗壓模量(MPa) (20℃)抗壓模量(MPa) (15℃)容許應(yīng)力(MPa)劈裂強(qiáng)度1細(xì)粒式瀝青4140020002中粒式瀝青混凝土6130017003水泥穩(wěn)定碎石20130013004水泥穩(wěn)定砂礫20150015005土基土基回彈模量的確定該路段處于Ⅳ5區(qū)，為粘質(zhì)土，查《路基路面工程》，可知土基回彈模量為35MPa。、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定對(duì)于城市道路主干路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算。（1）、設(shè)計(jì)彎沉值該道路為城市道路主干道，路面等級(jí)系數(shù)，半剛性基層，底基層總厚度大于20cm，基層類型系數(shù)。設(shè)計(jì)彎沉值為： （）（2）、各層材料的容許層底拉應(yīng)力 ①細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土： ＝ ②中粒式密級(jí)配瀝青混凝土： ③ 水泥穩(wěn)定碎石：④水泥穩(wěn)定碎石： 、設(shè)計(jì)資料總結(jié)（）相關(guān)資料匯總?cè)绫?—7。表4—7 設(shè)計(jì)資料匯總表材料名稱層厚(cm)容許拉應(yīng)力（）細(xì)粒式瀝青4中粒式瀝青混凝土5粗粒式瀝青混凝土6水泥穩(wěn)定碎石20水泥穩(wěn)定砂礫20土基—— 用HPDS2006驗(yàn)算知上述設(shè)計(jì)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)、軸載分析水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN的單軸雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù)，按下式換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。= （41）= （42）或 = （43）或 = （44）式中：—100KN單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)； —單軸單輪、單軸雙輪組、雙軸雙輪組或三軸雙輪組軸型級(jí)軸載的總重（KN）； —軸型和軸載級(jí)位數(shù)；—各類軸型級(jí)軸載的作用次數(shù)；—軸輪型系數(shù)，單軸雙輪組時(shí)，=1；單軸單輪時(shí)，按式（42）計(jì)算；雙軸雙輪組時(shí)，按式（43）計(jì)算；三軸雙輪組時(shí)，按式（44）計(jì)算。凡是前、后軸載大于40KN的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)。對(duì)于前、后軸載小于或等于40KN的軸數(shù)，因?yàn)樗诨炷涟鍍?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力很小，引起的疲勞損傷也很輕微，故可略去不計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的交通資料為雙車道雙向調(diào)查結(jié)果，如表48。表48 交 通 資 料序號(hào)車 型前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪軸距(m)交通量名 稱組數(shù)（輛/日）1解放CA501雙輪組　8002黃河JN150491雙輪組　8503尼桑CK10G761雙輪組　9504日野KB2221雙輪組　7005吉爾1301雙輪組　9006斯柯達(dá)706R50901雙輪組　7007依土茲TD50D1雙輪組　9008交通SH1411雙輪組　1000表49 計(jì)算設(shè)計(jì)年通過的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)車型車軸解放CA50后軸1800 黃河JN150前軸49416850 后軸1850 尼桑CK10G后軸761950 日野KB222前軸412700 后軸1700 吉爾130后軸1900 斯柯達(dá)706R前軸50413700 后軸901700 依土茲TD50D前軸426900 后軸1900 交通SH141后軸11000 累計(jì) 平均增長率為：、交通參數(shù)分析設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)水泥混凝土面層臨界荷位處所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)，可按下式計(jì)算確定。 式中：—標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)；—設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期；—交通量年平均增長率；—臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)。查規(guī)范知，臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)。已知交通量年平均增長率為5%。將參數(shù)代入上式計(jì)算得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)為： = （萬次）由規(guī)范知：設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)時(shí)，屬中等交通等級(jí)。所以該路屬中等交通等級(jí)。、初擬路面結(jié)構(gòu)由規(guī)范知，相應(yīng)于安全等級(jí)三級(jí)的變異水平等級(jí)取中級(jí)。根據(jù)城市道路、特重交通等級(jí)和中級(jí)變異水平等級(jí)?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），；。 m，縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。、路面材料參數(shù)確定查規(guī)范知，取特重交通等級(jí)的普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fr=，相應(yīng)彎拉彈性模量取=31GPa。查規(guī)范知，路基回彈模量取30MPa，水泥穩(wěn)定粒料回彈模量1300MPa，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土墊層回彈模量600 MPa。新建道路的基層頂面當(dāng)量回彈模量可按下式確定： 式中：—基層頂面的當(dāng)量回彈模量（MPa）；—路床頂面的當(dāng)量回彈模量（MPa）；—基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量（MPa）；、—基層和底基層或墊層的回彈模量（MPa）；—基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度（m）；—基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度（MNm）；、—基層和底基層或墊層的厚度（m）；、—與有關(guān)的回歸系數(shù)。將1300 Mpa、600Mpa、E0＝30Mpa代入得：=（MPa）= == (m) (MPa)普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按下式計(jì)算： 式中：－混凝土板的相對(duì)剛度半徑（m），；－混凝土板的厚度（m）；－水泥混凝土的彎拉彈性模量（MPa）；－基層頂面當(dāng)量回彈模量（MPa）。 相對(duì)剛度半徑計(jì)算為：（m）、荷載疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力按下式計(jì)算：式中：－標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MPa）；（MPa）標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力按下式確定。 式中： —標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（MPa）；—標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MPa）；—考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)拉桿的平縫時(shí)，=～（剛性和半剛性基層取低值，柔性基層取高值）； —考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)；—考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。其中 式中：—設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)；—與混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù)，普通混凝土=； 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(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)為： ；根據(jù)道路情況，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)取。則荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為：（MPa） 溫度疲勞應(yīng)力由規(guī)范知，Ⅳ5區(qū)最大溫度梯度取℃/m。板長5m，=，可查普通混凝土厚=，Bx＝。按下式計(jì)算，最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力。 式中：—最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力（MPa）；—混凝土的線膨脹系數(shù)（/℃），通?？扇?℃；—最大溫度梯度；—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)，可按和查圖確定；—板長，即橫縫間距（m）。將參數(shù)代入式（416）得： =（MPa）溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按下式計(jì)算 式中：、和—回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的道路自然區(qū)劃查表確定；—混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）。根據(jù)道路自然區(qū)劃，查規(guī)范知，取，得：=臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力按下式確定： 式中：—臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力（MPa）；— 最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力（MPa）；— 考慮溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。溫度疲勞應(yīng)力為：=（MPa）查規(guī)范知，二級(jí)道路的安全等級(jí)為三級(jí)，相應(yīng)于三級(jí)安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)，目標(biāo)可靠度為85%。再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和中級(jí)變異水平等級(jí)為低級(jí)，確定可靠度系數(shù)=。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)，其表達(dá)式采用下式。 式中：——可靠度系數(shù)；——行車荷載疲勞應(yīng)力（MPa）；——溫度梯度疲勞應(yīng)力（MPa）；——水泥混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）。將各參數(shù)代入計(jì)算式得：=因而，所選普通混凝土面層厚度（）可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。 路面結(jié)構(gòu)方案比選依據(jù)規(guī)范要求，選用的各結(jié)構(gòu)層，其中基層采用水泥穩(wěn)定碎石，以滿足多雨濕潤地區(qū)路面結(jié)構(gòu)層排水的要求?；炷谅访娼Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高、穩(wěn)定性及耐久性好，但是水泥的需求量大，有接縫，這些接縫不但增加施工和養(yǎng)護(hù)的復(fù)雜性，而且又是路面的薄弱點(diǎn)，如處理不當(dāng)，將導(dǎo)致路面板邊和板角處的破壞；開放交通較遲；修復(fù)困難，混凝土路面破壞后，開挖很困難，修補(bǔ)工作量也大，且影響交通。 瀝青路面是用瀝青材料做結(jié)合料粘結(jié)礦物修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。由于瀝青路面使用瀝青結(jié)合料，因而增強(qiáng)了礦料間的結(jié)合力，提高了混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使路面的使用質(zhì)量和耐久性都得到提高。與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便、適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)。但是，瀝青路面的抗彎強(qiáng)度低，所以要求路面的基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。同時(shí)，低溫時(shí)的瀝青路面的抗變性能很低，為防止不均勻凍脹而使瀝青路面開裂，需設(shè)置防凍層。綜合考慮兩種路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，本路段采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)成果表410 設(shè)計(jì)成果材料名稱層厚(cm)細(xì)粒式瀝青4中粒式瀝青混凝土5粗粒式瀝青混凝土6水泥穩(wěn)定碎石20水泥穩(wěn)定沙礫20