【正文】 4 溫度疲勞應(yīng)力根據(jù)我國的的《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ01386），在自然區(qū)劃上屬于IⅤ5區(qū)。（4） 計算底基層和墊層的當(dāng)量回彈模量和當(dāng)量厚度 根據(jù)土基狀態(tài)擬定的墊層、底基層結(jié)構(gòu)類型和厚度，參照《規(guī)范》按式（）計算當(dāng)量回彈模量和當(dāng)量厚度如下： = 混凝土面層板的彎曲剛度Dc（式B..）、半剛性基層板的彎曲剛度Db（）、路面結(jié)構(gòu)總相對剛對半徑rg(）為：3 荷載的疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為 因縱縫為設(shè)拉桿平頭縫，取應(yīng)力折減系數(shù)為。表512 初擬路面結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（cm）模量（MPa）C35水泥混凝土面層2631000水泥穩(wěn)定碎石152000水泥穩(wěn)定碎石202000天然砂礫15135土基56 2 路面材料參數(shù)的確定(1) 混凝土的設(shè)計彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量因?yàn)樵O(shè)計為普通混凝土路面且交通等級為重型交通，由《規(guī)范》：設(shè)計彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fr= ,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為Ec=31GPa，（2） 土基的回彈模量，取低液限粘土的回彈模量為80MPa，由此，=56MPa。單向行車道寬，水泥混凝土路面板的平面尺寸5，路肩的厚度與行車道等厚。根據(jù)高速公路重交通等級和低變異水平等級，初擬水泥混凝土機(jī)構(gòu)的面層厚度為 h=，基層為h1 =，底基層為h2=。因此，所選路面結(jié)構(gòu)可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。最大溫度梯度取: ，板長，普通混凝土板厚h=最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為按式（）計算面層最大溫度應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)為，按式（）計算為計算溫度疲勞應(yīng)力為5) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)的變異水平等級為低，目標(biāo)可靠度為95%。路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) 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)：=， 按式（）計算面層荷載疲勞應(yīng)力，按式()計算面層最大荷載應(yīng)力。（3） 底基層和基層的回彈模量 ①基層選用水泥穩(wěn)定碎石,回彈模量取E1=2000MPa,； ②底基層選用水泥穩(wěn)定碎石,回彈模量取E2=2000MPa。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。基層為h1=，底基層為h2=。表59 最終路面結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)層位路面結(jié)構(gòu)層名稱厚度（cm）面板C35水泥混凝土26基層瀝青穩(wěn)定碎石排水10底基層水泥穩(wěn)定碎石20墊層天然砂礫15 路基為干燥狀態(tài)（方案三）1 初擬路面結(jié)構(gòu)參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)，相應(yīng)于安全等級一級的變異水平為低級。最大溫度梯度取: ，板長，普通混凝土板厚h=最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為按式（）計算面層最大溫度應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)為，按式（）計算為計算溫度疲勞應(yīng)力為5) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)的變異水平等級為低，查表31確定可靠度系數(shù)為。路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) 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)：=， 按式（）計算面層荷載疲勞應(yīng)力，按式()計算面層最大荷載應(yīng)力。表58 初擬路面結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（cm）模量（MPa）C35水泥混凝土面層2631000瀝青穩(wěn)定碎石排水10800水泥穩(wěn)定碎石202000天然砂礫15135土基562 路面材料參數(shù)的確定 （1)混凝土的設(shè)計彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量 因?yàn)樵O(shè)計為普通混凝土路面且交通等級為特重型交通，由《規(guī)范》，設(shè)計彎拉強(qiáng)度fr= ,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為Ec=31GPa，. （2）土基的回彈模量 ，取低液限粘土的回彈模量為80MPa，由此，路床頂綜合回彈模量為 =56MPa。單向行車道寬，水泥混凝土路面板的平面尺寸5，路肩的厚度與行車道等厚。因此，所選路面結(jié)構(gòu)可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。最大溫度梯度取: ，板長，普通混凝土板厚h=最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為按式（）計算面層最大溫度應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)為，按式（）計算為計算溫度疲勞應(yīng)力為5) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)的變異水平等級為低，目標(biāo)可靠度為95%。路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) 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)：=， 按式（）計算面層荷載疲勞應(yīng)力，按式()計算面層最大荷載應(yīng)力。（3） 底基層和基層的回彈模量①基層選用水泥穩(wěn)定碎石，其回彈模量取E1=800MPa, ②底基層選用水泥穩(wěn)定碎石，其回彈模量取E2 =1300MPa。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。根據(jù)高速公路重交通等級和低變異水平等級，初擬C35水泥混凝土面層厚度為 h=，基層為h1 =，底基層為h2 =。因此，所選路面結(jié)構(gòu)可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時的一次作用。最大溫度梯度取: ，板長，普通混凝土板厚h=最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為按式（）計算面層最大溫度應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)為，按式（）計算為計算溫度疲勞應(yīng)力為5) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)的變異水平等級為低，目標(biāo)可靠度為95%。路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) 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)：=， 按式（）計算面層荷載疲勞應(yīng)力，按式()計算面層最大荷載應(yīng)力。墊層選未篩分碎石，其回彈模量E3=135MPa。⑶底基層和基層的回彈模量基層選用多空隙水泥碎石，其回彈模量取E1=1700MPa。表54 初擬路面結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（cm）模量（MPa）C35水泥混凝土面層2631000多空隙水泥穩(wěn)定碎石151700水泥穩(wěn)定碎石202000天然砂礫15135土基562 路面材料參數(shù)的確定⑴混凝土的設(shè)計彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fr= ,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為Ec=31GPa。單向行車道寬，水泥混凝土路面板的平面尺寸5，路肩的厚度與行車道等厚。表53 最終路面結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)層位路面結(jié)構(gòu)層名稱厚度（cm）面板C35水泥混凝土26基層多孔隙水泥穩(wěn)定碎石15底基層水泥穩(wěn)定碎石20 路基為中濕狀態(tài)（方案一）1 初擬路面結(jié)構(gòu)參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)，相應(yīng)于安全等級一級的變異水平為低級。最大溫度梯度取: ，板長，普通混凝土板厚h=最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為按式（）計算面層最大溫度應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)為，按式（）計算為計算溫度疲勞應(yīng)力為5) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)的變異水平等級為低，查表31確定可靠度系數(shù)為。路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) 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)：= 按式（）計算面層荷載疲勞應(yīng)力，按式()計算面層最大荷載應(yīng)力。m MN（2）土基的回彈模量，取低液限粘土的回彈模量為80MPa，由此，=56MPa。縱縫為設(shè)拉桿平縫；橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。底基層選水泥穩(wěn)定碎石厚20cm。根據(jù)高速公路重交通等級和低變異水平等級，初擬C35水泥混凝土結(jié)構(gòu)的面層，厚度h=26cm。該計算中所用公式及相關(guān)參數(shù)均參考《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40—2011)。=1761104（次）由 100104 ≤1761104 ≤2000104，查表 ，屬重交通等級。故有：Ns= =(次) 交通參數(shù)分析由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D402011）=，,設(shè)計基準(zhǔn)期30年。表51 設(shè)計日通過標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)計算表交通車型代表車型位置軸重/KN軸輪型交通量（輛/日）標(biāo)準(zhǔn)軸載Ni/次小客車前軸24500后軸2324500中客車SH130前軸1~17500后軸231~27500大客車CA50前軸1~1760106后軸1~2760小貨車BJ130前軸1~11680107后軸1~21680中貨車CA50前軸1~1720108后軸1~2720中貨車EQ140前軸1~1544105后軸1~2544特大車日野KB222前軸1~1800后軸1~2800大貨車JN150前軸491~11370后軸1~21370拖掛車五十鈴前軸601~1388后軸1003~238811641761104注：11 表示單軸單輪組，12 表示單軸雙輪組，22 表示雙軸雙輪組。 交通量計算 根據(jù)我國的《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ01386），本項(xiàng)目位于廣東粵西北，屬申緯度亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，夏長冬短，全年無霜期長達(dá)300多天，～℃，氣溫適宜。選用薄面層時，其厚度不宜小于150mm，基層應(yīng)采用開級配粒料。路肩鋪面可選用水泥混凝土面層或?yàn)r青面層。 橫向接縫的間距按面層類型和厚度選定： (1)普通混凝土面層橫向接縫的間距一般為4～6m，平面尺寸不宜大25㎡； (2)碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層橫向接縫的間距一般為6～10m；(3)鋼筋混凝土面層橫向接縫的間距一般為6～15m。 面層 水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。 基層下未設(shè)墊層，上路床為細(xì)粒土、粘土質(zhì)砂或級配不良砂（承受特重或重交通時），或者為細(xì)粒土（承受中等交通時），應(yīng)在基層下設(shè)置底基層。 碾壓混凝土基層應(yīng)設(shè)置與混凝土面層相對應(yīng)的接縫。路肩采用混凝土面層，其厚度與行車道面層相同時，基層寬度宜與路基同寬。 碎石、瀝青穩(wěn)定碎石或碎石，其孔隙率約為20％?；炷令A(yù)制塊面層應(yīng)采用水泥穩(wěn)定砂?；鶎訚駶櫤投嘤甑貐^(qū)，路基為低透水性細(xì)粒土的高速公路和一級公路或者承受特重或重交通的二級公路，宜采用排水基層。半剛性墊層可采用低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。墊層的寬應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。因條件限制而必須采用上述土做填料時，應(yīng)摻加石灰或水泥等結(jié)合料改善。 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計原則 路基 路基應(yīng)穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)，對路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定的安全等級和目標(biāo)可靠度，承受預(yù)期的荷載作用，并同所處的自然環(huán)境相適應(yīng)，滿足預(yù)定的使用性能要求。第五章 水泥混凝土路面 水泥混凝土路面設(shè)計總則 水泥混凝土路面設(shè)計方案，應(yīng)根據(jù)公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及環(huán)保要求等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定。 匯水歷時假設(shè)匯水歷時10min. 降雨強(qiáng)度，取設(shè)計降雨重現(xiàn)期為15年。由《公路排水設(shè)計規(guī)范 JTJ01797》(以下簡稱排水規(guī)范)，草皮坡面的徑流系數(shù)取為ψ1 = ，巖石坡面ψ3 = ，＝。 面積和徑流系數(shù)匯水區(qū)域在路塹坡面一側(cè)的面積為 m 2 。本項(xiàng)目主要河流包括金場水和永固河，均為綏江支流。綏江為北江主要支流，發(fā)源于路線北部的連縣擒鴉嶺，全長226km，％，流域面積7184km2，從西北向東南流經(jīng)路線區(qū)全境，遍布全區(qū)，江面寬100m600m，水深2m左右，多年平均逞流量210m3/s，沿線河岸多為徒巖岸，向東南進(jìn)入平原，河面開闊，兩岸為沖積平原，在東南部的馬房匯入北江，在四會附近低洼地區(qū)發(fā)生淹沒。主要河流有北江支流綏江，其分支有白云水、古水、木格水、南街水、排沙水、新招水、高嵿水及龍江等，流向多由北東向西南或由西南向北東匯流入綏江?！?0m/s，較大的風(fēng)力相當(dāng)于7級風(fēng)力。每年的大雨和暴雨是地下水補(bǔ)給期。降雨量季節(jié)分配不均，每年3月～9月為雨季，占全年降雨量的85％左右。本段所設(shè)的涵洞與周圍的溝渠相適應(yīng)，使匯集的水能及時迅速的流出，避免了對路基的沖刷，又不能形成淤積而危害路基。排水溝一般為直線，溝底縱坡不小于 %，路基邊坡應(yīng) 設(shè)急流槽，排水溝距路基坡角大于 1 m, 邊坡平臺應(yīng)做成 2 ~ 5% 的向內(nèi)側(cè)傾斜的排水坡度。本設(shè)計段內(nèi)截水溝離開路基的距離一般需大于或等于 。有些截水溝溝壁最低邊緣開挖深度不滿足要求時，在溝壁較低的一側(cè)培筑土埂。本設(shè)計段內(nèi)截水溝的斷面形式是梯形。具體情況可參照平面圖。 邊溝 設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)，路堤坡角外側(cè) 用于匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的小量地面水。第4章 排水設(shè)計計算說明書 路基排水設(shè)計規(guī)定 路基排水是關(guān)系到路基穩(wěn)定性的關(guān)鍵，是把路基工作區(qū)內(nèi)的土基含水量降低到許可范圍內(nèi)。由于B= 因?yàn)閑== 由于=350Kpa故基底應(yīng)力符合要求。 主動土壓力系數(shù)K