【正文】 (224) 普通混凝土面層 為， ? ? ? ?1 .2 3 2 .6 2 1 1 .2 9 4 4 .8 1 5 5 .0r p r trr M P a M P a??? ? ? ? ? ? ? 驗(yàn)算合格，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改 , 最后得到 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下 : 普通混凝土面層 250 mm 水泥穩(wěn)定粒料 200 mm 石 灰粉煤灰土 150 mm 新建路基 接縫設(shè)計(jì) 混凝土路面板由于溫度或濕度變化、硬化時(shí)的收縮等原因，會(huì)出現(xiàn)脹縮合翹曲。再由 下表 可得可靠度系數(shù) r 。 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) 1. 32 35. 0 2. 31 9[ ( ) ] [ 0. 82 8 ( ) 0. 04 1 ] 0. 55 82. 31 9 5ctmrt tm rfk a bf??? ? ? ? ? ? 在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力按 下 式 計(jì)算確定： tr t tmk??? (223) 則有， ? ?0 . 5 5 8 2 . 3 1 9 1 . 2 9 4tr t tmk M P a??? ? ? ? 分離式復(fù)合式路面中水泥穩(wěn)定 粒料 基層的溫度翹曲應(yīng)力可忽略不計(jì)。 查 《公路 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)附圖，可得： Bx= ， 故最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為： 51 1 0 3 1 0 0 0 0 . 2 5 8 8 0 . 6 8 2 . 3 1 922c c gtm xa E h T B M P a??? ? ? ?? ? ? ? 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) [ ( ) ]ctmrt tm rfk a bf???? a、 b 和 c— 回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表 確定。 普通混凝土面層板長(zhǎng) 5m， / 5 / 0 .6 9 9 7 .1 5lr ??。 普通混凝土面層的 荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為， ? ?1 0 . 8 7 2 . 4 2 5 1 . 2 5 0 . 9 9 4 2 . 6 2 1p r r f c p sk k k M P a??? ? ? ? ? ? 溫度疲勞應(yīng)力 水泥混凝土面層的最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值 Tg ， 可按照公路所在地的公路自然區(qū)劃按 下表選用。 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) ck ，按公路等級(jí)查 下表 可得。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載疲勞應(yīng)力系數(shù) fk 。 荷載疲勞應(yīng)力 由 《公路 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)，采用 水泥穩(wěn)定粒料 做基層時(shí)，宜將基層與混凝土面層視作分離式雙層板進(jìn)行應(yīng)力分析。 基 層頂面回彈模量 由 《公路 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)得基層頂面回彈模量的計(jì)算公式如下： 22 221 1 2 22 2 2 212 1 5 0 0 0 . 2 0 7 0 0 0 . 1 5 12120 . 2 0 0 . 1 5X h E h EE M P ahh? ? ? ?? ? ??? 3 3 211 1 2 2 1 21 1 2 23 3 21() 11()1 2 41 5 0 0 0 .2 0 7 0 0 0 .1 5 ( 0 .2 0 0 .1 5 ) 1 1()1 2 4 0 .2 0 1 5 0 0 7 0 0 0 .1 53 .5 8Xh E h E h hDh E h EM N mM N m????? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? 1 3 312( ) 12 8 / 12 12 28Xx XDh m mE? ? ? ? 0. 45 0. 450. 55 0. 551133 0. 77 912126 .2 2 [ 1 1 .5 1 ( ) ] 6 .2 2 [ 1 1 .5 1 ( ) ] 4 .1 9 64012121 1 .4 4 ( ) 1 1 .4 4 ( ) 0 .7 7 9401212( ) 4 .1 9 6 0 .3 2 8 4 0 ( ) 2 1 9 .5 7 1 0 040XOXOb Xt x OOEaEEbEEE a h E M P a M P aE????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 20 普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按下式計(jì)算 330 . 5 3 7 / 0 . 5 3 7 0 . 2 5 3 1 0 0 0 / 2 1 9 . 5 7 0 . 6 9 9Ctr h E E m? ? ? ? ? 由 《公路 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)，有基層頂面的當(dāng)量回彈模量 Et的最低要求見(jiàn) 下 表所示。 中濕路基路床頂面回彈模量（ MPa） 土組 公路自然區(qū)劃 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 土質(zhì)砂 26~42 40~50 39~50 35~60 50~60 粘質(zhì)土 25~45 30~40 25~45 30~45 30~45 粉質(zhì)土 22~46 32~54 30~50 27~43 30~45 由《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》可知： 該公路 位于 II 區(qū)，路基土質(zhì)為 中液限粘性土 土。 墊層和基層材料回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值 19 材料類型 回彈模量（ MPa） 天然沙礫 150~200 水泥穩(wěn)定粒料 1300~1700 （ 3）墊層 同樣石灰粉煤灰土 墊層的回彈模量取 700MPa。 （ 2）基層 參考有關(guān)資料， 水泥穩(wěn)定粒料彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 ，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為27GPa。 水泥混凝土 設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 交通等級(jí) 特重 重 中等 輕 水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ MPa） 鋼纖維混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ MPa） 同時(shí)可得相應(yīng)的彎拉彈性模量如 下表 所示。水泥穩(wěn)定砂不設(shè)縱縫，橫縫設(shè)假縫，間距 (板長(zhǎng) )5m。 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì) 初擬路面結(jié)構(gòu) 我們選定 相應(yīng)于 一級(jí)公 路 的變異水平等級(jí)為 中 級(jí)。 18 面層采用設(shè)接縫的普通混凝土。 各類基層厚度的適宜范圍 基層類型 厚度適宜的范圍（ mm） 貧混凝土或碾壓混凝土基層 120～ 200 水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層 150～ 250 瀝青混凝土基層 40～ 60 瀝青穩(wěn)定碎石基層 80～ 100 級(jí)配粒料基層 150～ 200 多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層 100～ 140 瀝青穩(wěn)定碎石排水基層 80～ 100 由于本設(shè)計(jì)采用 水泥穩(wěn)定粒料 基層，且考慮到交通容量 比較 大，并結(jié)合貧混凝土的材料性能，決定采用 200 mm 的 水泥穩(wěn)定粒料 基層。 （ 3） 厚度 由 《公路 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)。級(jí)配粒料基層的寬度也宜與路基同寬。基層的寬度應(yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出 300mm（采用小型機(jī)具施工時(shí)）或 500mm（軌模式攤鋪機(jī)施工時(shí)）或 650mm（滑模式攤鋪機(jī)施工時(shí)）。 適宜各類交通等級(jí)的基層類型 交通等級(jí) 基層類型 特重交通 貧混凝土、碾壓混凝土或?yàn)r青混凝土基層 重交通 水泥穩(wěn)定粒料或?yàn)r青穩(wěn)定碎石基層 中等或輕交通 水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級(jí)配粒料基層 由 上 表本設(shè)計(jì)路面基層采用 水泥穩(wěn)定粒料 。 （ 1） 類型 由于本公路交通屬于重交通。要求剛度與面層匹配，細(xì)粒土含量少、耐沖刷能力強(qiáng)和有排水設(shè)施。本設(shè)計(jì)取墊層厚度為 150mm。 由于修筑墊層的材料，強(qiáng)度要求不一定要求很高，但水穩(wěn)性和隔溫性能要好，本設(shè)計(jì)墊層所采用的材料是 石灰粉煤灰土 。 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 方案一： 組成水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)層包括：墊層、基層和面層等，各結(jié)構(gòu)層的功能和作用各不相同。 30( 1 ) 1 3 6 5 ( 1 0 . 0 5 5 ) 1 3 6 5 1 0 6 2 . 3 2 0 . 2 0 . 0 5 5trse rgNN g ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? 次水泥混凝土路面所承受的交通軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)分為 4 級(jí)，分級(jí)范圍如 下表 所示。 車輛輪跡橫向分布系數(shù) 公路等級(jí) 縱縫邊緣處 高速、一級(jí)公路、收費(fèi)站 ~ 二級(jí)及二級(jí)以下公路 行車道寬大于 7m ~ 行車道寬小于或等于 7m ~ 本公路為 一級(jí)公路 雙向 四 車道，取 η= 。 方向不均勻系數(shù)取 ，車道不均勻系數(shù)取 。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，去掉影響較小的軸載小于 40KN 的交通量。不同軸輪型和軸 15 載的作用次數(shù)，換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。在路面板形態(tài)方面，采用半空間彈性地基有限大矩形板理論。本水泥混凝土路面設(shè)計(jì)主要依據(jù) 《公路 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 規(guī)范》 (JTG D40— 2020)。 由概預(yù)算表可得： 這條一級(jí) 公路每米造價(jià)為 ： 1 4 8 . 9 2 4 9 0 . 5 5 1 4 0 5 . 4 3 1 2 7 4 . 8 9 8 1 6 . 3 94 1 3 6 . 1 8? ? ? ?? （ 元 ） 所以 瀝青路面 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)上面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后確定選方案 一 路基 排水設(shè)計(jì) 確定邊溝布置，斷面形式及尺寸 邊溝設(shè)置在路堤的坡腳外側(cè)無(wú)需水力計(jì)算，橫斷面采用梯形標(biāo)準(zhǔn)橫斷面式，取梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡坡度為 1:,外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同，取為 1:，因江淮丘陵區(qū)降水量較大，故取底寬與深度均為 ，邊溝縱坡為 1:1，邊溝采用漿砌片石，砌筑用砂漿強(qiáng)度采用 . 14 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì) 水泥混凝土路面板為剛性路面，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，在車輪荷載作用下變形較小。 路面結(jié)構(gòu)層的確定： 路面結(jié)構(gòu)層的確定： 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改 , 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下 : 細(xì)粒式瀝青混凝土 60 mm 中粒式瀝青混凝土 100mm 密級(jí)配瀝青碎石 140mm 水泥穩(wěn)定砂礫 245mm 級(jí)配砂礫 180mm 新建路基 計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 : 第 1 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 第 2 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 第 3 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 第 4 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 第 5 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 11 () 路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= () 計(jì)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 )= (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ ( 4 )= (MPa)) 13 驗(yàn)算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 40