【正文】 計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為t =30a，, 交通量年平均增長(zhǎng)率gγ=%，累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次（使用年限內(nèi)的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次）：故此路屬于重交通等級(jí)：查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)水泥混凝土面層厚度的參考范圍：高速公路（重交通等級(jí)）安全等級(jí)為一級(jí)，變異水平為低級(jí)；按設(shè)計(jì)要求，根據(jù)路基的干濕類型，設(shè)計(jì)6種方案，并進(jìn)行方案比選?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定碎石，厚度h1=15cm?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 土基的回彈模量根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)，路基土干燥狀態(tài)時(shí)，選用土基的回彈模量值： 基層和底基層的回彈模量基層選用水泥穩(wěn)定碎石，查《規(guī)范》(JTG D40—2011)，水泥穩(wěn)定碎石基層回彈模量選用：底基層選水泥穩(wěn)定砂礫，查《規(guī)范》(JTG D40—2011)，水泥穩(wěn)定砂礫底基層的回彈模量選用： Mpa?？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)：。荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為：（MPa） (5) 溫度疲勞應(yīng)力 新建永州至藍(lán)山高速位于自然區(qū)劃Ⅳ區(qū)，查《規(guī)范》(JTG D40—2011)取最大溫度梯度=90（℃/m），L/r=，可溫度系數(shù)應(yīng)力表，查普通混凝土板厚m,m。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，確定可靠度系數(shù) =（MPa）≤（MPa）因而，所選普通混凝土面層厚度（25cm）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。基層選用水泥穩(wěn)定碎石，厚度h1=15cm?？v縫為設(shè)拉桿平縫；橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。土基的回彈模量 參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011),路基屬于干燥狀態(tài)，選用路基土基的回彈模量值：=45（MPa）底基層和基層的回彈模量 基層選用水泥穩(wěn)定碎石，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)，水泥穩(wěn)定碎石的回彈模量選用：E1=1500MPa 底基層選石灰粉煤灰碎石，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)，的回彈模量選用：E2=1300MPa (3) 基層頂面的當(dāng)量回彈模量和計(jì)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(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)中，按式（）計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： MPa (MNm) (m) (MPa) 普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按式()計(jì)算為（m） (4) 荷載疲勞應(yīng)力計(jì)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(jì)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)。按式（），荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為（MPa） (5）溫度疲勞應(yīng)力 新建永藍(lán)高速公路屬Ⅳ區(qū)，查《規(guī)范》 應(yīng)取86（℃/m）為（℃/m）。按式（）,最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為：（MPa） 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（）計(jì)算為：再由式（）計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為：（MPa） ，高速公路的安全等級(jí)為一級(jí)，相應(yīng)于一級(jí)安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)，目標(biāo)可靠度為95%。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(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。基層選用多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層厚度h1=12cm?；鶎优c底基層之間采用防水土工布隔開。(2) 材料參數(shù)的確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量因?yàn)樵O(shè)計(jì)為普通混凝土路面且交通等級(jí)為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)： 設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度 Mpa，彎拉彈性模量 Gpa。 底基層選水泥穩(wěn)定碎石，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)，水泥穩(wěn)定碎石基層的回彈模量選用：E2=1500MPa。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)： 根據(jù)公路等級(jí)，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)。,。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，確定可靠度系數(shù)。 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。墊層選天然砂礫，厚度h2=15cm。(2) 材料參數(shù)的確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量因?yàn)樵O(shè)計(jì)為普通混凝土路面且交通等級(jí)為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)： 設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度 Mpa，彎拉彈性模量 Gpa。 墊層選天然砂礫，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)，天然砂礫的回彈模量選用：E2=180MPa?？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)： 根據(jù)公路等級(jí)，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)。,。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，確定可靠度系數(shù)。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。墊層選用天然砂礫厚度h3=15cm。(2) 材料參數(shù)的確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量因?yàn)樵O(shè)計(jì)為普通混凝土路面且交通等級(jí)為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)： 設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度 Mpa，彎拉彈性模量 Gpa。 墊層選天然砂礫，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)，天然沙粒墊層的回彈模量選用：E2=180MPa。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)： 根據(jù)公路等級(jí)，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)。,。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，確定可靠度系數(shù)。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。底基層選水泥穩(wěn)定碎石，厚度h2=20cm。墊層選用天然砂礫，厚度h3=15cm。(2) 材料參數(shù)的確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量因?yàn)樵O(shè)計(jì)為普通混凝土路面且交通等級(jí)為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)： 設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度 Mpa，彎拉彈性模量 Gpa。 底基層選水泥穩(wěn)定碎石，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)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。 (3) 基層頂面的當(dāng)量回彈模量和計(jì)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(jì)規(guī)范》(JTG D40—2011)中，按式（）計(jì)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(duì)剛度半徑按式()計(jì)算為（m） (4) 荷載疲勞應(yīng)力計(jì)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(jì)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)。按式（），荷載疲勞應(yīng)力計(jì)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(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為： （MPa） 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（）計(jì)算為： 再由式（）計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為： （MPa） ，高速公路的安全等級(jí)為一級(jí)，相應(yīng)于一級(jí)安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)，目標(biāo)可靠度為95%。 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(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。 經(jīng)濟(jì)方面：以所選材料基價(jià)進(jìn)行比較本設(shè)計(jì)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(jì)，由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)已滿足強(qiáng)度要求，故不對(duì)路面結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性作比較。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(jì)一、設(shè)計(jì)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(jì)方案方案1：中濕狀態(tài)密級(jí)配瀝青碎石 軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào) 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(jì)年限 15 車道系數(shù) .4 交通量平均年增長(zhǎng)率 8 ％一個(gè)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(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí) :路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 2837 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 : +07 屬中等交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí) :路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 3181 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 : +07 屬重交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)公路等級(jí) 高速公路公路等級(jí)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(jì)彎沉值 : ()層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強(qiáng)度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細(xì)粒式密級(jí)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(jí)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(jì)算 新建路面的層數(shù) : 6 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : () 路面設(shè)計(jì)層層位 : 5 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 150 (mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20℃平均抗壓 15℃平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差 容許應(yīng)力 (mm) 模量(MPa) 模量(MPa) (M