1、水泥混凝土路面設(shè)計(jì).1 路面結(jié)構(gòu)層組合水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)該路的交通繁重程度，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件和材料供應(yīng)情況。選擇安排混凝土路面的結(jié)構(gòu)層層次，它包括土基、墊層、基層和面層的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，各層的路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型、彈性模量和厚度。水泥混凝土面板要求具有較高的彎拉強(qiáng)度，表面平整、抗滑、耐磨。本設(shè)計(jì)采用普通混凝土路面。它強(qiáng)度高；穩(wěn)定性好，不存在瀝青路面的“老化”現(xiàn)象；耐久性好，一般能使用20-40年。對(duì)基層的首要要求是抗沖刷能力，不耐沖刷的基層表面，在滲入水和荷載的共同作用下，會(huì)產(chǎn)生唧泥、板底脫空和錯(cuò)臺(tái)等病害，并加速和加劇板的斷裂。提高基層的剛度，有利于改善接縫的傳荷能力。根據(jù)以上要求和本地

2、材料分布情況，本設(shè)計(jì)采用基層類(lèi)型為水泥穩(wěn)定砂礫。厚度為25cm，回彈摸量為150Mpa。該地區(qū)屬于季節(jié)性冰凍地區(qū)，設(shè)置防凍墊層可以使路面結(jié)構(gòu)免除或減輕凍脹和翻漿病害，跟據(jù)規(guī)范要求，墊層最小厚度為15cm。本設(shè)計(jì)采用分布較多的天然砂礫作為墊層材料，厚度為23cm。表6-4-7 各類(lèi)基層適宜交通等級(jí)與適宜厚度范圍基層類(lèi)型厚度適應(yīng)的范圍(mm)適宜交通等級(jí)貧混凝或碾壓混凝土基層120-200特種交通水泥穩(wěn)定粒料基層150-250重交通瀝青混凝土基層40-60特種交通瀝青穩(wěn)定碎石基層80-100重交通石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料、級(jí)配粒料基層150-200中等或輕交通.2 混合料要求面層混合料必須具有較高的抗彎

3、拉強(qiáng)度和耐磨性，良好的耐凍性以及盡可能低的膨脹系數(shù)和彈性模量。還要有適當(dāng)?shù)氖┕ず鸵仔裕话阋?guī)定其坍落度為0-30mm，工作度約30s。.3 結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)1. 交通分析標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸次換算：我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：以后軸重100kN的雙輪組軸載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。對(duì)于同一種路面結(jié)構(gòu)，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)： （6-12） 式中：100kN的單軸-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(lèi)軸型級(jí)軸載的作用次數(shù)；軸-輪型系數(shù)。表6-4-8 軸載換算表車(chē)型PiiNiNs(KN)()( )五十鈴EX

4、R181L前軸601900.0253后軸1000.81*10-8900三菱FR415后軸5112000.0041江淮HF150前軸45.11900.0002后軸101.5190114.2086五十鈴NPR595G后軸4411200.0002江淮HF140A后軸41.81800東風(fēng)SP9135B后軸72.60.42*10-51000Ns-114.2384由上表可得該路換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次數(shù)Ns=114.2384次/日。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)面層設(shè)計(jì)車(chē)道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne由公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范三級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年，安全等級(jí)為三級(jí)，臨界荷位處的車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)取0.58。按

5、下式計(jì)算得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)為： (6-12)=991448.6<1000000由規(guī)范知道屬于中等交通。2. 初擬路面結(jié)構(gòu)由表6-4-9，相應(yīng)于安全等級(jí)三級(jí)的變異水平等級(jí)為中等。根據(jù)三級(jí)公路、中等交通等級(jí)和中級(jí)變異水平等級(jí)，查表6-4-9，初擬普通混凝土面層厚度為220mm.基層選用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5），厚200mm。墊層為天然砂礫，厚300mm。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.5m，長(zhǎng)4.0m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。3. 路面材料參數(shù)確定按表6-4-10，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0Mpa,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31Gpa.

6、查附錄F.1，路基回彈摸量取30Mpa。查附錄6-4-10，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300Mpa,天然砂礫墊層回彈摸量取150Mpa。按式6-13,計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈摸量如下： (6-13)普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑其中 路床頂面的回彈模量（MPa）；、基層和底基層或墊層的模量（MPa）;、基層和底基層或墊層的厚度（m）；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當(dāng)量厚度（m）；基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度；、回歸系數(shù)。表6-4-9 水泥混凝土面層厚度參考范圍交通等級(jí)中等輕公路等級(jí)二級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)變異水平等級(jí)高中高中高中面層厚度（mm）240-21

7、0230-200220-200230220表6-4-10 水泥混凝土參數(shù)表交通等級(jí)特種重中等輕水泥混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(Mpa)554.54抗壓強(qiáng)度(Mpa)41.841.835.829.7彎拉彈性模量(GPa)31312927表6-4-11 中濕路基路床頂面回彈模量參考數(shù)值范圍（MPa）土組公路自然區(qū)劃土質(zhì)砂26-4240-5039-5035-6050-60黏質(zhì)土25-4530-4025-4530-4530-45粉質(zhì)土22-4632-5430-5027-4330-454. 荷載疲勞應(yīng)力標(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).考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載

8、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) ,考慮偏栽和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù).荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為式中 標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的不計(jì)接縫傳荷作用的最大荷載應(yīng)力（MPa），式中 混凝土的相對(duì)剛度半徑考慮設(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)考慮超載、偏載、動(dòng)載沖擊作用等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按公路等級(jí)查表6-4-12確定。 =1.20 考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為平縫時(shí)，0.87-0.92，這里取0.87表6-4-12 綜合系數(shù)Kc公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路Kc1.31.251.21.15. 溫度疲勞應(yīng)力由表6-4-

9、16,區(qū)溫度梯度取.板長(zhǎng)為3.5m, ,取普通混凝土板厚h=0.22m,Bx=0.61.按式表6-4-13,最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)Kt,佳木斯處于II區(qū)，取計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為：查表6-4-14三級(jí)公路的安全等級(jí)為四級(jí),相應(yīng)于四級(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80.再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí),查表6-4-15，其值為1.041.07,確定其可靠度系數(shù)。因而,所選普通混凝土面層厚度(0.22m)可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞應(yīng)力。表6-4-13 最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg公路自然區(qū)規(guī)劃、最大溫度梯度(°C/m)83-8890-9586-9293-98表6-4-14可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)