水泥混凝土路面厚度計算精選文檔

1、1水泥混凝土路面厚度計算2.max.max() () rprtrrrptrffbrbprrf貧混凝土或碾壓混凝土基層應(yīng)以設(shè)計基準期內(nèi)行車荷載不產(chǎn)生貧混凝土或碾壓混凝土基層應(yīng)以設(shè)計基準期內(nèi)行車荷載不產(chǎn)生疲勞斷裂作為疲勞斷裂作為設(shè)計標準設(shè)計標準。其極限狀態(tài)設(shè)計表達式為：。其極限狀態(tài)設(shè)計表達式為：設(shè)計標準：設(shè)計標準：水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以面層板在設(shè)計基準期內(nèi)，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以面層板在設(shè)計基準期內(nèi)，在行車荷載和溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生疲勞斷裂；在行車荷載和溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生疲勞斷裂；驗算標準：驗算標準：面層板在設(shè)計基準期內(nèi)，在最重軸載和最大溫度梯度面層板在設(shè)計基準期內(nèi)，在最重軸

2、載和最大溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生極限斷裂。綜合作用下，不產(chǎn)生極限斷裂。其極限狀態(tài)設(shè)計表達式分別為：其極限狀態(tài)設(shè)計表達式分別為：3交通分析，確定交通荷載等級交通分析，確定交通荷載等級路面結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計，初擬路面結(jié)構(gòu)路面結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計，初擬路面結(jié)構(gòu)按照初擬路面結(jié)構(gòu)組合形式，選擇相應(yīng)力學(xué)分析模型；根據(jù)按照初擬路面結(jié)構(gòu)組合形式，選擇相應(yīng)力學(xué)分析模型；根據(jù)選定的力學(xué)模型計算混凝土面層板的最大荷載應(yīng)力、荷載疲選定的力學(xué)模型計算混凝土面層板的最大荷載應(yīng)力、荷載疲勞應(yīng)力、最大溫度應(yīng)力及溫度疲勞應(yīng)力。勞應(yīng)力、最大溫度應(yīng)力及溫度疲勞應(yīng)力。面層板極限狀態(tài)檢驗面層板極限狀態(tài)檢驗貧混凝土或碾壓混凝土為基層、下面層板時

3、，計算其荷載疲貧混凝土或碾壓混凝土為基層、下面層板時，計算其荷載疲勞應(yīng)力，檢算其極限狀態(tài)。勞應(yīng)力，檢算其極限狀態(tài)。面層或基層的極限狀態(tài)不滿足要求時，改選混凝土面層板厚面層或基層的極限狀態(tài)不滿足要求時，改選混凝土面層板厚度或度或( (和和) )整調(diào)基層類型或整調(diào)基層類型或( (和和) )厚度，重新計算。厚度，重新計算。計算厚度加計算厚度加6mm6mm磨損厚度后，按磨損厚度后，按10mm10mm向上取整，作為混凝土面向上取整，作為混凝土面層的設(shè)計厚度。層的設(shè)計厚度。4公路等級安全等級公路自然區(qū)劃設(shè)計基準期累計軸載次數(shù)ne路基墊層和基層材料調(diào)查及試驗溫度梯度tg初擬路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征參數(shù)r(rg,r)

4、, dc(db),cl,bl等最大溫度應(yīng)力t.max 設(shè)計及極限軸載臨界荷位荷載應(yīng)力 ps(psb),pm 荷載疲勞應(yīng)力及荷載最大應(yīng)力 pr(prb),p.max 目標可靠度 變異等級水平 可靠度 系數(shù)r 溫度應(yīng)力疲勞系數(shù)kt溫度疲勞 應(yīng)力trr(pr+tr) frrprb frb材料設(shè)計彎拉 強度fr (frb)結(jié)束否是荷載疲勞應(yīng)力 系數(shù)kf接縫傳荷應(yīng)力 折減系數(shù) kr理論偏差和動載影響綜合系數(shù)kc交通調(diào)查交通等級設(shè)計軸載ps極限軸載pmp.max+t.max fr5水泥路面的設(shè)計軸載及軸載換算水泥路面的設(shè)計軸載及軸載換算按疲勞斷裂設(shè)計標準進行結(jié)構(gòu)分析時，以軸重按疲勞斷裂設(shè)計標準進行結(jié)構(gòu)分析

5、時，以軸重100kn的單軸的單軸-雙輪雙輪組組荷載作為設(shè)計軸載。對極重交通荷載等級的水泥混凝土路面，宜選荷載作為設(shè)計軸載。對極重交通荷載等級的水泥混凝土路面，宜選用貨車中占主要份額特重車型的軸載作為設(shè)計軸載。各級軸載作用用貨車中占主要份額特重車型的軸載作為設(shè)計軸載。各級軸載作用次數(shù)按按次數(shù)按按等效疲勞損壞原則等效疲勞損壞原則換算為設(shè)計軸載的作用次數(shù)。換算為設(shè)計軸載的作用次數(shù)。161siniisppnnrtrseggnn36511設(shè)計軸載累計作用次數(shù)設(shè)計軸載累計作用次數(shù) 6交通調(diào)查與分析交通調(diào)查與分析 初期年平均日貨車交通量（雙向）初期年平均日貨車交通量（雙向）方向分配系數(shù)，一般方向分配系數(shù)，一

6、般0.5-0.6 0.5-0.6 車道分配系數(shù)車道分配系數(shù) 設(shè)計車道的年平均日貨車交通量（設(shè)計車道的年平均日貨車交通量（adttadtt） 貨車交通量的年平均增長率貨車交通量的年平均增長率gr 軸載調(diào)查與分析軸載調(diào)查與分析各類車輛的軸型調(diào)查和軸重測定各類車輛的軸型調(diào)查和軸重測定 軸載當量換算系數(shù)法軸載當量換算系數(shù)法車輛當量軸載系數(shù)法車輛當量軸載系數(shù)法車道使用初期的設(shè)計軸載日作用次數(shù)車道使用初期的設(shè)計軸載日作用次數(shù)ns車輛輪跡橫向分布系數(shù)車輛輪跡橫向分布系數(shù) 設(shè)計軸載累計作用次數(shù)設(shè)計軸載累計作用次數(shù) ne 7jijijpiispknadttn)(3000,rtrseggnn36511不同軸重級位

7、的設(shè)計軸載當量換算系數(shù)不同軸重級位的設(shè)計軸載當量換算系數(shù) 車道使用初期的設(shè)計軸載日作用次數(shù)車道使用初期的設(shè)計軸載日作用次數(shù)16,sijijpppk各類車輛的設(shè)計軸載當量換算系數(shù)各類車輛的設(shè)計軸載當量換算系數(shù) ijijijpkppkk,kkkpspkadttn)(,車道使用初期的設(shè)計軸載日作用次數(shù)車道使用初期的設(shè)計軸載日作用次數(shù)設(shè)計軸載累計作用次數(shù)設(shè)計軸載累計作用次數(shù) 89根據(jù)公路等級和交通荷載、路基條件、當?shù)販囟群蜐穸葼顩r及已根據(jù)公路等級和交通荷載、路基條件、當?shù)販囟群蜐穸葼顩r及已有公路路面的使用經(jīng)驗，進行路面組合設(shè)計，初擬路面結(jié)構(gòu)。有公路路面的使用經(jīng)驗，進行路面組合設(shè)計，初擬路面結(jié)構(gòu)。路床頂

8、面的綜合回彈模量值，輕交通荷載等級時不得低于路床頂面的綜合回彈模量值，輕交通荷載等級時不得低于40mpa，中等或重交通荷載等級時不得低于中等或重交通荷載等級時不得低于60mpa，特重或極重交通荷載等，特重或極重交通荷載等級時不得低于級時不得低于80mpa。路基路基基層和底基層基層和底基層1011121314151617彈性地基單層板模型彈性地基單層板模型適用于粒料基層上混凝土面層舊瀝青路面加鋪混凝土面層，適用于粒料基層上混凝土面層舊瀝青路面加鋪混凝土面層，面層板以下部分按彈性地基處理面層板以下部分按彈性地基處理彈性地基雙層板模型彈性地基雙層板模型適用于無機結(jié)合料類基層或瀝青類基層上混凝土面層，

9、舊混適用于無機結(jié)合料類基層或瀝青類基層上混凝土面層，舊混凝土路面上加鋪分離式混凝土面層；面層和基層或者新舊面凝土路面上加鋪分離式混凝土面層；面層和基層或者新舊面層作為雙層板，基層底面以下或舊面層底面以下部分按彈性層作為雙層板，基層底面以下或舊面層底面以下部分按彈性地基處理地基處理復(fù)合板模型復(fù)合板模型適用于兩層不同性能材料組成的面層或基層復(fù)合板。舊混凝適用于兩層不同性能材料組成的面層或基層復(fù)合板。舊混凝土路面上加鋪結(jié)合式混凝土面層，兩層不同性質(zhì)材料組成的土路面上加鋪結(jié)合式混凝土面層，兩層不同性質(zhì)材料組成的層間黏結(jié)的面層，作為彈性地基上的單層板或彈性地基上雙層間黏結(jié)的面層，作為彈性地基上的單層板或

10、彈性地基上雙層板的上層板；無機結(jié)合料類基層或瀝青類基層與無機結(jié)合層板的上層板；無機結(jié)合料類基層或瀝青類基層與無機結(jié)合料類底基層組成的基層，作為彈性地基上雙層板的下層板。料類底基層組成的基層，作為彈性地基上雙層板的下層板。18水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)分析應(yīng)采用彈性地基板理論。除粒料基水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)分析應(yīng)采用彈性地基板理論。除粒料基層外，其他基層與混凝土面層應(yīng)按分離式雙層板模型進行結(jié)層外，其他基層與混凝土面層應(yīng)按分離式雙層板模型進行結(jié)構(gòu)分析。構(gòu)分析。粒料基層及各級底基層和墊層，應(yīng)與路基一起視作粒料基層及各級底基層和墊層，應(yīng)與路基一起視作多層彈性地基，以地基頂面當量回彈模量表征。多層彈性地基，以地基頂

11、面當量回彈模量表征。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以面層板在設(shè)計基準期內(nèi)，在行水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以面層板在設(shè)計基準期內(nèi)，在行車荷載和溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生疲勞斷裂作為設(shè)計標車荷載和溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生疲勞斷裂作為設(shè)計標準；并以最重軸載和最大溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生極限準；并以最重軸載和最大溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生極限斷裂作為驗算標準。斷裂作為驗算標準。貧混凝土或碾壓混凝土基層應(yīng)以設(shè)計基準期內(nèi)行車荷載不產(chǎn)貧混凝土或碾壓混凝土基層應(yīng)以設(shè)計基準期內(nèi)行車荷載不產(chǎn)生疲勞斷裂作為設(shè)計標準。生疲勞斷裂作為設(shè)計標準。19設(shè)計軸載在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的的荷載疲勞應(yīng)力設(shè)計軸載在面層板臨界荷位處產(chǎn)生

12、的的荷載疲勞應(yīng)力 pscfrprkkkkr接縫傳荷的應(yīng)力折減系數(shù)，接縫傳荷的應(yīng)力折減系數(shù)， 混凝土路肩，混凝土路肩， kr =0.870.92， 柔性路肩或土路肩，柔性路肩或土路肩， kr = 1。kf 疲勞應(yīng)力系數(shù)疲勞應(yīng)力系數(shù)kc綜合系數(shù)，查表綜合系數(shù)，查表pr20荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)kf efnkffffl017. 0053. 0式中式中 ne設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計軸載累計作用次數(shù)；設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計軸載累計作用次數(shù)； 材料疲勞指數(shù)，普通、鋼筋、連續(xù)配筋混凝土：材料疲勞指數(shù)，普通、鋼筋、連續(xù)配筋混凝土：=0.057； 碾壓、貧混凝土：碾壓、貧混凝土：=0.065； f 鋼纖維的體積率（

13、鋼纖維的體積率（%）；）； lf鋼纖維的長度（鋼纖維的長度（mm）；）； df鋼纖維的直徑（鋼纖維的直徑（mm）。）。21設(shè)計軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力設(shè)計軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力ps30.7020.94cs1.47 10psrhp1/3ct1.21rde3ccc2c12 1e hdv式中式中 ps設(shè)計軸載的單軸重設(shè)計軸載的單軸重 (kn)； hc、ec、vc混凝土面層板的厚度混凝土面層板的厚度 (m)、彎拉彈性模量（、彎拉彈性模量（mpa）和泊松比）和泊松比 r 混凝土面層板的相對剛度半徑混凝土面層板的相對剛度半徑 (m) ； dc混凝土面層板的截面彎曲剛度混凝

14、土面層板的截面彎曲剛度 (mnm) ； et板底地基當量回彈模量（板底地基當量回彈模量（mpa)2200 xteeee0.860.26lnxh2211nnxiiiiieh eh1nxiihh新建公路的板底地基當量回彈模量新建公路的板底地基當量回彈模量et 式中式中 e0路床頂綜合回彈模量（路床頂綜合回彈模量（mpa）；）； ex粒料層的當量回彈模量（粒料層的當量回彈模量（mpa； hx 粒料層的總厚度（粒料層的總厚度（m）；）； n 粒料層的層數(shù)；粒料層的層數(shù)； ei、hi 第第i 結(jié)構(gòu)層的回彈模量（結(jié)構(gòu)層的回彈模量（mpa）與厚度）與厚度 (m)。公式根據(jù)單圓荷載直徑公式根據(jù)單圓荷載直徑0.

15、3m，層間連續(xù)，粒料層總厚度層間連續(xù)，粒料層總厚度0.10.5m，粒料層回彈模量，粒料層回彈模量與路床回彈模量之比小于與路床回彈模量之比小于10的條件，按照的條件，按照荷載中心點撓荷載中心點撓度等效原則度等效原則回歸得到的。其回歸得到的。其中，路床、粒料層的泊松比中，路床、粒料層的泊松比取取0.35。23上層板（面層）的荷載疲勞應(yīng)力上層板（面層）的荷載疲勞應(yīng)力 prpscfrprkkk30.65-20.94cbc1.45 101psgsrh pdd3bbb2b12 1e hdv1/3cbt1.21grdde3ccc2c12 1e hdv24貧砼或碾壓砼基層板或者下面層板的荷載疲勞應(yīng)力貧砼或碾壓

16、砼基層板或者下面層板的荷載疲勞應(yīng)力 bpscfbprkk94. 0268. 03/11041. 1sbgbcbpsphrddkf,kc荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)、綜合系數(shù)，按單層板取值；荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)、綜合系數(shù)，按單層板取值；bpr下層板的荷載疲勞應(yīng)力（下層板的荷載疲勞應(yīng)力（mpa）；）；bps設(shè)計軸載設(shè)計軸載ps在下層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力在下層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(mpa)；25最重軸載在上層板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力最重軸載在上層板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力 pmcrpkkmax, 最重軸載最重軸載pm 在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載

17、應(yīng)力（mpa），設(shè)計軸載），設(shè)計軸載ps改為最重軸載改為最重軸載pm（以單軸計，（以單軸計，kn）；）；kr、kc應(yīng)力折減系數(shù)、綜合系數(shù)。應(yīng)力折減系數(shù)、綜合系數(shù)。.maxp94. 0265. 0311045. 1mcgcbpmphddpm26在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力trc-4.481.77e0.131 1hlllbccttttttttclcoshsinhsincossincoshcossinh1rlt3/最大溫度梯度時混凝土面層板最大溫度應(yīng)力最大溫度梯度時混凝土面層板最大溫度應(yīng)力t,max綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)

18、應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)bl混凝土面層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)混凝土面層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)clmax, tttrklgccctbthe2max,2sinhxxeex2coshxxeex27溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)kt.max.maxtbtrttttrfkacf28在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力trc-4.481.77e0.131 1hlllbcc最大溫度梯度時混凝土面層板最大溫度應(yīng)力最大溫度梯度時混凝土面層板最大溫度應(yīng)力t,max綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)bl混凝土面層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)混凝土面層板的

19、溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)cl與單層板公式不同。與單層板公式不同。max, tttrklgccctbthe2max,29下層板的溫度疲勞應(yīng)力不需計算下層板的溫度疲勞應(yīng)力不需計算ttttttttclcoshsinhsincossincoshcossinh111grlt3/43nc43ncggk rdrk rdr 14cbcbnd drddk1cbncb12hhkee溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)cl式中 與雙層板結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)； r 層間接觸狀況參數(shù) (m) ； kn 面層與基層之間豎向接觸剛度，上下層之間不設(shè)瀝青混凝土夾層或隔離層時按公式計算；設(shè)瀝青混凝土夾層或隔離層時，kn 取3000 mpa/m。

20、30.max.max() () rprtrrrptrffbrbprrf31 公路自然區(qū)劃公路自然區(qū)劃區(qū)新建一條高速公路，單向三車道，行車道寬區(qū)新建一條高速公路，單向三車道，行車道寬11.75m。路基土為黃土（低液限粉土），路床頂距地下水位。路基土為黃土（低液限粉土），路床頂距地下水位2.0m，當?shù)卮旨现饕獮榛◢弾r。擬采用碾壓混凝土做基層。應(yīng)交通調(diào)查分當?shù)卮旨现饕獮榛◢弾r。擬采用碾壓混凝土做基層。應(yīng)交通調(diào)查分析得知，設(shè)計軸載析得知，設(shè)計軸載ps=100kn，最重軸載，最重軸載pm=250kn，設(shè)計車道使用，設(shè)計車道使用初期設(shè)計軸載日作用次數(shù)為初期設(shè)計軸載日作用次數(shù)為42000，交通量年平均增

21、長率為，交通量年平均增長率為7%。試。試設(shè)計該路面厚度。設(shè)計該路面厚度。1 交通分析交通分析 高速公路的設(shè)計基準期查表為高速公路的設(shè)計基準期查表為30年，安全等級為一級。臨界荷位年，安全等級為一級。臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)查表取處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)查表取0.22。設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計車道標準。設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計車道標準軸載累計作用次數(shù)按公式計算：軸載累計作用次數(shù)按公式計算：次83010186. 322. 007. 0365107. 014200036511rtrseggnn32 2 初擬路面結(jié)構(gòu)初擬路面結(jié)構(gòu) 相應(yīng)于高速公路的變異水平等級宜為低級。根據(jù)交通荷載等級和相應(yīng)于高速公路的變異水平

22、等級宜為低級。根據(jù)交通荷載等級和變異水平等級查表初擬普通混凝土面層厚度為變異水平等級查表初擬普通混凝土面層厚度為0.30m，碾壓混凝土基，碾壓混凝土基層層0.18m，面層與基層之間設(shè)置，面層與基層之間設(shè)置40mm厚的瀝青混凝土夾層，底基層厚的瀝青混凝土夾層，底基層選用級配碎石，厚選用級配碎石，厚0.20m。水泥混凝土面層板的平面尺寸：長為。水泥混凝土面層板的平面尺寸：長為5.0m，寬從中央分隔帶至路肩依次為寬從中央分隔帶至路肩依次為4m、4m、3.75m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。碾壓混凝土設(shè)縱縫一條，橫縫間距橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。碾壓混凝土設(shè)縱縫一條，橫縫間

23、距5m。硬。硬路肩寬路肩寬3.5m，采用與行車道等厚混凝土并設(shè)拉桿與行車道板相連。，采用與行車道等厚混凝土并設(shè)拉桿與行車道板相連。3 路面材料參數(shù)確定路面材料參數(shù)確定 查表取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為查表取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為5.0mpa，相應(yīng)彎拉彈，相應(yīng)彎拉彈性模量和泊松比取性模量和泊松比取31gpa、0.15；碾壓混凝土彎拉強度標準值為；碾壓混凝土彎拉強度標準值為4.0mpa，相應(yīng)彎拉彈性模量和泊松比取，相應(yīng)彎拉彈性模量和泊松比取27gpa、0.15?；◢弾r為粗?；◢弾r為粗集料的混凝土熱膨脹系數(shù)集料的混凝土熱膨脹系數(shù) 查表取低液限粉土的回彈模量為查表取低液限粉土的回彈模量為95mpa，濕度調(diào)整系數(shù)為，濕度調(diào)整系數(shù)為0.85，計算得路床頂綜合回彈模量為計算得路床頂綜合回彈模量為950.85=80mpa。 級配碎石回彈模量查表取級配碎石回彈模量查表取250mpa，按公式計算板底地基綜合當量，按公式計算板底地基綜合當量回彈模量：回