水泥混凝土路面工程课程的设计.doc

《水泥混凝土路面工程》 课程设计 一、设计资料 青海某地拟建一条公路，交通调查如下：解放CA10B车950辆/日，黄河JN150车200辆/日，东风EQ140车250辆/日，交通SH141车800辆/日，交通量平均增长率为7%，土质为中液限粘土，平均稠度为1.08，土基回弹模量E0=45MPa,季节性冰冻地区，冰冻深度为1.2米。详细交通组成表如下： 车型PiC1C2解放CA10B前轴19.411后轴60.8511黄河JN150前轴49.0011后轴101.6011东风EQ140前轴23.7011后轴69.2011交通SH141前轴25.5511后轴55.1011 二、设计内容 1、根据设计资料要求，确定路面等级和面层等级； 路面等级：路面等级由公路等级划分，而公路等级又由交通量确定。水泥混凝土路面设计年限取20年，则由已知的：“解放CA10B车950辆/日，黄河JN150车200辆/日，东风EQ140车250辆/日，交通SH141车800辆/日，交通量平均增长率为7%”，按交通量计算公式： 可计算出交通量=4510辆/日。 换算成小客车的交通量=4510*2=9020辆/日（换算系数为2）。 由此查公路分级与技术标准（道勘P7）可知此公路等级为双车道的二级公路。 则路面等级查表（教材P25表1-11）可知为高级路面。 换算为标准轴载的作用次数： 轴载换算 车型Pi解放CA10B前轴19.419500后轴60.8519500.3400黄河JN150前轴49.0012000.0022后轴101.601200257.8276东风EQ140前轴23.7012500后轴69.2012500.6913交通SH141前轴25.5518000后轴55.1018000.0577 由(表16-20教材P479），二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。由(表16-3教材P456）横向分布系数为0.39。交通量年平均增长率7%。 则设计基准???内设计车道标准轴载累积作用次数为 查(表16-4教材P459）可知路面面层等级为重交通。 2、初拟路面结构 由(教材P477)查的，初拟普通水泥混泥土路面层厚度为h=0.26m, 基层选用水泥稳定碎石（水泥用量为5％），厚为h1=0.22m。底基层厚度为h2=0.20m的级配碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为3.75m,长为5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。 3、材料参数的确定 （1）混泥土的设计弯拉强度与弹性模量 由(表16-11教材P474）取普通混泥土面层的弯拉强度标准值,相应弯拉弹性模量标准值为 （2）土基的回弹模量 路基回弹模量取。由表16-14（教材P474）水泥稳定粒料基层回弹模量取，天然砂砾回弹模量取。 按式16-53教材P481，计算基层顶面当量回弹模量如下： 普通混凝土面层的相对刚度半径按（16-52bP481）计算为 4、荷载疲劳应力计算 按式（16-52aP481），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为 因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据公路等级，由《公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)》附录B，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数 按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为 5、温度疲劳应力 由（表16-28教材P483），VII区最大温度梯度区98℃/。板长，由（图16-14教材P483）可查普通混凝土板厚,, 按（式16-56教材P483），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为 温度疲劳应力系数，由（表16-29教材P484）可得，自然区划为VII区，式中：a=0.834,b=0.052,c=1.270.按（式16-57教材P483）计算为 再由(式16-55教材P483）计算温度疲劳应力为 6、可靠度计算 查(表16-20教材P479)，二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%，再根据查的目标可靠度变异水平等级，查(表16-22教材P480），确定可靠度系数，按式（式16-48教材P480）：