混凝土路面设计.docx

3、水泥混凝土路面设计 本设计中，拟在 V 区某地建一条二级公路采用水泥混凝土路面，根据交通部颁《公路水泥混凝土路面设计规范》，故选用单轴双轮轴载 BZZ-100 进行计算，设计年限为 20 年，安全等级为三级，变异水平等级 为中级。 交通分析 轴载换算。 根据《公路水泥混凝土路面设计规范》规定，以单轴双轮轴载 100kN 为标准轴载，用 BZZ-100 表示， 标准轴载的计算参数按照下表确定： 表 1 标准轴载的计算参数 标准轴载 标准轴载P(kN) 轮胎接地压强P(MPa) ?N ? n ? ? s i ?1 BZZ-100 100 0.7 iN ( P i i i 100 标准轴载 单圆传压面单量直径d(cm) 两轮中心距 )16 BZZ-100 21.3 1.5d 3.1.2 交通等级 交通分级。 表 2 交通等级 使用初期设计车道日标 设计使用年限 普通混凝土 碾压混凝土 准轴载作用次数Ns 特重 1500 30 25 26 重 200~1500 30 23~25 24~26 中等 5~200 20 21~23 22~24 轻 5 0 2 22 表 3 水泥混凝土路面可靠度设计标准 3.1.3 设计使用年限和累计作用次数。 根据水泥混凝土路面的交通等级，确定其设计使用年限；按下式计算设计使用年限内的标准轴载累计作 用次数。 N ? Ns [(1? ? )t ?1]? 365? e ? 公路等级 高速、一级公路 表 4 车辆轮迹横向分布系数 纵缝边缘处0.17~0.22 二级、三级、四级公路 行车道宽7m 行车道宽≤7m 0.34~0.39 0.54~0.62 初拟路面结构。 根据本设计的技术资料和沿线材料的分布情况，结合路面结构组合设计的原则，拟订路面结构形式。 根据公路等级、交通量等级和变异水平等级查表，拟定本设计的路面结构形式为：普通混凝土面层厚 度为 0.24m。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量 5%），厚 0.18m。垫层为 0.15m 低剂量石灰土稳定土。普通 交 通 等 级特重重公路等级高速一级二级高速一级二级 交 通 等 级 特重 重 公路等级 高速 一级 二级 高速 一级 二级 公路等级 二级 三、四级 三、四级 三、四级 变异水平等级 高 中 高 中 面层厚度(mm) 240~210 230~220 220~200 高 ? 230 中 ? 220 变异水平等级 低 中 低 中 低 中 低 中 面层厚度(mm) ? 260 ? 250 ? 240 270~240 260~230 250~220 250~220 交 通 等 级 中等 轻 水泥混凝土面板和路基模量值的确定。 根据设计资料确定水泥混凝土面板 E 和路基模量 E 值；计算基层顶面的当量回弹模量值。首先，查表 C 0 得出基层顶面的当量回弹模量值，然后，对其进行修正得出计算回弹模量值。 表 6 混凝土弯拉强度标准值 f r 交通等级 水泥混凝土的弯拉强度标准值（Mpa） 钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（Mpa） 特重5.0 6.0 重5.0 6.0 中等4.5 5.5 轻4.0 5.0 注：表中所列的水泥混凝土及钢纤维混凝土弯拉强度标准为我国《公路水泥混凝土路面设计规范》中强制 性条文，在设计混凝土路面结构时，必须严格执行。 表 7 混凝土弯拉弹性模量经验参考值 弯拉强度（Mpa） 抗压强度（Mpa） 弯拉弹性模量（ 103Mpa） 3.5 24.2 25 4.0 29.7 27 4.5 35.8 29 5.0 41.8 31 5.5 48.4 33 表 8 中湿路基路床顶面回弹模量经验参考值（MPa） 材料类型 表 9 回弹模量（Mpa） 基层材料回弹模量参考值范围 材料类型 回弹模量（Mpa） 中、粗砂 80~100 石灰粉煤灰稳定粒料 1300~1700 天然砂粒 150~200 水泥稳定粒料 1300~1700 未筛分砾石 180~220 沥青碎石（粗砾式，20℃） 600~800 级配碎砾石（垫层） 200~250 沥青混凝土（粗砾式，20℃） 800~1200 级配碎砾石（基层） 250~350 沥青混凝土（中砾式，20℃） 1000~1400 石灰土 200~700 多孔隙水泥碎石 （水泥计量 9.5%~11%） 1300~1700 石灰粉煤灰土 600~900 多孔隙沥青碎石 （20℃沥青含量 2.5%~3.5%） 600~800 计算荷载疲劳应力。 按下式计算荷载疲劳应力。 计算温度疲劳应力。  ? ? k k p r f  k ? c ps 按下式计算温度疲劳应力。  ? ? ? c  E hT c g B 检验初拟厚度。 tm 2 x ? ? k ? tr t tm ? ?? ? ?