二级公路路面课程设计计算书.doc

路面设计

1水泥混凝土路面设计（方案一）

1.1路面交通等级

公路混凝土路面设计基准期参考值见下表

表1.1设计基准期参考值

公路技术等级

设计基准期（年）

公路技术等级

设计基准期（年）

高速公路

30

二级公路

20

一级公路

30

三、四级公路

20

本路段设计基准期是20年。

1.1.1标准轴载及轴载当量换算

水泥混凝土路面结构设计以100kN单轴-双轮组荷载为标准轴载。不同轴-轮型和轴载的作用次数，应按式(1.1)换算为标准轴载的作用次数。

(1.1)

式中:Ns——100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；

Pi——单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组或三轴-双轮组轴型级轴载的总重(kN)；

n——轴型和轴载级位数；

——各类轴型级轴载的作用次数；

——轴-轮型系数。

单轴-双轮组：=1.0(1.2)

单轴-单轮组：=2.22×103Pi-0.43(

双轴-双轮组：=1.07×10-5Pi-0.22(

三轴-双轮组：=2.24×10-8Pi-0.22(

轴载当量换算见下表：

表1.2轴载当量换算

轴数

总重Pi(kN)

各级作用次数

轴-轮型系数

标准轴载的作用次数Ns

跃进NJ131

后轴

1

38.2

900

1.0

1.85×10^-4

解放CA390

后轴

1

70.15

490

1.0

1.69

黄河JN162

前轴

1

59.50

640

1.0

0.16

后轴

1

115.0

640

1.0

5988.88

东风XQD5170TGC

后轴

2

75.20×2

300

3.55×

10^-6

0.73

解放CA15

后轴

1

70.38

400

1.0

1.45

总计

5992.91

注：前轴重小于40kN不计。

1.1.2交通调查与轴载分析

设计基准期内混凝土面板临界荷位处所承受的标准轴载累计当量作用次数Ne

N

式中：Ne——

t——设计基准期（年）；

gr——

η——临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，按表1.3选用。

表1.3混凝土路面临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数

公路等级

纵缝边缘处

高速公路、一级公路、收费站

0.17~0.22

二级及二级以下公路

行车道宽7m

0.34~0.39

0.54~0.62

行车道宽≤7m

二级公路的设计基准期为t=20年，临界荷载位处的车辆轨迹横向分布系数取0.54，交通量年平均增长率为6%。设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：

N

由下表可知此段交通等级为特重交通

表1.4公路混凝土路面交通分级

交通等级

特重

重

中等

轻

设计车道标准轴载累计作用次数Ne(×

2000

100~2000

3~100

3

1.2路面结构组合设计

我国水泥混凝土路面安可靠度方法进行设计，不同等级公路的路面结构设计安全等级及相应的设计基准期、可靠度指标和目标可靠度见表1.5

表1.5可靠度设计标准

公路技术等级

安全等级

设计基准期（年）

目标可靠度(%)

目标可靠指标

变异水平等级

二级公路

三级

20

85

1.04

中

混凝土面层板的厚度决定于公路和交通等级，普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或连续配筋混凝土面层板所需的厚度可参考表1.6

表1.6水泥混凝土面层厚度的参考范围

交通等级

特重

公路等级

高速

一级

二级

变异水平等级

低

中

低

中

面层厚度(mm)

≥260

≥250

≥240

初步确定水泥混凝土路面面层厚度为240mm，碾压混凝土基层160mm，底基层采用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚180mm，垫层为150mm低剂量无机结合料稳定土。水泥混凝土面层板的平面尺寸长为4m，宽为3.5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。碾压混凝土不设纵缝，横缝设假缝，间距（板长）4m。

1.3路面材料参数确定

根据规范查表可得路面材料的参数，数据统计填入下表1.7

表1.7路面材料参数

弯拉强度标准值(Mpa)

相应弯拉弹性模量标准值(Gpa)

回弹模量(Mpa)

普通混凝土面层

5.0

31

——

碾压混凝土基层

4.0

27

——

水泥稳定粒料基层

——

——

1300

低剂量无机结合料稳定土垫层

——

——

600

路基土

——

——

40

新建公路的基层顶面当量回弹模量值：

E

E

h

D

a=6.22

b=1-1.44

式中：E0——