水泥混凝土路面面层厚度验算、水泥混凝土加铺层厚度验算.docxVIP

（资料性）

水泥混凝土路面面层厚度验算

自然村（组）水泥混凝土路面设计计算与城镇道路路面、公路水泥混凝土路面设计不大相同，无论是荷载（轴载、轮压）、车速、气候、环保、自然环境、土质、安全等级、材料等都有较大差异，所以在结构设计计算时与其它高等级公路有所区别，但计算原理、理论、方法还应参照并符合JTGD40规定。

新建水泥混凝土路面厚度验算

新建水泥混凝土路面板应力分析及厚度计算主要参照JTGD40附录B进行计算。

水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作用，产生疲劳断裂作为设计的极限状态。水泥混凝土路面可靠度系数γc按公式A.1计算：

γc（σpr+σtr）≤fr (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式\r11)

式中：

γc——水泥混凝土路面可靠度系数，根据目标可靠度及变异水平等级，取1.0～0.9；

σpr——面层板在临界荷位处产生的行车荷载疲劳应力，MPa；

σtr——面层板在临界荷位处产生的温度梯度疲劳应力，MPa。

设计轴载在面层板临界荷位处产生的荷载疲劳应力计算。

σpr=kr﹒kf﹒kc﹒σps (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式2)

式中：

kr——考虑接缝传荷能力的应力折减系数，取值0.87；

kf——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；

kc——考虑计算理论与实际差异以及动载等因素影响的综合系数，系数取1.0；

σps——四边自由板临界荷载下的应力。

kf=Neλ (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式3)

式中：

Ne——设计基准期内，设计轴承累计作用次数，按设计标准计算约为27313；

λ——材料疲劳指数，普通混凝土取0.057。

σps=1.47×10-3r0.70hc-2Ps0.94 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式4)

r=1.21(Dc/Et)1/3 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式5)

Dc=Echc3/12(1-vc2) (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式6)

式中：

hc——混凝土面层板的厚度（m）；

Ps——设计轴载的单轴重（kN）；

Dc——混凝土面层板的截面弯曲刚度（MN﹒m）；

Et——板底地基当量回弹模量（MPa）

Ec——混凝土面层板的弯拉弹性模量（MPa）；

vc——混凝土面层板的泊松比。

Et=（Ex/E0）αE0 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式7)

α=0.86+0.26lnhx (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式8)

Ex=(h12E1+h22E2)/(h12+h22) (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式9)

式中：

Ex——粒料层的当量回弹模量(MPa)；

E0——路床顶综合回弹模量(MPa)；

α——与粒料层总厚度hx有关的回归系数；

hx——粒料层的总厚度(m)；

E1、h1——混凝土面层的回弹模量(MPa)与厚度(m)；

E2、h2——稳定土基层的回弹模量(MPa)与厚度(m)。

在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力应按式A.10计算。

σtr=Ktσtm (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式10)

式中：

σtr——面层板临界荷位处的温度疲劳应力(MPa)；

kt——考虑温度应力累计疲劳作用的温度疲劳应力系数；

σtm——最大温度梯度时面层板产生的最大温度应力(MPa)。

σtm=αcEchcTgBL/2 (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式11)

式中：

αc——混凝土的线膨胀系数；

Tg——公路所在地50年一遇的最大温度梯度；

BL——综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数。

BL=1.77e-4.48hcCL-0.131(1-CL) (STYLEREF附录标识\l\n\tA.seq附录公式12)

CL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcoshtQUOTECL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcoshtQUOTECL=1-sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcosht (STYLERE