砼路面加铺沥青计算书

本道路工程为城市支路或四级公路标准，罩面层厚度设计参照公路水泥混凝土路面设计规范及城镇道路路面设计规范，并结合以往实施的小区沥青路面工程实践经验，综合考虑防止反射裂缝的要求及沥青混合料类型进行。（1）交通分析根据《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）（以下简称规范）表3.0.1，四级公路的设计基准期为10年。由表A.2.4，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.54。取交通量年平均增长率为3%，按式A.2.4计算，剩余设计基准期内设计车道设计荷载累计作用次数：rtrseggNN365]1)1[(（A.2.4）Ne——设计基准期内设计车道所能承受的设计荷载累计作用次数（轴次/车道）；t——设计基准期(a)；rg——基准期内货车交通量平均增长率(以分数计)；η——临界荷位处的车辆轮迹分布系数，按表A.2.4选用，本工程选取参数0.54。4101026.254.003.0365]1)03.01[(10365]1)1[(rtrseggNN次由规范表3.0.7可知，属轻交通等级。（2）初拟路面结构根据规范8.6.4条的规定，初拟沥青混凝土面加铺层厚度为0.09m，由40mm细粒式沥青混凝土和50mm中粒式沥青混凝土两层组成。（3）混凝土基层刚度半径混凝土基层的弯拉强度标准值为4.5MPa，相应的弯拉弹性模量为29GPa，泊松比为0.15。粗集料为砾石的混凝土热膨胀系数c=10×10-6/℃。基层顶面当量回弹模量tE取300MPa。按式（B.2.2-3）计算混凝土面层板的弯曲刚度cD：mMNhEDcccc42.14)15.01(1218.029000)1(122323按式（B.2.2-2）计算路面结构总相对半径gr：mEDrtcg44.0)30042.14(21.1)(21.13131（4）荷载疲劳应力按式（B.2.2-1），设计轴载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力计算：MPaPhrscps937.110018.044.01047.11047.194.0270.0394.0270.03MPaPhrmcpm479.213018.044.01047.11047.194.0270.0394.0270.03由mhc18.0,tcEE=29000/300=96.67,查图C.1.2得，a=1.97。按式（C.1.2-1）、式（C.1.2-2）计算有沥青混凝土上面层的混凝土基层板在设计轴载和极限荷载作用下临界荷位处产生的荷载应力为：MPahpsaapsa594.1937.1)09.097.11()1(MPahpmaapma039.2479.2)09.097.11()1(按式（B.2.3-1）计算疲劳应力系数：77.1)1026.2(057.04efNk按B.2.1条，取应力折减系数rk=1，综合系数ck=1按式（B.2.1）计算混凝土面层的荷载疲劳应力，按式（B.2.6）计算最大荷载应力：MPakkkpsacfrpr821.2594.1177.11MPakkpmacrp039.2039.211max,（5）温度疲劳应力根据表3.0.10，Ⅳ区，无沥青上面层时，温度梯度为89℃/m，ah=0.09m时，查表C.2.1得温度梯度修正系数t=0.645，则温度梯度gT=89×0.645=57.4℃/m。按式（B.3.3-1）、式（B.3.3-3）计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数LB：03.344.0343rLt085.1)03.3cosh()03.3sinh()03.3sin()03.3cos()03.3sin()03.3cosh()03.3cos()03.3sinh(1coshsinhsincossincoshcossinh1ttttttttCL869.0)085.11(131.0085.177.118.048.4eBL按式（B.3.2）计算最大温度梯度时混凝土板最大温度应力为：301.1869.024.5718.029000101026max,LgccctBThEMPa查表B.3.4，Ⅳ区，t=0.841，tb=1.323，tc=0.058。温度疲劳应力系数tk，按式（B.3.4）计算：363.0]058.0)5.4301.1(841.0[301.15.4])([323.1max,max,tbrtttrtcffkt按式（B.3.1）计算混凝土板温度疲劳应力：MPaktttr472.0301.1363.0max,由ch=0.18m和MPaEc29000，查图C.2.1，得a,=0.96按式（C.1.2-1）、式（C.1.2-2）计算有沥青混凝土上面层的混凝土基层板温度疲劳应力和最大温度应力：MPahtraatra513.0472.0)09.096.01()1(,MPahtaatma414.1301.1)09.096.01()1(max,,（6）结构极限状态校核查表3.0.1，四级公路的安全等级为三级，目标可靠度为70%，变异水平等级为中级。再查规范P62表3-1，确定可靠度系数r=1.1，按式（3.0.4-1）和式（3.0.4-2）计算：667.3)513.0821.2(1.1)(traprr≤rf=4.5MPa798.3)414.1039.2(1.1)(max,tmapr≤rf=4.5MPa因而，所选沥青混凝土加铺层厚度（0.09m）,使得混凝土基层不仅可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用，也可以承受最重荷载在最大温度梯度时的一次作用。