路基路面

课程设计题目公路自然区划Ⅲ区拟新建一条二级公路,路基回弹模量根据以往经验取30MPa,采用普通混凝土路面,路面宽l6m(双向四车道),经交通调査与预测知设计车道使用初期标准轴载日作用次数为3200,交通量年增长率取4%。试设计该路面厚度。为统一计算结果。补充下列条管平面尺寸设计:板长5m,板宽4m;接缝设计:纵缝采用设拉杆平缝,横缝采用不设传力杆的假缝;初拟路面结构:底基层20cm石灰粉煤灰稳定土,基层18cm水泥稳定碎石。1.交通分析车辆轮迹横向分布系数表2-1-1公路等级纵缝边缘处二级及二级以下公路行车道7m0.34~0.39可靠度设计标准表2-5-5公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路安全等级一级二级三级四级设计基准期（a）30302020目标可靠度（%）95908580目标可靠指标1.641.281.040.84变异水平等级低低~中中中~高由表2-5-1、2-5-5得，二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。根据上述交通的调查，可计算得设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为:次72010287.137.004.0365]1)04.01[(3200365]1)1[(rtrggNsNe交通等级表2-5-8交通等级重设计车道标准轴载累计使用次Ne(104)100~2000因此属于重交通等级2.初拟路面结构相应于安全等级三级的变异水平等级为中级，根据二级公路、重交通等级、中级变异等级,初拟垫层为20cm低剂量无机结合料稳定北,基层为18cm水泥稳定粒料(水泥用量为5%),普通混凝土板厚22cm,板长5.0m,宽4.0m。纵缝为设拉杆平缝横缝为设传力杆的假缝。3.路面材料参数确定混凝土弯拉强度标准值表表2-5-9交通等级特重重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa）5.05.04.54.04钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa）6.06.05.55.0根据上述已知条件,表2-5-9、表F.1与表F.2取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa,相应弯拉弹性模量标准值为31CPa:路基回弹模量取30MPa;水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPa;低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量取800MPa。首先计算基层顶面当量回弹模量:MPahhEhEhEX10242.018.02.080018.0130022222221222121)(07.3)2.0800118.013001(122.08001218.01300)11(4)(121213312211221322311mMNhEhEhhhEhEDx)(330.0102407.312/1233mEDhxXx302.4])301024(51.11[22.6])(51.11[22.645.045.0OxEEa)(79.173)301024(30330.0302.4)(3/1793.03/10MPaEEEahEoxbxt33/179.1733100022.0537.0537.0）（tcEEhr4.荷载疲劳应力计算因此，标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力为：)(245.122.0665.0077.0077.026.026.0MPahrps与混合料材质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配钢筋混凝土，057.0v设计基准期内的荷载疲劳应力系数为：057.07)10287.1(vefNk综合系数kC表2-5-2公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.10由表2-5-2得，取20.1ck考虑接缝传荷能力应力折减系数，纵缝为设拉杆的平缝时，92.0~82.0rk，取84.0rk由此得荷载疲劳应力为：)(188.3245.154.220.184.0MPakkkpsfcrpr5.温度疲劳应力计算最大温度梯度标准值Tg表2-5-3公路自然区划Ⅱ、ⅤⅢⅣ、ⅥⅦ最大温度梯du(℃/m)88～8390～9586～9293～98Ⅲ区最大温度梯度为95（℃/m），当板长为5m，52.7665.0/5/rl表2-5-1由图2-5-1可查普通混凝土板厚h=0.22m,70.0xB5101c/℃所以，最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力为27.270.029522.01031101235xgcctmBhTE水泥混凝土弯拉强度标准值MPafr5表2-5-4回归系数a、b、c由表2-5-4得a=0.885,b=0.041,c=1.335温度疲劳应力系数为：535.0]041.0)527.2(885.0[27.25][355.1bfafkcrtmtmrt）（因此温度疲劳应力计算如下：21.127.2535.0tmttrk6.板厚验算由于安全等级为三级，表2-5-5与表2-5-7得，相应的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%。由目标可靠度和变异水平等级可确定可靠度系数为：13.1r表2-5-7公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路安全等级一级二级三级四级设计基准期（a）30302020目标可靠度（％）95908580目标可靠指标1.641.281.040.84变异水平等级低低～中中中～高由于：)(0.5)(97.4)21.1188.3(13.1)(MPafMPartrprr因而，所选的普通混凝土厚度22cm是合适的。