水泥路面结构计算书2016.doc

新建水泥混凝土路面厚度计算书1、原始资料 水泥混凝土路面设计 设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 道 路 等 级 : 停车场-按城市支路设计 变异水平的等级 : 中 级 可 靠 度 系 数 : 1.13 面 层 类 型 : 普通混凝土面层 序 路 面 行 驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交通量 号 车 辆 名 称 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 (kN) (kN) (kN) (kN) 1 双后轴货车 1 55 0 0 1 56 0 0 400 2 单后轴客车 1 17 1 26.5 0 0 0 0 4000 行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1 轮迹横向分布系数 .39 交通量年平均增长率 5 混凝土弯拉强度 4.5 MPa 混凝土弯拉模量 29000 MPa 混凝土面层板长度 5m 地区公路自然区划 面层最大温度梯度 88 /m 接缝应力折减系数 .87 2.交通分析路面的设计基准期 : 20 年=51776设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为51776，为中等交通。根据规范表3.0.6，水泥混凝土弯拉强度不得低于4.5MPa。3、初拟路面结构 初拟水泥混凝土路面厚度为： 0.2m，基层选用5%半刚性材料水泥稳定碎石，厚度为0.20m，水泥混凝土面板长度为：5m，宽度为4m。纵缝为设拉杆平缝。4、路面材料参数确定 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)混凝土弯拉强度标准值可确定混凝土弯拉强度标准值为：4.5MPa。根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值可确定弯拉弹性模量为29000MPa。路基回弹模量选用:20 MPa。基层回弹模量选用1500Mpa。按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)计算基层顶面当量回弹模量如下： Ex=(h1h1E1+h2h2E2)/(h1h1+h2h2)=1500(MPa) Dx=（E1h13+E2h23）12+(h1+h2)241(E1h1)+1(E2h2)(-1)= 4 (MN-m) hx=(12Dx/Ex)(1/3)= (124/1500)(1/3)=0.317(m) a=6.221-1.51(Ex/E0)(-0.45)= 6.221-1.51(1500/20)(-0.45)=4.874 b=1-1.44(Ex/E0)(-0.58)= 1-1.44(1500/20)(-0.58)=0.866Et=ahxbE0(Ex/E0)(1/3)= 4.8740.3170.86620(1500/20)(1/3)=152.03(MPa)基层顶面当量回弹模量 : 152 MPa5、荷载疲劳应力计算混凝土面板的相对刚度半径r：r=0.537h (Ec/Et)(1/3)=0.618m标准轴载载临界处产生的荷载应力：ps=0.077r0.6h(-2)=0.0770.6180.6 0.2(-2)=1.442(MPa)由于纵缝形式为设拉杆平缝故接缝传荷能力的应力折减系数为Kr=.87路面普通混凝土，可取v=0.057设计基准年内荷载应力的累计疲劳作用的疲劳应力系数计算为： kf=Nev=517760.057=1.86 按公路水泥混凝土路面设计规范综合系数Kc确定偏载和动载等因素对路面疲劳影响的综合系数为kc=1.2,计算荷载的疲劳应力pr =krkfkcps =0.871.861.21.442=2.795(MPa)6、温度疲劳应力计算混凝土膨胀系数ac=0.00001，Ec=29000，最大温度梯度为Tg =88/m。据l/r=50.618=8.09及板厚h=0.2m，由公路水泥混凝土路面设计规范可确定温度应力系数Bx=0.63，按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P41公式B.2.2可计算混凝土板的翘曲应力为： tm=acEchTgBx2=110（-5）290000.2880.632=1.608(MPa)根据公路水泥混凝土路面设计规范,，回归系数取值a=0.841，b=0.058，c=1.323，计算温度疲劳应力系数为：kt=frtma(tm fr)c-b=4.51.6080.841(1.6084.5)1.323-0.058=0.441 由公路水泥混凝土路面设计规范，可计算温度疲劳应力为： tr=kttm=0.4411.608=0.709MPa 本项目道路变异水平的等级 : 中级，可靠度系数 : 1.13 7、综合应力计算