汉武大帝的人才观.doc

1、 交通量分析（方案一、方案二)由于路面有一个收费站，各种油类对沥青会有不同程度的污染且宜有车辙，其要求采用水泥混凝土路面。所以，进行普通水泥混凝土路面设计。 1标准轴载与轴载换算 我国公路水泥混凝土路面设计规范以汽车轴重为100kN的单轴荷载作为设计标准轴载，表示为BZZ100。凡前、后轴载大于40KN（单轴）的轴数均应换算成标准轴数，换算公式为： 式中： 100KN的单轴双轮组标准轴数的通行次数； 各类轴轮型；级轴载的总重（KN）； 轴型和轴载级位数； 各类轴轮型i级轴载的通行次数； 轴轮型系数。 表1 轴载换算结果车型（kN）（次/日）跃进NJ230前轴23.701585后轴69.2015851.62解放CA10B前轴19.401905后轴60.8519050.32黄河JN150前轴49.0013850.01后轴101.601385496.32长征XD250前轴37.801295后轴272.603.610-62950.42依士姿TD50前轴42.20114850.01后轴90.0011485275.17菲压特650E前轴33.001245后轴72.0012451.28太脱拉138前轴51.401470.01后轴280.003.510-6470.30775.46则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数:式中： 标准轴载累计当量作用次数； t 设计基准年限30年； 交通量年平均增长率，由材料知，=0.087； 临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数=0.2，见表2。 表2 混凝土路面临界荷位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0.170.22二级及二级以下公路行车道宽7m0.340.390.540.62行车道宽7m二、 初拟路面结构因为交通量100104729.721042000104次，故可知交通属于重交通。由以上可知相应于安全等级为二级的变异水平等级为低级见表3，根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级。 表 3 可靠度设计标准公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路安全等级设计基准期/年目标可靠度/目标可靠指标变异水平等级一级30951.64低二级30901.28低中 三级20851.04中四级20800.84中高方案一： 查规范知：初拟普通混凝土面层厚为250mm；基层选用水泥稳定粒料，厚为200mm；垫层为150mm的低剂量无机结合稳定土，见表4。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m；长为4.5m。 表 4水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级特重 重公路等级高速一级二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度/mm260250240270240260230250220方案二： 查规范知：初拟普通混凝土面层厚为220mm；基层选用沥青稳定碎石，见表5，厚为180mm；垫层为150mm的低剂量无机结合稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m；长为5.0m。 表5 适宜各交通等级的基层类型交通等级基层类型特重交通贫瘠混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层重交通水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层中等或轻交通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层三、确定材料参数取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0Mpa，见表6，相应弯拉弹性模量标准值为31Gpa；路基回弹模量为29Mpa；低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量取600Mpa。 表6 混凝土弯拉强度标准值交通等级特重重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值/MPa5.05.04.54.0方案一：水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa。 表7 垫层和基层材料回弹模量经验参考值范围材料类型 回弹模量（MPa）材料类型回弹模量（MPa）级配碎砾石（基层）250350沥青碎石（粗粒式20）600800石灰土200700沥青混凝土（粗粒式20）8001200石灰粉煤灰600900沥青混凝土（中粒式20）10001400石灰粉煤灰稳定粒料13001700多孔隙水泥碎石（水泥剂量9.5%11%）13001700水泥稳定粒料13001700多孔隙沥青碎石（20沥青含量2.5%3.5%）600800基层顶面当量的回弹模量值计算如下： = = =0.328m =4.35 = = 普通混凝土面层的相对刚度半径为： 方案二： 沥青稳定碎石基层回弹模量取800Mpa。 基层顶面当量的回弹模量值计算如下： = = = = = = 普通混凝土面层的相对刚度半径为： 四、 计算荷载疲劳应力 由下列公式求得： 式中 混凝土板的相对刚度半径（m）； H 混凝土板的厚度（m）； Ec 水泥混凝土的弯沉弹性模量（Mpa）； p 标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载疲劳应力（Mpa）； kr 考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设杆拉的平缝，kr=0.87 0.92，纵缝为不设杆拉的平缝或自由边界kr=1.0，纵缝为设杆拉的企口缝，kr=0.76 0.84，； kc 考虑偏载和动载因素对路面疲劳损坏影响综合系数，按公路等级查下表8；表 8 综合系数kc 公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.10ps 标准轴载Ps在四边自由板的临界荷载处产生的荷载应力（Mpa）。 方案一：根据一级公路、重交通，由路基路面工程查得初拟普通混凝土面层厚度为0.25m。= ，=2.46根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综和系数KC=1.25,则荷载疲劳应力为：=2.460.871.251.045=2.796MPa 方案二：根据一级公路、重交通，由路基路面工程查得初拟普通混凝土面层厚度为0.22m。= ，=2.46根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综和系数KC=1.25,则荷载疲劳应力为：=2.460.871.251.29=3.451MPa 5、 计算温度疲劳应力 方案一：由路基路面工程知，II区最大温度梯度取88/m。板长4.5m，L/r=4.5/0.760=5.92；已知混凝土板厚0.25m，Bx=0.63,见表9。 表9 温度应力系数表 则可知最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力： 表 10水泥混凝土面板的温度梯度值公路自然区划IIIIIIVVVIVII温度梯度Tg/（/m）838890958692838886929398 式中： c 混凝土的温度线膨胀系数 ； Tg 最大温度梯度，Tg=88c/m； Bx 综合温度翘区应力和内应力的温度应力系数； tm 最大温度梯度时土板的温度翘取应力（Mpa）。 = 温度疲劳系数 ，式中a，b和c为回归系数，按所在地区公路自然区划查下表 11。表11 回归系数a，b和c系数公路自然区a0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270 =则温度疲劳应力： 综合，一级公路的安全等级为二级，相应于二级的安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为90。再根据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数，见表12。 表 12 可靠度系数变异水平等级 目标可靠度/% 95908580低1.201.331.091.161.041.08中1.331.501.161.231.081.131.041.07高1.231.331.131.181.071.11，故满足要求。方案二：由路基路面工程知，II区最大温度梯度取88/m。板长5.0m，L/r=5.0/0.705=7.09；已知混凝土板厚0.22m，Bx=0.71。 则可知最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力： = 温度疲劳系数 ，式中a，b和c为回归系数，按所在地区公路自然区划查表 8。 =则温度疲劳应力： 综合，一级公路的安全等级为二级，相应于二级的安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为90。再根据查表7得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数。，故满足要求。六、防冻厚度检验和接缝设计(方案一、方案二）1防冻厚度检验由公路水泥混凝土路面设计规范知，路面防冻厚度为0.5m，而设计路面总厚度为0.60m，由于0.50.60，故满足设计要求。2接缝设计 为避免由温度产生的应力破坏，所以，在混凝土板中设置横缝与纵缝，这段路为重交通，缝中设拉杆，拉杆长0.5m，直径22mm，每隔40cm设置一个。 横向胀缝缝隙宽20mm，缝隙上部5cm深度内浇填缝料拉杆的半段固定在混凝土内，另一半涂以沥青，套上长约10cm的塑料套筒，筒底与杆端之间留有3cm空隙，用木屑与弹性材料填充。 横向缩缝缩缝采用假缝，缝隙宽5mm，深度为5cm. 施工缝施工缝采用平头缝或企口缝的构造形式，缝上深5cm，宽为5mm的沟槽，内浇填缝料。 横缝的布置缩缝间距一般为5m，混凝土路面设置胀缝。 纵缝的设置在平行于混凝土路面行车方向设置纵缝，缝间距3.75cm，设置为假缝带拉杆形式，缝的上部留有5cm的缝隙，内浇注填缝料，缝与横缝一般做成垂直正交，使混凝土具有90的角隅。七、方案的比选 两种方案所选用的板厚与基层材料各不相同。方案一所选普通混凝土面层厚为250mm；基层选用水泥稳定粒料，厚