A71.859公里四级公路路面宽度为7m（计算书、施工概预算、CAD图24张）
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A71.859公里四级公路路面宽度为7m（计算书、施工概预算、CAD图24张）,a71,公里,千米,公路,路面,宽度,计算,施工,预算,cad,24
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第三章 公路路面结构设计- 28 -第三章 公路路面结构设计3.1 刚性路面结构设计3.1.1 水泥混凝土路面结构设计根据公路水泥混凝土路面设计规范JTG D402002，及课本路基路面工程计算轴载分析。3.1.1.1 轴载分析(1) 标准轴载与轴载换算路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载表 3-1 轴载换算表 车型 iPiiN（次/日） (次/日)解放 CA10B 后期 60.85 1 400 0.1413前轴 49.00 1 100 0.0011黄河 JN150后轴 101.60 1 100 128.91前轴 50.00 1 60 0.0014斯柯达 706R后轴 90.00 1 60 16.68前轴 42.20 1 20 0.0001依士兹 TD50后轴 90.00 1 20 9.2651长征 XD980 后轴 55.10 1 50 0.0058小汽车 40061)0(niisPN142.0274注：小于 40kN 的单轴载和 80kN 双轴不计-单（双）轴重；iP-轴载系数 单轴时 i1i第三章 公路路面结构设计- 29 -双轴时 50.21.7i iP设计车道轴载为 Ns=142.0274 0.8=113.62 次/日按照设计交通分级，可知该交通等级为轻交通，设计使用年限 10 年。(2) 累计作用次数根据设计规范，其可靠度设计标准的安全等级查路基路面工程表 5-18为三级，四级公路混凝土路面设计年限取 10 年，车轮轮迹横向分布系数取0.55，年平均交通增长率为 6.0%.累计作用次数： 1036513.62.86479.8tseN次3.1.1.2 初拟板尺寸相应于安全等级为三级的变异水平为中级，据四级公路、中等交通和中级变异水平。初拟普通混凝土面层厚度为 0.20m。基层选用 6%水泥稳定粒料，厚0.15m，垫层为 0.15 米的低剂量无机结合料稳定土，普通混凝土板的平面尺寸为宽 3m，长 4m。3.1.1.3 路面材料参数确定按路基路面工程表 16-23 和表 16-25，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 4.5 ，相应弯拉弹性模量标准值为 29 。MPaGPa查路基路面工程表 16-14，路基回弹模量取 30 ，查表 16-27 低剂M量无机结合料稳定土垫层回弹模量 600 ，水泥稳定粒料回弹模量取 1300。a第三章 公路路面结构设计- 30 -按路基路面工程式 16-51 计算基层顶面当量回弹模量如下：2 221230.1560.950XhEMPa332112112()().4hDx kNmEh3/0.89xxDa= 0.456.21.()236XOE0.5.()78XOb1/30().bXtxOEahMPa普通混凝土面层的相对刚度半径按路基路面工程式 16-52b 为：330.57/0.57.290/15.7069CtrhEm3.1.1.4.荷载疲劳应力标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算按路基路面工程式 16-52a为： 0.620.627.711.43psrhMPa因纵缝为不设拉杆自由边界，接缝传荷能力的应力折减系数 =1.0.考虑设rk计基准期内荷载应力累计疲劳应力系数 50.7(4.372981)29vfekN第三章 公路路面结构设计- 31 -根据公路等级，由路基路面工程表 16-24，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数 。1.0ck荷载的疲劳应力按下式计算： 1.029671.43.269prpsKfc MPa3.1.1.5 温度应力由路基路面工程表 16-28， 区最大温度梯度取 88 。板长co4m。l/r=4/0.88=4.55,由图 16-14 查普通混凝土板厚 h=0.2m 时，Bx=0.65.最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力按式 16-56 为：=1.6651029.80.652cgtmxaEhTB MPa温度疲劳应力系数 ,按下式计算，查路基路面工程表 1629 可得，tk自然区划为区，式中 a=0.828,b=0.041,c=1.323. 为tk=0.4561.3256()0.8()041ctmrttrfkab温度疲劳应力为：=0.7570.456.trtmkMPa查路基路面工程表 16-20，目标可靠度为 80%，根据目标可靠度和变异水平等级，查表 16-22，确定可靠系数 1.04r=4.25MPa()1.04(3.2690.75)rptr4.5rfMPa因而，所选普通混凝土面层厚度为 0.2m 可以承受设计基准期内荷载应力第三章 公路路面结构设计- 32 -和温度应力的综合疲劳作用。路面结构图详见附录图纸。3.2 半刚性路面结构设计3.2.1 沥青路面结构设计3.2.1.1 交通量分析(1) 根据公路沥青路面设计规范JTGD50-2006,及课本路基路面工程 ，对预测交通量组成及年平均日交通量进行计算。对于设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力时，凡轴载大于 25kN 的各级轴载（包括车辆的前 后轴）Pi 的作用次数 Ni，均采用下式进行换算成标准轴载为 P 的当量作用次数 N。35.421nCNiki轴载分析路面设计以双轮单轴载 100kN 为标准轴载。a.当以设计弯沉为指标验算表 3-2 轴载换算结果汇总表（以弯沉为标准时） 车型 iP1C2（次/日）in(次/日)N解放 CA10B 后期 60.85 1 1 400 46.09前轴 49.00 1 6.4 100 28.74黄河 JN150后轴 101.60 1 1 100 107.15前轴 50.00 1 6.4 60 28.25斯柯达706R 后轴 90.00 1 1 60 56.91前轴 42.20 1 6.4 20 7.5依士兹TD50 后轴 90.00 1 1 20 18.94前轴 37.1 1 6.4 50 6.00长征 XD980后轴 72.65 2.2 1 50 38.36小汽车 400第三章 公路路面结构设计- 33 -35.412)(niiPCN257.24设计车道轴载为 N1=257.24 0.65=167.2 次/日四级公路沥青路面设计年限 6 年，两车道的车道系数为 0.6-0.7，取 0.65，则设计使用期累计当量轴次为： 611350.13567.205698/terNN次 日b 验算半刚性基层层底拉应力时计算结果如下表所示：表 3-3 轴载换算结果汇总表（半刚性基层层底拉应力验算） 车型 iP1C21（次/日）in(次/日)N解放 CA10B 后期 60.85 1 1 200 3.76前轴 49.00 1 18.5 100 6.15黄河 JN150后轴 101.60 1 1 100 113.54前轴 50.00 1 18.5 60 3.61斯柯达706R 后轴 90.00 1 1 60 21.52前轴 42.20 1 18.5 20 0.37依士兹TD50 后轴 90.00 1 1 20 8.61前轴 37.1 1 18.5 50 0.332长征 XD980后轴 72.65 3 1 50 11.64小汽车 400812)(niiPCN172896设计车道轴载为 N1=172.896 0.65=112.3824 次/日则用于半刚性基层层底拉应力验算的累计当量轴次为：第三章 公路路面结构设计- 34 -61 13650.1352.840.65189/terNN次 日3.2.1.2 路面结构设计经计算，路面设计使用年限内一个车道上累计标准轴次为小于 300 次，410根据公沥设规知，面层宜选用沥青混凝土，又因为路面所承受轻通量重，因此采用单层式结构，即表面层采用 4cm 厚细粒式密级配沥青混凝土。基层和底基层分别采用刚性较高，水稳定性较好的 15cm 厚 6%水泥稳定风化料层和 15cm 厚的 5%水泥稳定风化料层。3.2.1.3 土基回弹模量的确定该路处于5 区，且路基处于干燥状态，由表 14-9，14-10 得，w=1.05，表14-11 得土基回弹模量 Eo=46.5MPa。3.2.1.4 确定各层材料的抗压模量与劈裂强度查表 14-15 和表 14-16，按设计弯沉计算厚度时采用 20 抗压模量，细粒0C式沥青混凝土 1400 ，验算面层底弯拉应力时采用 15 抗压模量，细粒式MPa沥青混凝土 2000 ， 6%水泥稳定风化料层 1300 ，5%水泥稳定风化料MPa层 1200 。各层材料劈裂强度：细粒式沥青混凝土 1.4 ， 6%水泥稳定风化料层 0.5 ，5%水泥稳定风化料层 0.45 .a3.2.1.5 设计指标的确定a 弯沉设计设计弯沉按式 14-21 计算，四级公路，取 Ac=1.2，面层为沥青混凝土，取As=1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于 20cm，取 =1.0BA设计弯沉： 0.2 40.2660(13)143.562(01)deCSBLNA m 第三章 公路路面结构设计- 35 -B 各验算层材料容许拉应力spRk/细粒式密级配沥青混凝土：=0.09 1 =1.80CeasANk/09.2.0.28974/1=1.4/1.8=0.78SPRK/MPa6%水泥稳定风化料：0.135/.43seCkNA=0.5/1.43=0.35SPRK/Pa5%水泥稳定风化料：0.135/.43seCkNA=0.45/1.43=0.31SPRK/MPa3.2.1.6 设计参数汇总经计算，路面设计弯沉值为 36.468（0.01mm） ，路面各设计计算参数如下表所示：表 3-4 设计参数汇总表 材料名称 厚度（cm） 20 抗压模量C0（ ）MPa15 抗压模量0（ ）Pa容许拉应力（ ）MPa细粒式沥青混凝土 4 1400 2000 0.786%水泥稳定风化料 15 1300 3500 0.355%水泥稳定风化料 15 1200 3200 0.31第三章 公路路
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