水泥混凝土路面设计计算

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公路等级二级公路变异水平的等级中级可靠度系数113面层类型普通混凝土面层序号车型名称前轴数前轴重KN后轴重KN后轴数后轴数拖挂部分拖挂部分轴重交通量1黄河JN15014910161001902日野KF300D14075792001703依士兹TD50142280100604标准轴载BZZ100101001006335交通SH141123635200626解放CA10B119460851004367斯柯达706征XD98013717265200739东风CS938124702008110尼桑CK10G1392510431006911东风SP913512027232008612日野KB22215027610097行驶方向分配系数05车道分配系数075轮迹横向分布系数055交通量年平均增长率6设计轴载100KN最重轴载1043KN路面的设计基准期20年设计车道使用初期设计轴载日作用次数412设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数3042500NE路面承受的交通荷载等级重交通荷载等级混凝土弯拉强度5MPA混凝土弹性模量31000MPA混凝土面层板长度5M地区公路自然区划5面层最大温度梯度88/M接缝应力折减系数087混凝土线膨胀系数10106/初拟基垫层类型新建公路路基上修筑的基垫层拟普通混凝土面层厚度为024M，石灰土层厚度为018M，级配碎石层为03M路基回弹模量取30MPA层位基（垫）层材料名称厚度MM材料模量MPA1水泥稳定粒料20020002石灰稳定粒料30015003新建路基30板底地基当量回弹模量ET140MPA基层顶面当量回弹模量计算公式如下（7310EAHXBXT15）（7212HX16）（717）3XXED（718）1212132314HEHHX719506EAX7205041BX式中基层顶面的当量回弹模量，MPA；TE路床顶面的回弹模量，MPA；0基层和底基层或垫层的当量回弹模量，MPA，按式（5）计算；X、基层和底基层或垫层的回弹模量，MPA；1E2基层和底基层或垫层的当量厚度，M，按式（6）计算；XH基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度（MNM），按式（7）计算；XD、基层和底基层或垫层的厚度（M）1H2A、B与有关的回归系数，按式（8）和式（9）计算；0EX由以上计算公式计算基层顶面当量回弹模量如下179508（MPA）212HEX221508121213234HEHDX13350180450850805160326（M）312XXEDH087956509406AX45038179520855041EBX04123035（MPA）30AHXBXT31850087932695普通混凝土面层的相对刚度半径按公式计算得067（M）357TCEHR3521457荷载疲劳应力2PARNMS式中P标准轴载，KN；H混凝土板厚度，M；R混凝土板的相对刚度半径，M；A，M，N与轴型有关的回归系数，见下表。表715荷载应力公式中的回归系数轴型ABC单轴单轮00018004900881单轴双轮00011905970905双轴双轮000059905850893三轴双轮000039504930892则标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为105（MPA）2607HRPS26047因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷的应力折减系数087，考虑设计基准期RK内荷载应力累积疲劳作用的疲劳应力系数234，根据公FKVEN057613路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数120。CK按公式（721）PSCFRPK式中标准轴在临界荷位处产生的荷载疲劳应力，MPA；PRSP标准轴在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力，MPA；SS应力传荷系数；纵缝为设拉杆的平缝时，087092（刚性和RKRK半刚性基层取低值，柔性基层取高职）；纵缝为不设拉杆的平缝或自由边时，10；纵缝为设拉杆的企口缝时，076RKRK084；计算得到荷载疲劳应力为256（MPA）PSCFRPK051234870温度疲劳应力查表可知区最大温度梯度取88（/M）。板长5M，L/R5/0707707，查图，得普通混凝土板厚H024M，064。最大温度梯度时混凝土板的温度翘XB曲应力计算为209（MPA）（7XGCTMBHTE2031284310522）式中最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力，MPA；TM混凝土的线膨胀系数（1/），通常可取为；C/105最大温度梯度标准值；GT综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数，可查图得到；XB最大温度梯度标准值GT公路自然区划、最大温度梯度/M8388909586929398温度疲劳应力系数，由公式计算得TK053（723）BFAFCRTMTRT0415928031式中A、B和C回归系数，按所在地区的公路自然区划查表确定表717回归系数A、B和C公路自然区划系数A082808550841087108370834B004100410058007100380052C132313551323128713821270再由公式计算温度疲劳应力为053209111（MPA）（724）TMTRK查表，二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85。再由查的的目标可靠度和变异水平等级，查表确定可靠度系数113。R表718可靠度系数目标可靠度（）变异水平等级95908580低120133109116104108中133150116123108113104107高123133113118107111由公式415MPA50MPA（725）TRPR15621