路基路面课程设计123456

1、山东交通学院 路基路面工程 课程设计院(系)别 交通土建工程学院专 业 土木工程 班 级 土升141 学 号 140714108 姓 名 孙运石 指导教师 胡朋 成 绩 二一五年十二月目录一、 新建沥青混凝土路面设计21、交通分析及设计弯沉值的确定。22、土基回弹模量的确定83、结构组合与材料的初选定84、各层材料抗压模量与劈裂强度的确定95、相关设计指标的确定106设计资料总结：12二、旧路（沥青混凝土路面）补强设计20三 、新建水泥混凝土路面设计23交通分析23 方案一261、初拟路面结构262、路面材料参数确定273、荷载疲劳应力284、温度疲劳应力295、应力复核30方案二301、初拟

2、路面结构302、路面材料参数确定303、荷载疲劳应力314、温度疲劳应力315、应力复核32四、相关图纸33五、设计心得体会40六、主要参考文献41一、 新建沥青混凝土路面设计1、交通分析及设计弯沉值的确定。1.1轴载分析 设计年限内一个车道的累计当量轴次数计算（确定路面等级）。序号汽车车型前轴重KN后轴重KN后轴数后 轮组 数后 轴距（m）作用次数次日1跃进NJ13120.2038.201双4402三菱T653B29.3048.001双2803黄河JNl62A62.28116.221双3004汉阳HY48070.0095.002双31505鞍山AS917023.5080.402双32001.

3、1.1 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，各级轴载Pi的作用次数ni，匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。根据公路沥青路面设计规范公式 3.1.2-1 跃进NJ131 （次/日）三菱T653B（次/日）黄河JNl62A （次/日）汉阳HY480由于后轴距3，故=1+1.2（m-1）=1+1.2*（2-1）=2.2（次/日）鞍山AS9170（次/日）N总=9.37+20.09+821.64+467.45+157.2=1475.75（次/日）1.1.2当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各级轴载Pi的作用次数ni，匀应按下式换算成标准轴

4、载P的当量作用次数N。 跃进NJ131 （次/日）三菱T653B（次/日）黄河JNl62A（次/日）汉阳HY480由于后轴距3，故=1+ 2（m-1）=1+2*（2-1）=3（次/日）鞍山AS9170（次/日）N总=0.22+1.07+1124.18+458.51+69.87=1653.85（次/日） 车 型Pi (kn)ni(辆/日)N （次/日）（次/日）C1C2C1C2跃进NJ131前轴20.2044016.42.68118.50.02后轴38.20440116.69110.20 三菱T653B前轴29.3028016.48.59118.50.28后轴48.002801111.50110

5、.79黄河JNl62A前轴62.2830016.4244.75118.5125.63后轴116.2230011576.8911998.55 汉阳HY480前轴70.0015016.4203.45118.5159.97后轴95.01502.21264.0031298.54鞍山AS9170前轴23.5020016.42.35118.50.03后轴80.4020021154.852169.84合计-1475.75-1653.851.1.3 N 和N汇总得下表：1.1.4计算设计年限内一个车道上的累计当量轴次数拟建一级公路，路面的设计年限为15年， 车道系数，取=0.5 。因为在设计年限内交通量年增长

6、率不一样，2020年前是10%，之后是8%。所以计算设计年限内一个车道上的累计当量轴次数是要分开计算。1.1.4.1 计算路面设计弯沉及验算沥青层层底拉应力时用的设计年限内一个车道上的累计当量轴次数。年增长率为10%时的计算起算年 （次/日）；所以2015-2020年的轴载次数是：（次）年增长率为8%时的计算设计年限起算年2020年的轴载次数 Ns总=1988868.348+7600495.236=9589363.584（次） （次） 故应属于高级路面。1.1.4.2 计算半刚性基层层底拉应力验算时用到的设计年限内一个车道上的累计当量轴次数。年增长率为10%时的计算起算年 所以：2015-20

7、20年的轴载次数是年增长率为8%时的计算设计年限起算年2020年的轴载次数 Ns总=2229653.95+8520669.01=10750322.96（次）1.2 路面设计弯沉值的计算AC ：公路等级系数 一级公路取1.0; AS：面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；沥青表面处治为1.2；中、低级路面为1.3；热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为1.1 Ab基层类型系数，对于半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时为1.0; Ne：设计年限内一个车道上的累计当量轴次数=9589363.584次。2、土基回弹模量的确定按路基土类与干湿类型，确定该路段土基弹性模量。2.1由原始

8、材料可知：路床表面至地下水位的高度H= 2.0 m，土质为棕粘性土，地区所在的自然区为5。万德臣编著的路基路面工程第19页表2.2.4得 得K36+300K38+460段：土基的干湿类型属中湿类型。2.2由土基的干湿类型，万德臣编著的路基路面工程第16页表2.2.2得其分界稠度： ,内插算出土基的平均稠度2.3由路基土的平均稠度，万德臣编著的路基路面工程第367页表16.6.2得平均稠度为对应的土基回弹模量2.4该路为一级公路，由沥青路面设计规范说明，采用重型击实试验标准时，土基回弹模量E0提高15%30%.取。3、结构组合与材料的初选定计算得设计年限内一个行车道上的累计标准轴次数为1075万

9、次左右。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿线有大量碎石、水泥和石灰建筑材料，并可从就近火电厂运取足够粉煤灰，所以路面结构面层采用沥青混凝土(15cm)，基层采用水泥稳定碎石(取25cm)，底基层采用石灰土(厚度待定)。规范规定一级公路的面层由二至三层组成。查规范中的第四节沥青路面的4.2高级路面中的表4.2.1“沥青混合料类型的选择(方孔筛)”，采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土抗滑表层(厚度4cm)，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度5cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)。 当设计年限内一个车道上的累计当量轴次数按徐家钰和程家驹编著的道路工程第337页表

10、2-3-7b的路面组合为： - 面层 AC沥青混凝土 15 cm - 基层 CGA水泥稳定集料 2034cm - 底基层 LS或CS或CLS ? - 拟定路面组合与厚度为： - 细粒式密级配沥青混凝土 4cm - 中粒式密级配沥青混凝土 5cm - 粗粒式密级配沥青混凝土 6cm - 水泥稳定碎石 25cm - LS石灰土 ?cm - 4、各层材料抗压模量与劈裂强度的确定 查徐家钰和程家驹编著的道路工程第342页表2-3-9，得到各种材料的抗压模量和劈裂强度，见下表： 材料数值抗压模量/MPa劈裂强度/MPa2015细粒式密级配沥青混凝土140020001.4中粒式密级配沥青混凝土120018

11、001.0粗粒式密级配沥青混凝土100014000.8水泥稳定碎石150015000.5石灰土5505500.2555、相关设计指标的确定对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。1） 设计弯沉值= 24.09 (0.01 mm)2)各层材料的容许层底拉应力为相关公式见万德臣编著的路基路面工程第371页其中， : 沥青混凝土或半刚性材料在规定温度或龄期（MPa） ：抗拉强度结构系数 ； 对于沥青混凝土面层：对于无机结合料稳定集料类：对于无机结合料稳定土类：其中， Aa：沥青混凝土级配类型系数 ， 细、中粒式沥青混凝土为1.0；粗粒 式沥青混凝土为1.1 ； Ac

12、 ：公路等级系数 ，一级公路取1.0； Ne=9589363.584 次（用于沥青混凝土面层的计算） ； =10750322.96次（用于半刚性材料的计算）细粒式密级配沥青混凝土：中粒式密级配沥青混凝土: 粗粒式密级配沥青混凝土:水泥碎石: 石灰土: 6设计资料总结：设计弯沉值为= 24.09 (0.01 mm)，相关设计资料汇总如下表：方案一相关设计资料汇总表 材料名称h(cm)15模量20模量劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）细粒式密级配沥青混凝土4200014001.40.45中粒式密级配沥青混凝土5180012001.00.32粗粒式密级配沥青混凝土6140010000.80.24

13、水泥稳定碎石25150015000.50.24石灰土255505500.2250.08土基-4040-交通资料见表1-4，轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算如下：跃进NJ131 :三菱T653B :黄河JN162A:汉阳HY480 :鞍山AS9170:由HPDS2003公路路面设计程序系统计算新建路面各结构层底面最大拉应力：第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-0.199 (MPa) 0.45(MPa)第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.07 (MPa) 0.32(MPa)第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-0.032 (MPa) 0.24(MPa)第 4 层底面最大拉应力 (

14、 4 )= 0.104 (MPa) 0.24(MPa)第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= 0.059 (MPa) 0.08(MPa)负号表示沥青面层的层底均受压应力。该一级公路处于鲁豫轻冰区，多年平均最大冻深为40cm，故尚应用HPDS2003公路路面设计程序系统验算防冻厚度是否符合要求。查道路工程（徐家钰 程家驹 编著）335页表2-3-6（最小防冻层厚度）可知中湿类路基当土质为粘性土，道路冻深为50100cm时，砂石类和稳定土类的最小防冻厚度取为40cm。计算机运算结果如下： * *新建路面设计成果文件汇总* *轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限 15 车道系数 .5 序号

15、分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 10 2 10 8 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1786 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 9456205 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2001 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.059455E+07 公路等级 一级公路 公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 24.2 (0.01mm) 新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计

16、弯沉值 : 24.2 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 15 (cm)按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.2 (0.01mm) H( 5 )= 15 cm LS= 26.2 (0.01mm) H( 5 )= 20 cm LS= 24.1 (0.01mm) H( 5 )= 19.8 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 5 )= 19.8 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8

17、 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 19.8 cm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 19.8 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 40 cm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 4 cm - 中粒式沥青混凝土 5 cm - 粗粒式沥青混凝土 6 cm - 水泥碎石 25 cm - 石灰土 30 cm - 土基 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 一级公路

18、 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 20.6 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 22.5 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 25.1 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 28.5 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 77.8 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 251.8 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 198.5 (0.01mm)(根

19、据“测试规程”第56页公式) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.199 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.07 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.032 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .104 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .059 (MPa)方案二相关设计资料汇总表 材料名称h(cm)15模量20模量劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）细粒式密级配沥青混凝土4200014001.40.45中粒式密级配沥青混凝土4180012001.00.32粗粒式密级配沥青混

20、凝土7140010000.80.24水泥稳定碎石25150015000.50.24石灰土255505500.2250.08土基-4040-交通资料见表1-4，轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算如下：跃进NJ131 :三菱T653B :黄河JN162A:汉阳HY480 :鞍山AS9170:由HPDS2003公路路面设计程序系统计算新建路面各结构层底面最大拉应力：第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-0.202 (MPa) 0.45(MPa)第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.09 (MPa) 0.32(MPa)第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-0.033 (MPa) 0.24(

21、MPa)第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.108 (MPa) 0.24(MPa)第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= 0.061 (MPa) 0.08(MPa)负号表示沥青面层的层底均受压应力。该一级公路处于鲁豫轻冰区，多年平均最大冻深为40cm，故尚应用HPDS2003公路路面设计程序系统验算防冻厚度是否符合要求。查道路工程（徐家钰 程家驹 编著）335页表2-3-6（最小防冻层厚度）可知中湿类路基当土质为粘性土，道路冻深为50100cm时，砂石类和稳定土类的最小防冻厚度取为40cm计算结果如下： * *新建路面设计成果文件汇总* *轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限

22、15 车道系数 .5 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 10 2 10 8 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1786 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 9456205 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2001 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.059455E+07 公路等级 一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 24.2 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1

23、.4 .45 2 中粒式沥青混凝土 1 .32 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .24 4 水泥稳定碎石 .5 .24 5 石灰土 .225 .08 新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24.2 (0.01mm) 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 15 (cm)按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.2 (0.01mm) H( 5 )= 15 cm LS= 26.2 (0.01mm) H( 5 )= 20 cm LS= 24.1 (0.01mm) H( 5 )= 19.8 cm(仅考虑弯

24、沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 5 )= 19.8 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) H( 5 )= 19.8 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 5 )= 19.8 cm(仅考虑弯沉) H( 5 )= 19.8 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 40 cm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .通过对

25、设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 4 cm - 中粒式沥青混凝土 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 7 cm - 水泥碎石 25 cm - 石灰土 28cm - 土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 21.3 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 23.3 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 25.5 (0.01mm) 第 4 层路面顶

26、面竣工验收弯沉值 LS= 29.6 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 84.1 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 251.8 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 198.5 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.202 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.09 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.033 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .108 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力

27、 ( 5 )= .061 (MPa)通过方案一与方案二对比，推荐采用方案一路面结构方案。二、旧路（沥青混凝土路面）补强设计运用HPDS2003公路路面设计程序系统进行计算。程序设计结果如下： * *旧路补强设计成果文件汇总* *轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限 12 车道系数 .65 交通量平均年增长率 10 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 918 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 4657401 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 620 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 314552

28、1 公路等级 二级公路公路等级系数 1.1 面层类型系数 1.0 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 33.7 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 沥青表面处治 2 水泥稳定砂砾 .5 .3 3 石灰土 .225 .11 改建路段原路面当量回弹模量计算 原路面实测弯沉值(0.01mm) 76 107 110 61 93 127 81 136 75 123 85 83 148 72 89 59 132 80 95 147 54 42 148 99 89 102 83 73 110 89 78 89 87 89 112 104 89 8

29、4 85 100原路面有效弯沉数 : 40 原路面平均弯沉值 : 95 (0.01mm)原路面弯沉值标准差 : 25 (0.01mm)测定汽车轴载 100 kN改建公路等级 二级公路保证率系数 1.5 原沥青面层厚度 2.5 (cm)测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之和 76.05 ()季节影响系数 1.2 湿度影响系数 1 温度修正系数 1 原路面计算弯沉值 : 159 (0.01 mm)原路面当量回弹模量 : 103.2 (MPa)改建路面补强厚度计算 公 路 等 级 : 二级公路 加铺路面的层数 : 3 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 33.7 (0.

30、01mm) 路面设计层层位 : 3 设计层最小厚度 : 15 (cm)按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 33.7 (0.01mm) H( 3 )= 25 cm LS= 37.3 (0.01mm) H( 3 )= 30 cm LS= 33.3 (0.01mm) H( 3 )= 29.5 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 3 )= 29.5 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 3 )= 29.5 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 3 )= 29.5 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 3 )= 29.5 cm(

31、仅考虑弯沉) H( 3 )= 29.5 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 40 cm 改建前原路面总厚度 59 cm通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:- 中粒式沥青混凝土 6 cm - 水泥稳定砂砾 15 cm - 石灰土 30cm - 改建前原路面竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 二级公路 加铺路面的层数 : 3 标 准 轴 载 : BZZ-100计算改建路面各加铺层顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 32.6 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 48.2 (0.0

32、1mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 76.5 (0.01mm) 计算改建路面各加铺层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.205 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )= .192 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= .078 (MPa)经验算该路面补强方案符合各项要求。三 、新建水泥混凝土路面设计交通分析水泥混凝土结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同的轴-轮型和轴载的作用次数，按以下公式换算为标准轴载的作用次数。 单轴单轮组 双轴双轮组 三轴双轮组 NS100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数； Pi单轴

33、-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组或三轴-双轮组轴型i级轴载的总重(KN)； n轴型和轴载级位数； Ni各类轴型i级轴载的作用次数； i轴-轮型系数，单轴-双轮组时， i =1；单轴-单轮、双轴-双轮组、三轴-双轮组分别按相应公式计算。跃进NJ131： 三菱T653B：黄河JNl62A：汉阳HY480： 前轮为单轴单轮组，故后轴 故鞍山AS9170:计算结果汇总如下表：刚性路面标准荷载累计作用一览表 车 型Pi(KN) ni (辆/日) （次/日）跃进NJ131前轴20.20440后轴38.20440三菱T653B前轴29.30280后轴48.00280黄河JNl62A前轴62.2830057

34、.74后轴116.223003323.65汉阳HY480前轴70.00150178后轴95.0015017鞍山AS9170前轴23.50200后轴80.402001.63合计-3578.021.2计算设计基准期内设计车道的标准荷载累计作用次数。查表得一级公路的准期级为30年，安全等级为二级。查表得临界荷位的车辆车辆轮迹横向分布系数 取0.20。按公式计算得到设计基准期内设计车道的标准荷载累计作用次数Ne。因为在设计年限内交通量年增长率不一样，2020年前是10%，之后是8%。所以计算设计年限内一个车道上的累计当量轴次数是要分开计算。 1.2.1 年增长率为10%时：起算年2015年 （次）所以

35、2015-2020年的标准轴载累计作用次数是1.2.2 年增长率为8%时：起算年2020年 Ns2= （次）所以 2020-2030年的标准轴载累计作用次数是： 设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数Ne为： Ne总= 1929493.66+7373604.52=9303098.18（次） 属于重交通等级。 方案一1、初拟路面结构 根据路基土质和水温状况、路面材料性质与供应情况以及交通繁重程度，初拟路面结构断面，包括结构层次、类型选择和厚度。混凝土面层的厚度依据交通等级可参照下表所列的范围选择。 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

36、二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度（mm）260250240270240260230250220交通等级中等轻公路等级二级三、四级三、四级三、四级变异水平等级高中高中高中面层厚度（mm）240210230200220200230220 查得重交通等级的一级公路的变异水平等级为中，得初拟水泥混凝土面层厚度为0.25m。拟定基层为水泥稳定粒料(水泥用量5%)，厚0.20m。垫层低剂量无机结合料稳定土，厚0.18m。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m，长5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。2、路面材料参数确定 3.1 查路基路面工程（万德臣 编著）420页表18.3.6（混凝土弯

37、拉强度标准值）取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，由表18.3.9（混凝土设计弯拉强度与弹性模量）取相应弯拉弹性模量标准值为30000MPa。 3.2路基回弹模量为46.92MPa。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPa。3.3 确定基层顶面的当量回弹模量Et 式中：Et基层顶面的当量回弹模量，MPa； E0路床顶面的当量回弹模量，MPa； Ex基层和底基层的当量回弹模量，MPa；E1、E2基层和底基层的回弹模量，MPa； Hx基层和底基层的当量厚度，m； Dx基层和底基层的当量弯曲刚度，MNm h1、h2基层和底基层的厚度，m；

38、 a、b与Ex/E0有关的回归系数。 满足规范规定基层顶面的当量回弹模量规定，见表交通等级特重重中等轻当量回弹模量Et(MPa)1201008060普通混凝土面板的相对刚度半径按下式计算： 3、荷载疲劳应力 标准轴载在临界荷位产生的荷载应力计算为：接缝传荷能力的应力折减系数kr=0.87考虑设计基准期内疲劳作用的疲劳应力系数kf=。根据公路等级，查表，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合的因素 kc=1.35，4、温度疲劳应力最大温度梯度标准值Tg 公路自然区划 、 、 最大温度梯度Tg (cm) 0.830.88 0.900.95 0.860.92 0.930.98 得区最大温度梯度

39、取0.88(cm)。板长5m， L/r= 50.674=7.42，由普通混凝土板厚h=0.25m查图可知Bx=O.64按式（B.2.3），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力： (Mpa)温度疲劳应力系数 ，查表得自然区 区的回归系数a=0.828、b=0.041、c=1.323 按下式计算为：再计算温度疲劳应力为：5、应力复核查表，一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为90%，再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表，确定可靠度系数。因而，所选混凝土面层厚度（0.25m）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。方案二 1、初拟路面结构查表得相应于安全等级二级的变异水平等级为中级