高速公路沥青路面设计实例

1、高速公路沥青路面设计实例一、设计资料:本公路等级为高速公路，经调查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均 增长率为9. 5%,设计年限为15年,该路段处于I也区。二、交通分析：轴载分析路面设“以BZZ-100为标准轴载。1、以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）累计当量轴次车型耳. (KN)CiC：M （次/日）”,付小客车前轴16.516.4675017. 0427后轴23.011675011.2933中客车 SH130前轴25. 5516.4200033. 8345后轴15. 1011200062. 6178大客车 CA50前轴28. 7016.4125035.

2、0652后轴68. 20111250236. 522小货车 BJ130前轴13. 4016.412504.33985后轴27. 4011425015. 2266中货车 CA50前轴28. 7016.4150042.0782后轴68. 20111500283. 827中货车 EQ140前轴23. 7016.4212525. 9235后轴69. 20112125428. 371大货车 JN150前轴49. 0016.42125610. 79后轴101. 601121252276. 91特大车日野 KB222前轴50. 2016.41500478. 997后轴104. 301115001801. 4

3、7拖挂车 五十铃前轴60. 0016.4187.5130. 059后轴100 (3 轴)31187.5562.57056. 875注：轴载小于25Kx的轴载作用不计。（2）累计当量轴次根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车 道的车道系数n取0.30.4,取0.3。交通量平均增长率为9. 5机_(l + T)t-lx 365 , _ (1 + 0.095)15 - 1 X 365% =TNl" =0095=23599286次2、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）轴载换算车型H(KN)ac3M （次/日）G'G阊小客车前轴16.5118.

4、567500. 0686后轴23.01167500. 05286中客车 SH130前轴25. 55118.520000. 67194后轴15. 101120003. 42328大客车 CA50前轴28. 70118.512501.06448后轴68. 2011125058. 5039小货车 BJ130前轴13. 10118.542500. 00817后轴27. 401142500. 13502中货车 CA50前轴28. 70118.515001.27737后轴68. 2011150070. 2047中货车 EQ140前轴23. 70118.521250. 39131后轴69. 20112125

5、111.74大货车 JN150前轴19. 00118.52125130.647后轴101.601121252412. 73特大车日野 KB222前轴50. 20118.51500111.916后轴104.301115002100.71拖挂车 五十铃前轴60. 00118.5187.558. 2617后轴100 (3 轴)31187.5562.5M4 c、噜 j5624.304注：轴载小于50KN的轴载作用不计（2）累计当量轴次根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车 道的车道系数n取0.30.4,取0.3。交通量平均增长率为9. 5%。（1 + T）1- 11 X 3

6、65+ 0.095）" - 11 x 365电=-4为ILX 5624.304 X 0.3Iu. u y 3=18808545次三、设计指标的确定1、计算设计弯沉值Ld该公路为高速公路，公路等级系数取1.0,面层为沥青混凝土，面层类型系 数取1.0,半刚性基层，底基层总厚度大于20 cm,基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：ld = 6OON；0, 2AcAAb = 600x23599286°-2xl X 1 X 1 = 20.12（0.01mm）2、抗拉强度结构系数对沥青混凝土面层Ks = 0.09 X*二二3.77Ac对无机结合料稳定集料类Ks = 0.35 X *二=

7、2.21Ac对无机结合料稳定细粒土类K5 = 0.45 X瑟一 =2.84Ac四、设计计算（一）干燥状态1、土基回弹模量的确定根据公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006）中表5. 1. 4-1 “土基干湿状 态的稠度建议值”土质类型：粉质土路基干湿状态：干燥状态土基土质稠度：Wc = 1. 10根据公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006）中附表F. 0. 3 “二级自然区 划各土组上基回弹模量参考值（MPa） ”公路自然区划：IV2区土基回弹模量：E。= 48. 5 MPa2、路面参数设计（1）确定路面等级和面层类型交通量设计年限内累计标准轴次=2.362. 36X10：次，由公路

8、沥青路面设计 规范，该路交通等级为重交通，高速公路路面等级为高级路面，面层类型为沥青 混凝土。(2)结构组合与材料选取及材料设计参数确定根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)表4.1. 3-1及附录E确定各层材料设计参数。层位结构层材料名1称厚度(cm)抗压模量(MPa)劈裂强 度(MPa)容许底层拉应力 一 = £ (MPa)(20)(15)1细粒式沥青混凝 土4110020001.40. 382中粒式沥青混凝 土6120016001.00. 273粗粒式沥青混凝 土890012000.80.24水泥稳定碎石设计层厚度待定160016000.50.215石灰粉煤灰碎石

9、20150015000.70.36级配碎石202302303、确定设计层厚度利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层原度为 17cm (取整)。计算结果路面设计弯沉值(0.01mm)20. 12路面结构的实测弯沉值(0.01mm)19. 93818设计控制层厚度(cm)16.3笫1结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)19.9381825实际路面结构笫1层底最大拉应力(MPa)笫2结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)21. 70816实际路面结构第2层底最大拉应力(MPa)笫3结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)24. 57569实际路面结构笫3层底最大拉应力(MPa)第4

10、结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)28.63524实际路面结构笫4层底最大拉应力(MPa)3. 739316E-02笫5结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)15.58239实际路面结构笫5层底最大拉应力(MPa).1280616笫6结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)168. 4614192. 0715土基层顶面施工控制弯沉(0. 01mm) 满足要求。(二)中湿状态1、土基回弹模量的确定根据公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)中表5. 1. 4-1 “土基干湿状 态的稠度建议值”土质类型：粉质土路基干湿状态：中湿状态土基土质稠度：Wc=1. 00根据公路沥青路面设计规范(J

11、TGD50-2006)中附表F. 0. 3 “二级自然区 划各土组土基回弹模量参考值(MPa) ”公路自然区划：IV2区土基回弹模量：Eo = 42. 5 MPa2、路面参数设计(1)确定路面等级和面层类型交通量设计年限内累计标准轴次工N362. 36X10：次，山公路沥青路面设计 规范，该路交通等级为重交通，高速公路路面等级为高级路面，面层类型为沥青 混凝土。(2)结构组合与材料选取及材料设计参数确定根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)表4. 1. 3-1及附录E确定各 层材料设计参数。层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)劈裂强 度的(MPa)容许底层拉应力= (

12、MPa) Ks(20aC)(15)1细粒式沥青混凝 土4110020001.40. 382中粒式沥青混凝 土6120016001.00. 273粗粒式沥青混凝 ±890012000.80.24水泥稳定碎石设计层厚度待定160016000.50.215石灰粉煤灰碎石20150015000.70.36级配碎石202302303、确定设计层厚度利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层厚度为 19cm (取整)。计算结果路面设计弯沉值(0.01mm)路面结构的实测弯沉值(0. 01mm)设计控制层厚度(cm)第1结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm) 实际路面结构笫1层底最大

13、拉应力(MPa) 第2结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm) 实际路面结构第2层底最大拉应力(MPa) 第3结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm) 实际路面结构第3层底最大拉应力(MPa) 第4结构层顶面施工控制弯沉(0. 01mm) 实际路面结构第4层底最大拉应力(MPa) 第5结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm) 实际路面结构第5层底最大拉应力(MPa) 第6结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm) 土基层顶面施工控制弯沉(0. 01mm)20. 1220. 098518.320.0985021.85131024. 6571028.553383.899089E-0214.95647.124

14、5208183. 7254219.1875满足要求。(三)潮湿状态1、土基回弹模量的确定根据公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)中表5. 1. 4-1 “土基干湿状 态的稠度建议值”土质类型：粉质土路基干湿状态：中湿状态土基土质稠度：Wc = 0. 90根据公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)中附表F. 0. 3 ”二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa) ”公路自然区划：【V2区土基回弹模量：Eo = 36. 5 MPa2、路面参数设计(1)确定路面等级和面层类型交通量设计年限内累计标准轴次:=2.362. 36X10：次，由公路沥青路面设计 规范，该路交通等级为重

15、交通，高速公路路面等级为高级路面，面层类型为沥青 混凝土。(2)结构组合与材料选取及材料设计参数确定根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)表4. 1. 3-1及附录E确定各 层材料设计参数。层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)劈裂强 度的(MPa)容许底层拉应力= (MPa)Ks(2or)(15)1细粒式沥青混凝 土4140020001.40. 382中粒式沥青混凝 土6120016001.00. 273粗粒式沥青混凝 土890012000.80.24水泥稳定碎石设计层厚度待定160016000.50.215石灰粉煤灰碎石20150015000.70.36级配碎石36

16、2302303、确定设计层厚度利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层原度为 16cm (取整)。计算结果路面设计弯沉值(0. 01mm)20. 12路面结构的实测弯沉值(0. 01mm)19. 93864设计控制层厚度(cm)15. 59999第1结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)19. 93864实际路面结构第1层底最大拉应力(MPa)0第2结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)21. 57448实际路面结构第2层底最大拉应力(MPa)0第3结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)24.14809027.675473.293055E-02实际路面结构第3层底最大拉应力(M

17、Pa) 第4结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm) 实际路面结构第4层底最大拉应力(MPa)第5结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)14. 30912实际路面结构第5层底最大拉应力(MPa). 1202179第6结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)118.0143土基层顶面施工控制弯沉(0. 01mm)255. 2184满足要求。4、防冻厚度验算根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)»表5. 2. 4 “最小防冻厚度”土质类型：粉质土路基干湿状态：潮湿状态路面结构材料层：稳定土类道路多年最大冻深：200cm路面最小防冻厚度：60"70cm验算结果表明，路面

18、总厚度满足防冻要求。(四)过湿状态1、土基回弹模量的确定根据公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)中表5. 1. 4-1 “土基干湿状 态的稠度建议值”土质类型：粉质土路基干湿状态：中湿状态土基土质稠度：Wc = 0. 8根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)中附表F. 0. 3 ”二级自然区 划各土组上基回弹模量参考值(MPa) ”公路自然区划：IV2区土基回弹模量：Eo = 31. 0 MPa 2、路面参数设计(1)确定路面等级和面层类型交通量设计年限内累计标准轴次工二2.362. 36X10：次，由公路沥青路面设计规范，该路交通等级为重交通，高速公路路面等级为高级路

19、面，面层类型为沥青混凝土。(2)结构组合与材料选取及材料设计参数确定根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)表4.1. 3-1及附录E确定各层材料设计参数。层位结构层材料名1称厚度(cm)抗压模量(MPa)劈裂强 度 。5 (MPa)容许底层拉应力(MPa)(20)(15)1细粒式沥青混凝 土4110020001.40. 382中粒式沥青混凝 土6120016001.00. 273粗粒式沥青混凝 土890012000.80.24水泥稳定碎石设计层厚度待定160016000.50.215石灰粉煤灰碎石20150015000.70.36级配碎石362302303、确定设计层厚度利用设计

20、程序计算出满足设计弯沉指标要求的水泥稳定碎石基层厚度为19cm (取整)。计算结果路面设计弯沉值(0.01mm)20. 12路面结构的实测弯沉值(0.01mm)20. 09002设计控制层厚度(cm)18.3笫1结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)20.09002实际路面结构第1层底最大拉应力(MPa)笫2结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)21.68821实际路面结构笫2层底最大拉应力(MPa)笫3结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)24.16145实际路面结构笫3层底最大拉应力(MPa)笫4结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)27.47129实际路面结构笫4层底最大拉应力(MPa)

21、3.479101E-0213.69618.1146381127.1239300. 499表5. 2. 4 “最小防冻厚度”第5结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)实际路面结构第5层底最大拉应力(MPa)第6结构层顶面施工控制弯沉(0.01mm)土基层顶面施工控制弯沉(0. 01mm)满足要求。4、防冻厚度验算根据公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)土质类型：粉质土路基干湿状态：潮湿状态路面结构材料层：稳定土类道路多年最大冻深：200cm路面最小防冻厚度：60"70cm验算结果表明，路面总厚度满足防冻要求。五、确定结构层设计参数根据公路沥青路面设计规范（JTGD50-20

22、06）的建议值取定路面各结构层适宜厚度，设计沥青混凝土路面方案如下，并按照上面方法进行验算符合要求。沥青路面结构层参数与方案建议路基状况结构层厚度（cm）适用状态干燥细粒式沥青混凝上AC-10 中粒式沥青混凝上AC-16 粗粒式沥青混凝上AC-25 水泥稳定碎石（水泥用量5船 石灰粉煤灰碎石（石灰用量8%） 级配碎石4 68 17 20 20高填路堤细粒式沥青混凝土RC-10 中粒式沥青混凝上RC-16 防或透水封层462桥梁中湿细粒式沥青混凝土RC-10 中粒式沥青混凝上RC-16 粗粒式沥青混凝上AC-25 水泥稳定碎石（水泥用量5蛤 石灰粉煤灰碎石（石灰用量8%） 级配碎石4 68 19

23、 20 20低路堤 明暗涵通 互通闸道潮湿细粒式沥青混凝上K-10 中粒式沥青混凝上K-16 粗粒式沥青混凝上AC-25 水泥稳定碎石（水泥用量5%） 石灰粉煤灰碎石（石灰用量8%） 级配碎石468162036路堑细粒式沥青混凝上AC-10 中粒式沥青混凝上AC-16 粗粒式沥青混凝上AC-25 防或透水封层4682隧道过湿细粒式沥青混凝上AC-10 中粒式沥青混凝上AC-16 粗粒式沥青混凝上AC-25 水泥稳定碎石（水泥用量5蛤 石灰粉煤灰碎石（石灰用量8%） 级配碎石4 68 19 20 36浸水路堤过水路堑2525高速公路水泥混凝土路面设计实例一、轴载换算水泥混凝土路面结构设计以100

24、KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同 轴轮型和轴教的作用次数，按下式换算为标准轴教的作用次数。Esa/，？ 丫&（1）； 2=2.22x1（）3*53（2）各 1 rlTooJM = 1.07x122（3）；用=2.24x10T£S2（4）Ns100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；Pi单轴-单轮、单轴一双轮组或三轴-双轮组轴型，级轴载的总重（KN）；一一轴型和轴载级位数；M各类轴型，级轴载的作用次数；司一一轴-轮型系数，单轴-双轮组时，篇口；单轴-单轮时，按式（2）计算; 双轴一双轮组时，按式（3）计算；三轴-双轮组时，按式（4）计算。轴载换算车型2（KN）4N,（

25、次/日）16QNg/lOO）小客车前轴16.566567500后轴23.0167500中客车 SH130前轴25. 5555120000后轴15. 10120000. 0059大客车 CA50前轴28. 70524.212500后轴68. 20112502. 7382小货车 BJ130前轴13. 40727.342500后轴27. 40142500中货车 CA50前轴28. 70524.215000后轴68. 20115003. 2858中货车 EQ140前轴23. 70569. 121250后轴69. 20121255. 8757大货车 JN150前轴49. 00116.521250.023

26、47后轴101.60121252739.4177特大车日野 KB222前轴50. 20112. 115000. 0244后轴104.30115002941.9832拖挂车 五十铃前轴60. 00381.7187.50. 0529后轴100 （3 轴）0187.50P 16=J1005693. 4073上表为双车道双向交通调查结果，取交通量年平均增长率为9. 5%。小于 和等于40Kx（单轴）和80KN （双轴）的轴载可略去。调查分析双向交通的分布情 况，选取交通量方向分布系数，一般取0.5,车道数为6,所以交通量车道分布 系数取0.6。Ns=E0. 5X0. 6X5693. 4073=1708

27、. 02 次查公路水泥碎路面设计规范（JTG D40-2002），此路面属重交通，设计使 用年限为30年。由公路水泥碎路面设计规范（JTG D40-2002） »取轮迹横向分 布系数为0.22,可计算得到设计年限内标准轴载累计作用次数t为：_乂（1 + 琢-小365ey'I=I7O8.O2xC35%） Jx365 * ° ?2 = 19985088.9 次9.5%二、路面板厚度计算路基的强度和稳定性同路基的干湿状态有密切关系，并在很大程度上影响路 面结构的设计，路基按干湿状态不同，分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿。为 了保证路基路面结构的稳定性一般要求路基处于干燥或

28、中湿状态，当处于过湿状 态时，路基不稳定，冰冻区春融翻浆，非冰冻区弹簧，路基经处理后方可铺筑路 面。下面对潮湿、中湿、干燥3种状态分别讨论。（一）干燥状态1、初拟路面结构查公路水泥碎路面设计规范（JTGD40-2002）表4. 4. 6,初拟普通水泥混 泥土路面层厚度为h=0. 26m,基层选用水泥稳定碎石（水泥用量为5%）,厚为 hkO. 22m。底基层厚度为hLO. 20m的级配碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽 为3. 75m,长为5. 0限 纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。2、材料参数的确定（1）混泥土的设计弯拉强度与弹性模量按公路水泥碎路面设计规范（JTGD40-2002）表3

29、. 0. 6,取普通混泥土面层的弯拉强度标准值，=5Ma ,相应弯拉弹性模量标准值为心=31G4（2） 土基的回弹模量参照公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)附录F,路基回弹模量取Z)=42MPa。查附录F.2,水泥稳定粒料基层回弹模量取用=1500MR/,天然砂砾回弹模量取E, = 250MR/。E =h；Ei+h；E? _0.22 -V按式(B.L 5)计算基层顶面当量回弹模量如下: 3500+0.20：x250=934.389M外0.222 +0.202D包+隹+叱，工 12124E/、普通混凝土面层的相对刚度半径按(B.L3-2)计算为+-I= 3.413MMr = 0.5

30、37/23 p- = 0.537 x 0.26x3； 31000 = 0.735/nE(V211.1653、荷载疲劳应力计算按式(B. 1.3),标准轴载在临界荷位处产生的荷教应力计算为O- = 0.077r°-6/r2 =0.077x0.735°6 x0.26-2 = 0.947MPa因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数% =0.87 o考虑设计基准 期内荷教应力累计疲劳作用的疲劳应力系数& = = (19985088.9)0 057 = 2.601 o 根据公路等级，由公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)附录B,考虑偏 教和动教等因素对路面疲

31、劳损坏影响的综合系数(=1.30按式(B. 1.2),荷载疲劳应力计算为b” =kkfk anK =0.87x2.601x1.30x0.947 =2.7" MPa4、温度疲劳应力由公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)表3. 0.8, IV区最大温度梯 度区88C/加。板长/=5m，/ = 5/0.735 = 6.808由图B. 2. 2可查普通混凝土板 厚力=0.26m，凡=0.59,按式(B.2.2),最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应 力计算为x 0.59 = 2.057IxlO-5 x 31000 x0.26x882温度疲劳应力系数尤，按式(B.2.3)计算为/Q

32、丫15f7 057?323'- -b =x 0.841 x -0.058 = 0.490.J2.057I 5 )J再由式(B2.1)计算温度疲劳应力为= k,aDlt = 0.490 x 2.057 = 1.009MPa5、可靠度计算由公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)表3. 0.1,高速公路的安全 等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95%, 再根据查的目标可靠度变异水平等级，查公路水泥砂路面设计规范(JTGD40-2002)表3. 0.3,确定可靠度系数九=1.26 ,按式(3.0.3)yr (%, + %) = 1.26 x(2.791

33、+1.009)= 4.79MPa < fr = 5.0MPa因而所选的普通混凝土面层厚度卜=026团,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。(二)中湿状态1、初拟路面结构查公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)表4. 4. 6,初拟普通水泥混 泥土路面层厚度为h=0. 26m,基层选用水泥稳定碎石(水泥用量为5%),厚为 h尸0.22m。底基层厚度为hR). 20nl的级配碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽 为3. 75m,长为5. 0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。2、材料参数的确定(1)混泥土的设计弯拉强度与弹性模量按公路水泥碎路面设计规范(JT

34、GD40-2002)表3. 0. 6,取普通混泥土面层的弯拉强度标准值，=5MPa ,相应弯拉弹性模量标准值为E, =31G4(2) 土基的回弹模量参照公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)附录F,路基回弹模量取E°=35MPa。查附录F. 2,水泥稳定粒料基层回弹模量取用=1500 天然砂 砾回弹模量取E,=250。一按式(B.L5)计算基层顶面当量回弹模量如下:= 934.389MPa/zfE, +h;E, _ 0.222 x 1500+O.2O2 x 250/?f + /?£O.222 +O.2O2Dr = + -(+)x 12124 EJr EJu1 IN

35、 ，= 3A3MNm1500x(1223 250x0.2()3 (0.22 + 0.20)2112+12+4X11500x0.22+ 250x0.20=0.764934.389 Y。'35=4.078(E Y%一 (9M 3«oE =ahbE=4.078 x0.35307Mx35 x =92MMPaeJI 35 )普通混凝土面层的相对刚度半径按(B.L3-2)计算为r = 0.537/b p- =0.537x0.26x3；21222 =0.760/nE(192.443、荷载疲劳应力计算按式(B. 1.3),标准轴载在临界荷位处产生的荷教应力计算为O- = 0.077r

36、6;-6/2-2 = 0.077 X 0.760°6 xO.26-2 = 0.966MPa因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数% =0.87 o考虑设计基准 期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数& =N； =(19985088)附=2.601。 根据公路等级，山公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)附录B,考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数(=1.30按式（B.L 2）,荷载疲劳应力计算为b” =krkt kc（yrs =0.87 x 2.601 x 1.30 x 0.966 = 2.848MPn JJ4、温度疲劳应力由公路水泥碎路面设计规范

37、(JTGD40-2002)表3. 0.8, IV区最大温度梯 度区88C/% 板长，=5吃/" = 5/0.760 = 6.582由图B. 2. 2可查普通混凝土板 厚力= 0.26帆，乩=0.58,按式(B.2.2),最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为1x10" x 31000 x0.26x882x0.58 = 2.057温度疲劳应力系数：，按式(B.2.3)计算为攵=-L / 频 | -b =-x 0.841x1-0.058 = 0.490."J J 2.057 L I 5 ) J再由式(B2.1)计算温度疲劳应力为% = k- = 0.490 x 2

38、.057 = 1.009M& 5、可靠度计算由公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)表3. 0.1,高速公路的安全 等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95%, 再根据查的目标可靠度变异水平等级，查公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)表3. 0.3,确定可靠度系数%=1.26 ,按式(3. 0. 3)yr (o-/(r + (7/z. ) = 1.26 x(2.848 + 1.009 ) = 4.86MPn < fr =5.OMPn因而所选的普通混凝土面层厚度h = 0.26/n,可以承受设计基准期内荷载应 力和温度应力的综合疲劳

39、作用。(三)潮湿状态1、初拟路面结构查公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)表4. 4. 6,初拟普通水泥混 泥土路面层厚度为h=0. 26m,基层选用水泥稳定碎石(水泥用量为5%),厚为 hkO. 22m。底基层厚度为hLO. 20m的级配碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为3. 75m,长为5. Onu纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。2、材料参数的确定（1）混泥土的设计弯拉强度与弹性模量按公路水泥碎路面设计规范（JTGD40-2002）表3. 0. 6,取普通混泥土面 层的弯拉强度标准值力=5MPa ,相应弯拉弹性模量标准值为心=31G4（2） 土基的回弹模量参照公路水泥砂

40、路面设计规范（JTGD40-2002）附录F,路基回弹模量取 &）=26M&。查附录F.2,水泥稳定粒料基层回弹模量取片=1500M网,天然砂砾回弹模量取2=250 一按式（B.L5）计算基层顶面当量回弹模量如下:_h：Ei+h；E, _ 0.222 lt二一x15OO+O.2O2x25O0.222 +0.202= 934.389MP。八 EJr： E.hi (/l + h. )211.12124 Eh EM1500x 0.223 + 250x0.2()3 +(0.22+ 0.20*1212+1500x0.22 250x0.20-I= 3.413MN/毁“"2x3.4

41、13 mg"934.389a = 6.22/-C.45I'国 =1一1.4E =ahbE1-L44x3.895 x 0.353 0739 x 26 x=6.22 x934.38926r 934.389 V04526-0.55=0.799=4.346(934.389 1/ I。- on=162.09M&26普通混凝土面层的相对刚度半径按（B.L3-2）计算为r = 0.537/23 层=0.537x0,26x叫也=0.805小Et 162.093、荷载疲劳应力计算按式（B. 1.3）,标准轴教在临界荷位处产生的荷教应力计算为,=0.077丹7尸=0.077x0,805-

42、 x0.26-2 = 1 .OOOMPrz因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数1=。87。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数和=N'； = (19985088.9)° °57 = 2.601 o 根据公路等级，由公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)附录B,考虑偏 载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数(=L30按式(B. 1.2),荷载疲劳应力计算为。 A b小=0.87 x 2.601 xl.30x 1.000 = 2.948MPrtJf4、温度疲劳应力由公路水泥砂路面设计规范(JTGD40-2002)表3. 0.8, IV

43、区最大温度梯 度区88川。板长，=5川,/ = 5/0.805 = 6.216由图B. 2. 2可查普通混凝土板 厚力=0.26m，冬=0.57,按式(B. 2.2),最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为lxl0-5x 31000 x0.26x882x 0.57 = 2.021 MAz温度疲劳应力系数左，按式(B.2.3)计算为(=区|"止鼻 一小=?xfo.841x(空当 -0.058 = 0.485.(/J J 2.021 L I 5 ) J再由式(B2. 1)计算温度疲劳应力为区=k- =0.485 x 2.021 =0.979 5、可靠度计算由公路水泥砂路面设计规范(J

44、TGD40-2002)表3. 0.1,高速公路的安全 等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95%, 再根据查的目标可靠度变异水平等级，查公路水泥碎路面设计规范(JTGD40-2002)表3. 0.3,确定可靠度系数 = 1.26 ,按式(3.0.3)y,. (crpr +) = 1.26 x(2.948 + 0.979 ) = 4.94"& < fr = 5.0MPa因而所选的普通混凝土面层厚度力= 626?，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。三、连续配筋混凝土面层纵向配筋计算1、计算参数混凝土强度等级为C40,查表F. 5,得混凝土抗拉强度标准值力二3. 5 (MPa),粘结刚度系数脑=34(MPa/mm),连续配筋混凝土干缩应变%二0.0002。选用HRB335螺纹钢筋，直径为：16mm,查附录F. 4,得到弹性模量