案例 水泥稳定粒料基层上混凝土面板厚度盘算

案例2水泥稳定粒料基层上混凝土面板厚度计算1.设计资料湖北咸宁新建一条二级公路，路线总长为10km，设计车速为60km/h，路基填料为低液限黏土，路床顶面距地下水位1.4m。沿线有水泥及碎石供应。拟采用普通水泥混凝土路面，考虑排水与施工方便，将硬路肩铺装成与行车道相同的路面结构层，采用小型机具施工。经交通调查分析得知，设计轴载为100kN，最重轴载为150kN，设计车道使用初期标准轴载日作用次数Ns=1324次，交通量年增长率gr=5%。2.设计步骤1）水泥混凝土面板平面尺寸的确定（1）路基的宽度。根据《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）中的3.0.2、3.0.5、3.0.11条规定，拟定路基宽度为10m，行车道2×3.5m+硬路肩2×0.75m+土路肩2×0.75m。（2）水泥混凝土面板的尺寸。①水泥混凝土面板的宽度。《公路水泥混凝土路面设计规范》5.1.2条规定：纵向接缝的间距（即板宽）宜在3.0～4.5m范围内选用。本项目硬路肩与行车道的路面结构相同，水泥混凝土路面的总宽度为行车道+硬路肩，即8.5m宽。在路中心线上设置纵向施工缝，纵缝为设拉杆平缝，面板的宽度为4.25m。②水泥混凝土面板的长度。横向接缝的间距（即板长）大小影响板内温度应力、接缝缝隙宽度和接缝传荷能力，板块宜尽可能接近正方形，以改善其受力状况。《公路水泥混凝土路面设计规范》5.1.3条规定：普通水泥混凝土面层的横向接缝间距宜为4～6m，面层板的长宽比不宜超过1.35，平面面积不宜大于25m2。面板的宽度为4.25m，取面板的长度为5m，能满足《公路水泥混凝土路面设计规范》5.1.3条的规定。2）交通荷载分析（1）设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数Ne的计算。查表1-16可得，二级公路的设计基准期t=20年，安全等级为二级；查表1-17得出临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，取η=0.62。按式（1-12）计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数Ne。=9907261（次）（2）确定交通等级。查表1-18得出，交通等级为重交通。3）水泥混凝土路面结构组合设计（1）路基。查表1-19可得，低液限黏土回弹模量为80MPa；查表1-20可得，湿度调整系数为0.7。路床顶综合回弹模量E0=80×0.7=56MPa，取E0=60MPa，满足《公路水泥混凝土路面设计规范》“中等或重交通荷载等级时不得低于60MPa”的规定。电（2）浅垫层由。砌本线不敬用设垫逐层。帜（3）尸基层。伶①交通窑荷载等提级为重口交通，敲查表1用-21俭可知武，末基层选恋用水泥妨稳定碎磁石。已②查表晚1-2处3竹，雁拟定水隔泥稳定昂碎石基介层的厚税度为1围80客mm。利③本项挪目采用颗小型机凶具施工予，基层刘每侧比脾面层宽借300肝mm能。鸽④查表视1-2颜4轰可得盒，水泥坚稳定碎渔石基层订的回弹材模量里E大b校=2蜡000液MP季a，泊步松比取草0.2绝0。蓬（4）穷底基层柔。暑①根据燃《公路万水泥混妙凝土路隔面设计靠规范龄》榴4.4能.3副条的暑规定，蝶本线设快级配碎找石底基近层。解②查表尤1-2鲜3黎可得冒，级配摆碎石底回基层厚买200蜘mm秤，铺至娱路基同捏宽。犹③例查表1生-24碧可得报，级配樱碎石底泽基层的蕉回弹模否量词E夜1迁=25帜0M顶Pa，剖泊松比技取0.胃35。险（5）添普通水束泥混凝垮土面层戒。架①初拟推普通水氧泥混凝岁土面层咬的厚度病。本线严为重交眯通、二奸级公路铺，堪查表1犬-26其可知，望初拟普泥通水泥累混凝土仗面层的桨厚度为奶220渠mm享。帆②查表赏1-2看7，取寇水泥混羽凝土弯哗拉强度幻标准值良f票r家=5.你0M健Pa。恋③查表当1-2采8，取唯普通水该泥混凝汗土面板念的回弹俯模量俗E舅c接=31打00猜0M违Pa，煤泊松比牌取0.赚15。耀4）水孔泥混凝航土面层忧板厚度悉的计算傻（1）饭按式（流1-1薄3）～浓式恐（1-洲16）貌计算板粉底地基喷综合回精弹模量茶，见案哗例表1裁2。亏案例表户12遇板底蜡地基综央合回弹谋模量始E茂t撒级配碎且石底基劝层回弹麦模树量促E饶1她/MP趁a酒级配碎姿石底基屿层厚度厚h乎1乱/m泡路基回弄弹模量它E个0疏/MP并a役250梯0.2型60是E摔x蝴250慎见式（喊1-1宪4）朋h蠢x丹0.2公见式（好1-1阶6）屑α狼0.4杂42想见式（法1-1禽5）总E乡t蛛112档.7户见式（葱1-1梅3）扯（2）隙混凝土仅面层板僵的弯曲蝶刚度什D肝c敞、半刚随性基层宗板弯曲爪刚度僚D仙b会、路面好结构总不相对刚匪度半径枪r捧g档的确定况，见案映例表1跟3。拒案例表涌13篮弯曲啊刚度搜D慢c你、堂D纪b劈、相对纪刚度半筑径重r奏g替的确定古混凝土耀面板计街算厚度润h均c手/m疮混凝土串弹性模穗量桃E东c律/MP泉a怖水泥混野凝土泊秀松比仇V辛c拐0.2槽2狡31唉000质0.1陪5杀混凝土呀面板弯神曲刚度喂D闲c召28.摆14贴见式（齐1-1联7）授0.1婶8匪20矿00为0.2旅半刚性索基层板致弯曲刚穿度爽D朴b毁1.0损13狂见式（衡1-1晋8）语路面结类构总相茧对刚度柿半渠径朋r跟g浑0.7况71乱见式（阁1-1迅9）愉注：若键案例表筒16不稼满足结展构极限慕状态校谣核要求顷，则增泰加混凝黑土面板板计算厚昼度潜h础c熟。吃（3）急荷载应伯力的计车算，见蝴案例表斥14。颤案例表户14帖荷载养应力的州计算瓦半刚性节基层板坏弯曲刚尝度坑D板b固混凝土成面板弯摘曲刚度明D帝c蛇路面结痒构总相四对刚度慕半予径倍r释g篮混凝土粮面板厚谷h膝c暮/m极标准轴日载偶P比s彩/kN罢极限轴墓载牙P未m迈/kN寿1.0括13对28.侨14盾0.7驶71孔0.2搏2候100典150痛临界荷语位处标查准轴载乘荷兔载应力惰σ颗ps历/M盖Pa垒1.8应5次见式渔（呆1-2城0螺）庆临界荷抓位处极俭限轴载写荷登载应力抓σ沈pm魔/M肯Pa恨2.7摆1殿见式劝（纪1-2改1燕）桶应力折辰减系数浑K烤r锡0.8司7凶看式莲（买1-2疤2捷）健中的规旅定季综合系再数堪K枯c年1.0别5插表1-摆29炸疲劳应留力系数狭K单f晨2.5助见式骨（可1-2济3家）仓标准轴巾载累计慎作用次或数消N扮e射/次袍9具907临26古1慎前面已择计算得染出勿面层荷晃载疲劳注应力丘σ偏pr肌/M愿Pa弄4.2勾2杀见式唉（不1-2旷2匠）呢面层最获大荷载冻应力导σ昼p,m训ax坟/M泄Pa台2.4变8堆式问（拆1-2圾4楚）朝（4）税温度应角力的计蹈算，见童案例表面15。颤案例表制15龙温度心应力的匠计算猜混凝土妄面板厚碎h汇c俘/m寻混凝土简弹性模窄量挖E滴c洞/MP铅a罪水泥稳单定碎石跪基层厚令度亮h及b赶/m惹水泥稳垒定碎石拥基层弹乌性或模量台E吨b串/MP请a碎混凝土床面板弯汪曲刚度芽D峰c照半刚性属基层板欣弯曲刚牙度啦D乖b由路面结纳构总相傻对刚度宵半辛径鄙r绑g藏水泥混开凝土面跳板长度非L久/m赵0.2停2经31庭000螺0.1针8再20前00风28.泄14茎1.0逮13依0.7抗71钻5妈k坡n骨514阻9.5雅式拍（前1-2屯5符）校γ毅β巨0.1苍17桐式溪（进1-2纺6遵）坚ξ游0.2艳3瑞式仅（茫1-2辣7转）犁t胞2.1点62辆式狱（垮1-2撞8纠）扣混凝土寻面层板瞒温度翘妙曲昏应力系从数智C逮L轻0.9脱44乎式华（便1-2婶9谁）酬综合温挺度翘曲肆应力和余内磨应力的搜温稀度应力辨系悼数摆B遍L引0.6规16笛式虫（叉1-3陶0筐）鸦混凝土倡线膨胀移系数委α汽c床/（1狡0仰-6俊·℃坏-1抬）袭最大温栏度梯度阶标准值你T袍g侨/（孩℃·具m闷-1棉）寻回归系宪数散a鲜t夺回归系脊数垮b撑t施回归系按数斗c纯t挠水泥混菠凝土弯尝拉强度码标球准值唇f横r会/MP仅a忠查表1户-30扑查表1遗-31独查表1优-32排查表1替-32波查表1虫-32掠查表1艇-27子7盲89黎0.8贯41艳1.3潮23烛0.0愉58求5棉面层最晕大温度池应力坚σ你t,m马ax泰/M泄Pa酿1.3螺1诚式暖（何1-3塔1领）睡温度疲膜劳应力厦系数芒k添t仿0.3荡24提式不（滋1-3航3旁）晴面层温烟度疲劳巡应力斤σ留tr敬/患M胸P弯a铸0.4葱2休式慈（仿1-3拘2酷）递（5）生极限状妇态校核注，见案狮例表1秒6。惩案例表狐16亿极限活状态校煌核弹可靠度酿系数用γ秒r女1.1姜3遍查表1扮-33变面层荷颗载疲劳助应力葵σ惹pr璃/M散Pa批4.2陕2状已计算迁，见案另例表1衫4僵面层温躬度疲劳扭应力六σ衔tr乎/M划Pa零0.4拆2与已计算架，见案累例表1峰5碌面层最波大荷载修应力县σ岔p,m榨ax洁/M岂Pa衔2.4土8睬已计算沾，见案承例表1余4肾面层最罩大温度兽应力占σ福t,m眯ax征/M肺Pa孙1.3亏1告已计算享，见案局例表1睁5胞水泥混想凝土弯揪拉强度励标报准值扔f阻r嫁/MP疫a凳5速查表1多-27壶γ惕r傅（翁σ枯pr委+列σ注tr渠）凳5.2炮不满足景式扫（策1狼-34盛）伪的要求企γ奸r防（衫σ用p,m转ax传+半σ嫩t,m珠ax停）市4.3籍满足式钩（猫1-续35输）阀的要求腹（6）半增加混捎凝土面呼板计算章厚度丧h枣c秋，重复贼第（2扑）～（朝5）步未，直至早满足结符构极限损状态等的隙校核要届求。荣因案例皱表16劈不满足楼结构极州限状态道的枯校核要直求，缓故棒将案例肯表13殃中混凝累土面板杂的饺计算厚替度渡h就c赖增加，出电子表坟格程序苹可自动梢完成案族例表1拼4～案葬例表1挎6的计围算，并大在设计道者手动酬增加为h轰c惜直至满樱足结构夕极限状饿态校核问要求的竞前提下量（本案且例从0脖.22厚0古m一兆直增加蠢至0.服228尿m）良，程序蹦会按规燥范要求刊，将计励算厚度栏加6迈mm磨沫损厚度阅，然后啊按10分mm童向上取途整确定洽混凝土以面层纽的魂设计厚疯度。具耍体计算外过程见是案例表锐17～弹案例表馋20。毅案例表食17压弯曲凭刚度组D孩c乘、幕D仓b穗、相对伐刚度半阴径并r奶g兔的确定峡混凝土卡面板计粘算厚度脏h贡c削/m泼混凝土春弹性模唉量淋E挽c桑/MP畜a征水泥混厨凝土泊直松比醒V加c峡0.2村28予31索000醋0.1币5斗混凝土烛面板弯兼曲刚度始D每c炒31.石323筝见式（劣1-1额7）柱水泥稳相定碎石缸基层厚糕度源h真b海/m字水泥稳芝定碎石计基层弹厦性绵模量筛E齿b煮/MP蚂a泥水泥稳寸定碎石修泊松比爸V田b负0.1泻8哈2绣000益0.2桨半刚性画基层板追弯曲刚射度颤D愤b毙1.0究13驻见式（忽1-1柿8）萝路面结怀构总相训对刚度支半斯径微r锁g科0.7夹98音见式（础1-1凉9）俩案例表零18轰荷载筋应力的鲜计算燥半刚性概基层板沫弯曲刚划度是D丰b遍混凝土修面板弯坊曲刚度泊D县c竖路面结次构总相凡对刚度含半摊径砍r候g系混凝土屠面板厚章h柴c许/m寺标准轴际载邀P盘s种/kN呀极限轴上载繁P恼m响/kN蛋1.0哄13抽31.狠323年0.7华98坝0.2讲28壁100坏150云临界荷嘱位处标捧准轴载丰荷吹载应力络σ竹ps分/M纯Pa颤1.7荐7惜式迷（犁1-2训0棉）臂临界荷侦位处极滋限轴载勉荷捷载应力稳σ巩pm闪/M份Pa敢2.5冬9舍式于（拢1-2也1萝）挤应力折糊减系数语K窑r宗0.8捞7吧看式架（德1-2获2幅）务中的规勾定敞综合系景数递K掘c臂1.0性5他表1-丘29抚疲劳应跌力系数炮K尺f辜2.5皂式（1则-23起）绞标准轴屯载累计秩作用次甚数啦N察e辫/次决99叶07淡261元前面已欠计算得液出挪面层荷际载疲劳执应力这σ袄pr市/M执Pa煤4.0蝴4检式沈（摧1-2招2唤）策面层最渡大荷载滥应力属σ厨p,m豆ax企/M弓Pa兵2.3疲7乌式生（涨1-2脊4写）史案例匙表19错温仁度应力敬的计算甘混凝土升面板厚呆h村c铜/m常混凝土谷弹性模涌量鲜E财c姐/MP辣a杯水泥稳拉定碎石浓基层厚彼度构h仪b妖/m研水泥稳纱定碎石忙基层弹屿性溜模量饲E谦b壶/MP说a咏混凝土拳面板弯贱曲刚度负D沟c抛半刚性睬基层板号弯曲刚佳度灯D嫌b阳路面结热构总相权对刚度妖半蔑径根r骑g捕水泥混遣凝土面改板长度衔L烂/m拍0.2纹28哑31恼000慨0.1碌8愈20矿00舱31.锡323膛1.0熟13杂0.7敢98健5盲k枣n词5摩135殿.9宾式稿（损1-2它5读）身γ恢β飘0.1抱18唉式泻（任1-2样6涌）负ξ舒0.2垃19壁式着（浇1-2规7终）述t俯2.0灰89携式暴（踪1-2既8蔬）耻混凝土深面层板巡温度翘塞曲荷应力系枝数傅C西L其0.9筐18气式志（漆1-2刃9逝）掩综合温柔度翘曲经应力和栗内膛应力的疤温诊度应力籍系则数怒B铺L型0.5越74刮式努（赢1-3崭0画）螺混凝土俯线膨胀助系数壶α糊c盛/（1羡0猴-6揭·℃类-1册）悟最大温墨度梯度郊标准值享T筝g册/（圣℃·从m售-1踏）滔回归系芬数似a林t纳回归系持数护b夫t含回归系画数主c否t偶水泥混巨凝土弯茧拉强度领标辨准值邻f梯r寒/MP烧a奋查表1冻-30虹查表1晕-31席查表1愤-32画查表1涝-32规查表1美-32轰查表1破-27崭7维89宪0.8咏41锅1.3锻23炼0.0界58谷5童面层最视大温度纪应力可σ据t,m益ax疯/M与Pa谁1.2渡6惩式尺（漫1-3魄1趣）厨温度疲样劳应力米系数隶k航t银0.3懂09旧式漂（颗1-3情3棵）草面层温鬼度疲劳嘴应力酿σ斗tr脚/M柜Pa猴0.3狂9杏式