《路基路面工程设计》课件 6.6 HPDS水泥路面设计案例

水泥混凝土路面设计HPDS水泥路面设计案例目录contentHPDS软件设计演示HPDS软件设计计算书0203双层板模型设计实例01公路自然区划Ⅳ区拟新建一条一级公路，路基为低液限粉土，路床顶距地下水位1.5m，当地粗集料以砾石为主。拟采用普通水泥混凝土面层，基层采用水泥稳定砂砾。经交通调查分析得知，设计轴载为100KN，最重轴载为180KN，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为3200，交通量年平均增长率为5%。试进行普通水泥混凝土路面设计计算。设计资料1双层板模型设计实例1双层板模型设计实例交通分析一级公路的设计基准期为30年，安全等级为一级。临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.22。计算设计基准期内设计车道设计轴载累计作用次数：根据Ne大小，确定属重交通荷载等级。初拟路面结构一级公路施工变异水平选择低等级。根据一级公路、重交通荷载等级和低变异水平等级，查表初拟普通混凝土面层厚度为0.26m，基层选用水泥稳定砂砾0.20m，底基层选用级配碎石0.18m。1双层板模型设计实例单向路幅宽度为2×3.75m（行车道）+2.75m（硬路肩），行车道水泥混凝土板的平面尺寸取5.0m×3.75m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝，硬路肩面层采用与行车道面层等厚的混凝土，并设拉杆与行车道板相连。路面材料参数确定通过规范查表：取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量与泊松比为31GPa、0.15。取砾石粗集料混凝土的线膨胀系数=11×10-6

/℃。取低液限粉土路基回弹模量100MPa，取距地下水位1.5m时的湿度调整系数为0.80，由此得到路床顶综合回弹模量为100×0.80=80MPa。取水泥稳定砂砾基层的回弹模量为2000MPa，泊松比取0.20；取级配碎石底基层回弹模量为250MPa，泊松比取0.35。1双层板模型设计实例荷载应力与温度应力计算所需参数通过规范查表计算：考虑接缝传荷能力的应力折减系数kr=0.87；综合系数kc=1.05疲劳应力系数：1双层板模型设计实例通过规范查表：最大温度梯度取92℃/m结构极限状态校核所需参数通过规范查表：一级公路、低变异水平条件下的可靠度系数取1.141双层板模型设计实例2HPDS软件设计演示（1）启动程序HPDS的“新建单层水泥混凝土路面设计（HCPD1）”。

启动程序HPDS2017，然后选择“路面设计与计算”→“水泥混凝土路面设计与计算”→“新建单层水泥混凝土路面设计（HCPD1）”命令，如图所示。（2）交通量计算及交通荷载等级确定①按下图所示对话框，输入设计参数：公路等级、变异水平等级、可靠度系数。2HPDS软件设计演示（2）交通量计算及交通荷载等级确定②按下图所示对话框，输入交通分析参数。采用直接输入设计轴载累计作用次数输入，同时输入设计轴载与最重轴载。2HPDS软件设计演示（2）交通量计算及交通荷载等级确定③设计轴载累计作用次数计算及交通荷载等级分析。单击下图中的“设计轴载累计作用次数及交通等级的计算、确定和输出”按钮，结果如下图所示。2HPDS软件设计演示（3）选择路面类型，如图所示。2HPDS软件设计演示（4）输入路面设计参数，如下图所示。2HPDS软件设计演示（4）输入路面设计参数，如下图所示。2HPDS软件设计演示（4）输入路面设计参数，如下图所示。2HPDS软件设计演示（5）计算及存盘如下图所示，单击程序界面最下一行的“计算”按钮，进行设计成果文本文件的存盘，文件名后缀为.txt。单击程序界面最下一行的“数据存盘”按钮，进行程序源文件的存盘，文件名后缀为.dat。2HPDS软件设计演示注意：设计过程中，为了防止程序异常退出（如停电）而丢失已输入的数据，应在设计过程中随时存盘，以便在程序异常退出后仍能调用前面已输入并存盘了的数据，如图所示。2HPDS软件设计演示3HPDS软件设计计算书

设计内容:新建单层水泥混凝土路面设计公路等级:一级公路变异水平的等级:低级可靠度系数:1.14

面层类型:普通混凝土面层

设计轴载100kN最重轴载180kN路面的设计基准期:30年设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:1.707E+07

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Ⅳ

面层最大温度梯度92℃/m接缝应力折减系数0.87

混凝土线膨胀系数11×10-6/℃

基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层

层位基（垫）层材料名称厚度(mm)材料模量(MPa)1水泥稳定粒料20020002级配碎石1802503新建路基803HPDS软件设计计算书

板底地基当量回弹模量ET=125MPa

中间计算结果:(下列符号的意义可参看“程序使用说明”)

HB=260DC=46.45DB=1.39

RG=.879SPS=1.453SPM=2.524SPR=3.59SPMAX=2.42CL=0.831BL=0.437STMAX=1.78

KT=0.44

STR=0.78

SCR=4.37

GSCR=4.98

RE=-0.4%SCM=4.2GSCM=4.79REM=-4.2%

混凝土面层荷载疲劳应力:3.59MPa

混凝土面层温度疲劳应力:0.78MPa

考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力:4.98MPa（小于或等于面层混凝土弯拉强度）

混凝土面层最大荷载应力:2.42MPa

混凝土面层最大温度应力:1.78MPa

考虑可靠度系数后混凝土