普通水泥混凝土路面厚度计算示例.pdf

--公路水泥混凝土路面设计规范JTGD40-2002示例：普通水泥混凝土路面厚度计算示例公路自然区划II区拟新建一条二级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，路面宽9m。经交通调查得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为2100。试设计该路面厚度。解：1.交通分析由表3.0.1（课本16-20），二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。由表A.2.2（课本16-3），临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39。取交通量年平均增长率为5％。按式(A.2.2)（课本16-4）计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为属重交通等级。表A．2．2车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.17～0.22行车道宽>7m0.34～0.39二级及二级以下公路行车道宽≤7m0.54～0.622.初拟路面结构由表3.0.1（课本16-20），相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级和中级变异水平等级，查表4.4.6（课本16-17），初拟普通混凝土面层厚度为0.22m。基层选用水泥稳定粒料(水泥用量5％)，厚0.18m。垫层为0.15m低剂量无机结合料稳定土。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。3.路面材料参数确定按表3.0.6（16-23、16-25），取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值为31GPa。表3.0.6混凝土弯拉强度标准值交通等级特重重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa）5.05.04.54.0----钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa）6.06.05.55.0查附录F.1（表16-14），路基回弹模量取30MPa。查附录F.2（表16-27），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。按式(B．1．5)（式16-53）计算基层顶面当量回弹模量如下：----普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3.2)(课本16-50b)计算为----4．荷载疲劳应力按式(B.1.3)（16-52a），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的kr=0.87疲劳应力系数kNn(9.885106)0.0572.504。根据公路等级，由表B.1.2(16-24)，考虑偏载和动fe载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。kc=1.20按式(B．1．2)，荷载疲劳应力计算为5．温度疲劳应力由表3.0.8(16-28)，Ⅱ区最大温度梯度取88(℃／m)。板长5m，l/r=5／0.677=7.39，由图B.2.2(16-14)可查普通混凝土板厚，。按式，最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算h=0.22mBx=0.71(B.2.2)(16-56)为温度疲劳应力系数，按式计算为kt(B.2.3)(16-57)----再由式(B.2.1)(16-55)计算温度疲劳应力为查表3.0.1(16-20)，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％。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.3(16-22)，确定可靠度系数=1.13。r按式(3.0.3)因而，所选普通混凝土面层厚度(0.22m)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。------