路基路面工程计算书

'成都学院课程名称：路基路面工程学院：建筑与土木工程学院专业：土木工程学号：201210209108年级：2012级学生姓名：聂跃指导教师：陈小平二O一五年六月 目录1.设计任务书1.1路基部分..........................................................................................................................11.1.1设计资料...................................................................................................................11.1.2设计任务...................................................................................................................11.2.路面部分..........................................................................................................................11.2.1基本设计资料...........................................................................................................11.2.2设计任务..................................................................................................................22.路基部分设计2.1重力式挡土墙设计......................................................................................................32.2破裂棱柱体位置确定..................................................................................................32.3荷载当量土柱高度计算..............................................................................................32.4土压力计算..................................................................................................................32.5土压力作用点位置计算..............................................................................................62.6土压力对墙趾力臂计算..............................................................................................62.7稳定性验算..................................................................................................................62.8基地应力和合力偏心矩验算......................................................................................82.9截面内力计算..............................................................................................................92.10设计图纸及工程量....................................................................................................93.路面部分设计3.1基本设计资料.............................................................................................................103.2沥青路面设计...........................................................................................................113.2.1轴载分析...............................................................................................................113.2.2.1结构组合与材料选取（干燥路段）.........................................................153.2.2.2各层材料的抗压模量和劈裂强度.............................................................153.2.2.3设计指标的确定.........................................................................................163.2.2.4路面结构层厚度的计算.............................................................................181 3.2.2.5沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算..........................193.2.2.6防冻层厚度检验............................................................................................233.2.3.1结构组合与材料选取（潮湿路段）................................................................243.2.3.2各层材料的抗压模量和劈裂强度...............................................................243.2.3.3设计指标的确定...........................................................................................253.2.3.4路面结构层厚度的计算................................................................................273.2.3.5沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算..........................283.2.3.6防冻层厚度检验............................................................................................303.3水泥混凝土路面设计..................................................................................................313.3.1交通量分析........................................................................................................313.3.2初拟路面结构....................................................................................................333.3.3确定材料参数....................................................................................................333.3.4计算荷载疲劳应力............................................................................................343.3.5计算温度疲劳应力............................................................................................373.3.6防冻厚度检验和接缝设计.................................................................................383.3.7角隅钢筋设计 ....................................................................................................39参考文献..................................................................................................................................40　　　　1 1设计任务书1.1路基部分1.1.1设计资料（1）某公路边坡高为H=3.3m，边坡坡度为1:0.25（＝14°02′）（如图1.1所示）。（2）土质情况：土重度γ=21kN/m3，内摩擦角φ=34.7°；填土与墙背间的摩擦角δ=16.8°；地基为岩石，地基容许承载力[σ]=600kPa，基底摩擦系数f=0.5。（3）墙身材料：砌体重度γ=19.8kN/m3，砌体容许压应力[σ]=650kPa，容许剪应力[τ]=100kPa。图1.1路基边坡1.1.2设计任务根据上述资料，设计重力式挡土墙以保持边坡稳定。1.2路面部分1.2.1.基本设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长6.6%，车道系数η39 =0.5，该路段处于中国公路自然区划V4区，公路等级为一级，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道2×7.5m，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=24Mpa，中湿路段E0=32.2Mpa，干燥路段E0=36Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。表1-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230595解放CA10B902黄河JN150387长征XD250317依土姿TD501511菲亚特650E251太脱拉138502.2.2设计任务（1）收费站采用水泥混凝土路面，其他路段采用沥青混凝土路面；（2）沥青混凝土路面设计主要内容包括：轴载分析、结构层组合设计、材料参数确定、设计指标计算、路表弯沉和层底拉应力检算。（3）水泥混凝土路面设计包括：交通量分析、路面结构组合设计、材料参数确定、荷载疲劳应力计算、温度疲劳应力计算、防冻厚度计接缝设计、角隅钢筋设计。39 2.路基部分设计2.1重力式挡土墙设计某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：（1）墙身构造：墙高3.3m，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m，其余初始拟采用尺寸如图2.1示；（2）土质情况：墙背填土容重γ=21kN/m3，内摩擦角φ=34.7°；填土与墙背间的摩擦角δ＝16.8°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝600kPa，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身材料：砌体容重γ=19.8kN/m3，砌体容许压应力[σ]＝650kPa，容许剪应力[τ]＝100kPa。图2.1初始拟采用挡土墙尺寸图2.2破裂棱柱体位置确定39 （1）破裂角（）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：37º28"根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：=0.7447=（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度：m车辆荷载分布宽度：所以，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。2.3荷载当量土柱高度计算墙高3.3米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q＝18.375kN/m2，2.4土压力计算39 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：2.5土压力作用点位置计算：－土压力作用点到墙踵的垂直距离；2.6土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：2.7稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：m39 （2）抗滑稳定性验算：倾斜基地0.2：1，验算公式：所以抗滑稳定性满足。（3）抗倾覆稳定性验算：所以倾覆稳定性不足，应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。重新拟定b1＝1.2m倾斜基地，土压力对墙址力臂：所以倾覆稳定性满足。39 2.8基地应力和合力偏心矩验算1）合力偏心矩计算上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。所以基底合力偏心矩满足规范的规定。2）基地应力验算所以基底应力满足要求。39 2.9截面内力计算墙面墙背平行，截面最大应力出现在接近基地处，由基地应力验算可知偏心矩及基地应力满足地基承载力，墙身应力也满足，验算内力通过，墙顶顶宽1.2m，墙高3.3m。2.10设计图纸及工程量（1）典型断面如图2.2所示，立面布置图2.3所示，平面布置图2.4所示。（2）挡土墙工程数量见表2-1。工程数量表表2-1墙高（单位：m）断面尺寸（单位：m）7.5号浆砌片石（单位：m3/m）h1HH1B1b13.30.193.33.111.21.23.2路肩墙墙体间隔20米设置沉降缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞；泄水孔尺寸10×10cm，2--3米布置一个，泄水孔应高出地面不小于30厘米；墙背均应设置50厘米砂砾透水层，并做土工布封层；39 3.路面部分设计3.1基本设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长6.6%，车道系数η=0.5，该路段处于中国公路自然区划V4区，公路等级为一级，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道2×7.5m，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=24Mpa，中湿路段E0=32.2Mpa，干燥路段E0=36Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。、表1-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230595解放CA10B902黄河JN150387长征XD250317依土姿TD501511菲亚特650E251太脱拉1385039 3.2沥青路面设计3.2.1轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3-1确定。表3-1标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）1．5d﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中：—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；—标准轴载（）；—各种被换算车型的轴载（）；C1—轴数系数；C2—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38；39 —被换算车型的轴载级别。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：式中：m—轴数。表3-2轴载换算结果车型（）（次/日）跃进NJ230前轴23.7016.4595--后轴69.2011595119.94解放CA10B前轴19.4016.4902--后轴60.8511902103.93黄河JN150前轴49.0016.4387111.24后轴101.6011387414.67长征XD250前轴37.8016.43174.6后轴72.602.21317173.20依土姿TD50前轴42.2016.41511226.75后轴90.00111511955.48菲压特650E前轴33.0016.425112.93后轴72.001125160.13太脱拉138前轴51.4016.45017.664后轴80.002.215041.6739 ∑N2242.20则其设计年限内一个车道上的累计量轴次：式中—设计年限内一个车道的累计当量次数；t—设计年限，由材料知，t=20年；—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；—设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.066；—车道系数，由材料知η=0.5。则：次。﹙2﹚验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。式中：—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；—标准轴载（）；—各种被换算车型的轴载（）；—轴数系数—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。表3-3轴载换算结果39 车型（）（次/日）跃进NJ230前轴23.70118.5595—后轴69.201159531.29解放CA10B前轴19.40118.5902—后轴60.851190216.95黄河JN150前轴49.00118.5387—后轴101.6011387439.4长征XD250前轴37.80118.5317—后轴72.603131773.40依士姿TD50前轴42.20118.51511—后轴90.00111511650.44菲压特650E前轴33.00118.5251—后轴72.001125118.13太脱拉138前轴51.40118.5504.44后轴80.00315025.1∑N1259.15则其设计年限内一个车道上的累计量轴次为：次。3.2.2结构组合与材料选取(干燥路段路面设计）该地区属于区，沿线土质为粉质粘土混碎石，路基回弹模量干燥段为39 。因为交通量100×104＜927.7×104＜2000×104次，故可知交通属于重交通。由以上可知相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级，根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级。根据《公路沥青路面设计规范》，路面结构层采用沥青混凝土（210），基层采用水泥稳定碎石（300mm），底层采用二灰土（厚度待定），采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土(AC-13)（40），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(AC-16)（70），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(AC-25)（100）。3.2.3各层材料的抗压模量和劈裂强度土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已参照规范给出的推荐值确定。见表3-4。表3-4结构组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量①细粒式沥青混凝土4200014001.2②中粒式沥青混凝土7180012001.0③10120010000.839 粗粒式沥青混凝土④水泥稳定碎石30150015000.6⑤二灰土待定7507500.25⑥土基—3636—3.2.4设计指标的确定﹙1﹚设计弯沉值公路为一级，则公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数取1.0。式中：—设计弯沉值—设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数—公路等级系数，一级公路为1.0—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0—基层类型系数，半刚性基层为1.0所以﹙2﹚各层材料按容许层底拉应力，按下列公式计算：式中：—路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）；—路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限39 次加载的疲劳弯拉应力（MPa）；—抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数：对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数：对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数：表3-5结构层容许弯拉应力材料名称（Mpa）（Mpa）细粒沥青混凝土1.23.070.39中粒沥青混凝土1.03.070.33粗粒沥青混凝土0.83.070.26水泥稳定碎石0.62.040.29二灰土0.252.630.103.2.5路面结构层厚度的计算﹙1﹚理论弯沉系数的确定式中：δ—当量圆半径；39 F—弯沉综合修正系数，。因此：=﹙2﹚确定设计层厚度采用三层体系表面弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。h/δ=4/10.65=0.376E2/E1=1800/2000=0.9；由三层体系弯沉系数诺莫图查得：=6.22。h/δ=4/10.65=0.376=36/1800=0.02；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=1.430。又因为K2=/(K1）=3.369/（6.22×1.430）=0.379，，，由上查表得：H/δ=7.4，H=10.65×7.4=78.8cm。由可知：，因为H=78.8cm，可知h=36.11cm，故取cm。如图所示：____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000Mpah2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPaH=？cmE2=1800MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPa39 E0=36MPaE0=36MPa3.2.6沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算其中（1）对于细粒式沥青混凝土层三层体系如图____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000Mpah2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPaH=41.86cmE2=1800MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaE0=36MPaE0=36MPa查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故39 满足要求。（2）对于中粒式沥青混凝土层三层体系如图____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=11.11cmEh2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPaH=65.57cmE=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaE0=36MPaE0=36MPa查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。（3）对于粗粒式沥青混凝土层三层体系如图39 ____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=22.29cmEh2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaH=33.37cmE=1500MPaE0=36MPaE0=36MPa查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙4﹚水泥稳定碎石层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=51.09cmE=1500MPa39 h2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaH=37cmE=750MPaE0=36MPaE0=36MPa，H=37cm由H/=37/10.65=3.47,=36/750=0.048,查表得=0.04MpaH/=3.47,E5/E4=750/1500=0.5,查表得m1=2.1H/=3.47,h/=51.08/10.65=4.79,查表得m2=0.50由公式其中得=0.7×0.04×2.1×0.50=0.0296Mpa<=0.29Mpa满足要求。﹙5﹚二灰土土层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=51.09cmE=1500MPah2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaH=37cmE=750MPa39 E0=36MPaE0=36MPaH=37cm由H/=37/10.65=3.47,=36/750=0.048,查表得=0.15MpaH/=3.47,E5/E4=750/1500=0.5,查表得n1=2.1H/=3.47,h/=51.09/10.65=4.79,查表得n2=0.50由公式，故满足要求。3.2.7防冻层厚度检验根据规范知：在季节性冰冻地区的干燥、潮湿路段，路面设计应进行防冻厚度的检验，如小于规范定的最小防冻厚度时，应增设或加垫层使路面总厚度达到要求。路面结构层总厚度h=4+7+10+30+37=88cm，大于最大冰冻深度65cm，所以不考虑冻层深度。3.2.2结构组合与材料选取(潮湿路段路面设计）该地区属于区，沿线土质为粉质粘土混碎石，路基回弹模量干燥段为。因为交通量100×104＜927.7×104＜2000×10439 次，故可知交通属于重交通。由以上可知相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级，根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级。根据《公路沥青路面设计规范》，并考虑公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供应，路面结构层采用沥青混凝土（210），基层采用水泥稳定碎石（300mm），底层采用二灰土（厚度待定），采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土(AC-13)（40），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(AC-16)（70），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(AC-25)（100）。3.2.3各层材料的抗压模量和劈裂强度土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已参照规范给出的推荐值确定。见表3-4。表3-4结构组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量①细粒式沥青混凝土4200014001.2②中粒式沥青混凝土7180012001.0③粗粒式沥青混凝土10120010000.8④水泥稳定碎石30150015000.6⑤二灰土待定7507500.25⑥土基—2424—39 3.2.4设计指标的确定﹙1﹚设计弯沉值公路为一级，则公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数取1.0。式中：—设计弯沉值—设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数—公路等级系数，一级公路为1.0—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0—基层类型系数，半刚性基层为1.0所以﹙2﹚各层材料按容许层底拉应力，按下列公式计算：式中：—路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）；—路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳弯拉应力（MPa）；—抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数：39 对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数：对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数：表3-5结构层容许弯拉应力材料名称（Mpa）（Mpa）细粒沥青混凝土1.23.070.39中粒沥青混凝土1.03.070.33粗粒沥青混凝土0.83.070.26水泥稳定碎石0.62.040.29二灰土0.252.630.103.2.5路面结构层厚度的计算﹙1﹚理论弯沉系数的确定式中：δ—当量圆半径；F—弯沉综合修正系数，。因此：=﹙2﹚确定设计层厚度采用三层体系表面弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。39 h/δ=4/10.65=0.376E2/E1=2000/1800=0.9；由三层体系弯沉系数诺莫图查得：=6.22。h/δ=4/10.65=0.376=24/1800=0.01；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=1.530。又因为K2=/(K1）=3.369/（6.22×1.530）=0.399，，，由上查表得：H/δ=7.5，H=10.65×7.5=79.87cm。由可知：，因为H=79.87cm，可知h=37.4cm，故取cm。如图所示：____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000Mpah2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPaH=？cmE2=1800MPah4=30cmE4=1500MPah5=38cmE5=750MPaE0=24MPaE0=24MPa39 3.2.6沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算其中（1）对于细粒式沥青混凝土层三层体系如图____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000Mpah2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPaH=42.24cmE2=1800MPah4=30cmE4=1500MPah5=38cmE5=750MPaE0=24MPaE0=24MPa查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。39 （2）对于中粒式沥青混凝土层三层体系如图____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=11.11cmEh2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPaH=66.03cmE=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaE0=24MPaE0=24MPa查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。（3）对于粗粒式沥青混凝土层三层体系如图____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=22.29cmE39 h2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaH=33.73cmE=1500MPaE0=24MPaE0=24MPa查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙4﹚水泥稳定碎石层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=51.09cmE=1500MPah2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaH=37cmE=750MPa39 E0=24MPaE0=24MPa，H=38cm由H/=38/10.65=3.57,=24/750=0.032,查表得=0.14MpaH/=3.57,E5/E4=750/1500=0.5,查表得m1=2.0H/=3.57,h/=51.09/10.65=4.79,查表得m2=0.52由公式其中得=0.7×0.14×2.0×0.52=0.102Mpa<=0.29Mpa满足要求。﹙5﹚二灰土土层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=51.09cmE=1500MPah2=7cmE2=1800MPah3=10cmE3=1200MPah4=30cmE4=1500MPah5=37cmE5=750MPaH=37cmE=750MPaE0=24MPaE0=24MPa39 H=37cm由H/=38/10.65=3.57,=24/750=0.032,查表得=0.25MpaH/=3.57,E5/E4=750/1500=0.5,查表得n1=1.0H/=3.57,h/=51.09/10.65=4.79,查表得n2=0.52由公式，故满足要求。3.2.7防冻层厚度检验根据规范知：在季节性冰冻地区的干燥、潮湿路段，路面设计应进行防冻厚度的检验，如小于规范定的最小防冻厚度时，应增设或加垫层使路面总厚度达到要求。路面结构层总厚度h=4+7+10+30+38=89cm，大于最大冰冻深度70cm，所以不考虑冻层深度。3.3水泥混凝土路面设计3.3.1交通量分析﹙1﹚标准轴载与轴载换算我国公路水泥混凝土路面设计规范以汽车轴重为100kN的单轴荷载作为设计标准轴载，表示为BZZ—100。凡前、后轴载大于40KN（单轴）的轴数均应换算成标准轴数，换算公式为：式中：—100KN的单轴—双轮组标准轴数的通行次数；39 —各类轴—轮型；级轴载的总重（KN）；—轴型和轴载级位数；—各类轴—轮型i级轴载的通行次数；表3-6轴载换算结果车型（kN）（次/日）跃进NJ230前轴23.70595—后轴69.205951.65解放CA10B前轴19.40902—后轴60.859020.32黄河JN150前轴49.003870.04后轴101.60387498.90长征XD250前轴37.80317—后轴2×72.603173.78依士姿TD50前轴42.2015110.02后轴90.001511280.00菲压特650E前轴33.00251—后轴72.002511.31太脱拉138前轴51.40500.01后轴2×80.00502.8139 N=788.84则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数:式中：—标准轴载累计当量作用次数；t—设计基准年限t=20；γ—交通量年平均增长率，由材料知，γ=0.066；η—临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下表3-2。表3-7混凝土路面临界荷位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0.17～0.22二级及二级以下公路行车道宽>7m0.34～0.390.54～0.62行车道宽≤7m次。3.3.2初拟路面结构因为交通量100×104＜225.9×104＜2000×104次，故可知交通属于重交通。由以上可知相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级，根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级。查规范知：初拟普通混凝土面层厚为250mm；基层选用水泥稳定碎石，厚为200mm；垫层为250mm的级配碎石。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m；长为4m。39 3.3.3确定材料参数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,泊松比取0.15，线膨胀系数为1.0℃；路基回弹模量为32.2Mpa；级配碎石垫层回弹模量取400Mpa；水泥稳定碎石基层回弹模量取1500Mpa。计算地基综合回弹模量因除路基外只有单层基层，所以，,地基综合回弹模量：(1)上层板在设计荷载作用下的荷载应力上层板弯曲刚度：下层板弯曲刚度：双层板总相对刚度半径：3.3.4计算荷载疲劳应力和最大荷载应力根据一级公路、重交通，由《路基路面工程》查得初拟普通混凝土面层厚度为0.25m。39 由下列公式求得：式中r—混凝土板的相对刚度半径（m）；H—混凝土板的厚度（m）；Ec—水泥混凝土的弯沉弹性模量（Mpa）；σpr—标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载疲劳应力（Mpa）；kr—考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设杆拉的平缝，kr=0.87～0.92，纵缝为不设杆拉的平缝或自由边界kr=1.0，纵缝为设杆拉的企口缝，kr=0.76～0.84，；kc—考虑偏载和动载因素对路面疲劳损坏影响综合系数，按公路等级查下表3-3；表3-8综合系数kc公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.10σps—标准轴载Ps在四边自由板的临界荷载处产生的荷载应力（Mpa）。39 根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综和系数,则荷载疲劳应力为：=2.3×0.90×1.25×1.561=4.036MPa面层板在最重轴载作用下的荷载应力计算3.3.5计算温度疲劳应力和最大温度应力由《路基路面工程》知，V区最大温度梯度取85﹙℃/m﹚，已知混凝土板厚0.3m，板长4m，面层板的温度翘曲应力系数C：（rad)39 则可知最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力：式中：αc—混凝土的温度线膨胀系数；Tg—最大温度梯度，Tg=85°c/m；Bx—综合温度翘区应力和内应力的温度应力系数；σtm—最大温度梯度时土板的温度翘取应力（Mpa）。=温度疲劳系数，式中a，b和c为回归系数，按所在地区公路自然区划查下表3-9。表3-9回归系数a，b和c系数公路自然区ⅡⅢⅣⅤⅥⅦa0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270=39 则温度疲劳应力：综合，一级公路的安全等级为三级，相应于三级的安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85﹪。再根据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数。,,故满足要求。3.3.6防冻厚度检验和接缝设计防冻厚度检验由《公路水泥混凝土路面设计规范》知，路面防冻厚度为50cm，而设计路面总厚度为60cm，由于50<60，故满足设计要求。接缝设计纵向接缝  根据规范的要求纵向接缝的布设应路面宽度和施工铺筑宽度而定。根据规范的要求，一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。由于一次铺筑宽度不大于4.5m，因此，本公路的纵向施工缝采用平缝形式，上部锯切槽口，深度为35mm，宽度为5mm，槽内灌塞填缝料，  纵缝应与路线中缝平行。在路面等宽的路段内或路面变宽路段的等宽部分，纵缝的间距和形式应保持一致。路面变宽段的加宽部分与等宽部分之间，以纵向施工缝隔开。加宽板在变宽段起终点处的宽度不应小于1m。由于本道路面层采用连续配筋混凝土面层，所以其纵缝拉杆可由板内横向钢筋延伸穿过接缝代替。故不用单独设计。 39  横向接缝 根据相关规范的规定，每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝或胀缝处。在缩缝处的施工缝处采用传力杆的平缝形式，其构造如下图所示;设在胀缝处的施工缝,其构造与胀缝相同.横向缩缝等间距布置，采用设传力杆假缝形式，横向缩缝顶部锯切槽口，深度为60mm，宽度为5mm，槽内填塞填缝料。根均规范的规定，在槽口处增设深20mm、宽8mm的浅槽口，传力杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距查表，根据面层厚度，应该选用为传力杆直径32mm，传力长度500mm，传力杆间距250mm。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为250mm。 端部处理 由于本公路采用连续配筋混凝土面层，所以与其他类型路面或构造物相连接的端部，应设置成锚固结构。端部锚固结构采用钢筋混凝土地梁或宽翼缘工字钢梁接缝形式。 接缝填封材料  胀缝接缝板选用泡沫橡胶板、沥青纤维板，接缝填料选用有聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、乳化沥青类、聚氯乙烯胶泥、沥青橡胶类、沥青玛蹄脂及橡胶嵌缝条等。3.3.7  角隅钢筋设计 角隅钢筋，设置在胀缝两侧板的角隅处，使用2根直径为14mm长为2.5m的钢筋弯制而成。角隅钢筋布设在板的上部，距板顶面为距离为6cm，距胀缝和板的各边缘为10cm，在交叉口处，对无法避免形成的锐角，设计成双层钢筋网补强，以避免发生板角断裂。钢筋布置在板的上下部，距板顶（底）6cm。39 参考文献：1．黄晓明，路基路面工程，北京：人民交通出版社，2013。　　2．中华人民共和国行业标准，公路工程技术标准（JTGB01－2003），北京：人民交通出版社，2003。　3．中华人民共和国行业标准公路土工试验规程（JTJ051－93），北京：人民交通出版社，1994。　　4．中华人民共和国行业标准，公路路基设计规范（JTGD30-2004），北京：人民交通出版社，2004。　　5．中华人民共和国行业标准，公路路基路面现场测试规程（JTJ059－95），北京：人民交通出版社，1995。　　6．中华人民共和国行业标准，公路路基施工技术规范（JTJF10－2006），北京：人民交通出版社，2006。　　7．中华人民共和国行业标准，公路沥青路面设计规范，（JTJD50－2006），北京：人民交通出版社，2006。　　8．中华人民共和国行业标准，公路沥青路面施工技术规范（JTGF40－2004），北京，人民交通出版社，2004。　　9．中华人民共和国行业标准，公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40－2002），北京，人民交通出版社，2003。　　10．中华人民共和国行业标准，公路水泥混凝土路面施工技术规范，（JTGF30－2003），北京：人民交通出版社，2003。　　11．中华人民共和国行业标准，公路路面基层施工技术规范，（JTJ034－2000），北京：人民交通出版社，1993。　附录附1挡土墙典型断面图附2沥青路面结构示意图(干燥、潮湿）、水泥混凝土路面结构示意图附3水泥混凝土路面角隅钢筋布置图39'