新建沥青路面水泥混凝土路面设计旧路改建路面设计课程设计论文(编辑修改稿)

新建沥青路面水泥混凝土路面设计旧路改建路面设计课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

38 80 2 双轮组 3 319 设计年限 15 车道系数 .5 交通量平均年增长率 13 ％ 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1603 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : +07 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1147 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 8460487 公路等级 高速公路 公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : () 层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度 (MPa) 容许拉应力 (MPa) 1 细粒式沥青混凝土 .43 2 中粒式沥青混凝土 1 .31 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .22 4 石灰粉煤灰砂砾土 .5 .19 5 石灰碎石土 .25 .1 沥青路面设计程序 沥青路面结构参数调整 新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ100 路面设计弯沉值 : () 路面设计层层位 : 5 设计层最小厚度 : 15 (cm) 层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 (cm) 抗压模量 (MPa) 抗压模量 (MPa) 容许应力 (MPa) (20℃ ) (15℃ ) 1 细粒式沥青混凝土 4 1400 2020 .8 2 中粒式沥青混凝土 6 1200 1600 .7 3 粗粒式沥青混凝土 8 900 1200 .6 4 石灰粉煤灰砂砾土 23 1500 1500 .14 5 石灰碎石土 ? 550 550 .08 6 土基 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= () H( 5 )= 20 cm LS= () H( 5 )= 25 cm LS= () H( 5 )= cm(仅考虑弯沉 ) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 5 )= cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求 ) H( 5 )= cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求 ) H( 5 )= cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求 ) H( 5 )= cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求 ) H( 5 )= cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求 ) 路面设计层厚度 : H( 5 )= cm(仅考虑弯沉 ) H( 5 )= cm(同时考虑弯沉和拉应力 ) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 40 cm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 竣工验算设计程序 沥青路面结构参数调整 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公 路 等 级 : 高速公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ100 层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 (cm) 抗压模量 (MPa) 抗压模量 (MPa) 计算信息 (20℃ ) (15℃ ) 1 细粒式沥青混凝土 4 1400 2020 计算应力 2 中粒式沥青混凝土 6 1200 1600 计算应力 3 粗粒式沥青混凝土 8 900 1200 计算应力 4 石灰粉煤灰砂砾土 23 1500 1500 计算应力 5 石灰碎石土 550 550 计算应力 6 土基 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= () 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= () 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= () 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 36 () 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= () 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= ()(根据 “ 基层施工规范 ” 第 88页公式 ) LS= ()(根据 “ 测试规程 ” 第 56 页公式 ) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )= (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )= (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )= (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .123 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= .069 (MPa) 细粒式沥青混凝土 4cm 路面结构附 石灰碎石土 石灰粉煤灰砂砾土 23cm 粗粒式沥青混凝土 8cm 中粒式沥青混凝土 6cm 第 2 章 水泥混凝土路面设计 设计使用年限内标准累积当量轴次的计算 设计基准期内水泥混凝土路面临界荷位处所承受的标准轴载累积作用次数 可按下式计算：  1 1 3 6 5N tseNrr    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 1800。 交通量年增长率为 10% 所以可以判断交通等级为特重 设计使用年限为三十年 交通等级 初期车道标准轴载作用次数 设计使用年限 特重 1500 30 重 200~1500 30 中等 5~200 20 轻 =5 20 查表 取 表 车轮轮迹横向分布系数 公路等级 纵缝边缘处 高速公路、一级公路 ~ 二级、三级、四级公路 行车道宽 7m ~ 行车道宽 7m ~ 20200000 次 初拟路面结构断面（方案一） 根据路基土质和水温状况，路面材料的性质与供应情况以及交通的繁重程度初拟路面结构为： 面层 水泥混凝土 250mm 基层 级配碎砾石 160mm E1=350 垫层 石灰粉煤灰土 200mm E2=700 混凝土板的平面尺寸为宽 ，长 5m。 纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 确定基层顶面的当量回弹模量 式中： — — 基层顶面的当量回弹模量 (MPa)。 — — 路床顶面的回弹模量 (MPa)。 —— 基层和底基层或垫层的当量回弹模量 (MPa)。 —— 基层和底基层或垫层的回弹模量 (MPa)。 —— 基层和底基层或垫层的当量厚度 (m)算。 —— 基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度 (MNm)。 —— 基层和底基层 或垫层的厚度 (m)。 a,b—— 与 有关的回归系数计算。 满足要求 荷载疲劳应力的计算 地基的计算回弹模量 式中 n地基回弹模量修正系数，计算荷载应力时， h混凝土板厚（ cm) Et地基（基层顶面）当量回弹模量 Etc地基（基层顶面）当量回弹模量 计算可得 n= Etc== 普通混凝土面层相对刚度半径为 r 考虑行车荷载重复作用疲劳损耗的荷载应力，标准轴载 在临界荷位处产生的荷载疲劳应力 由下式计算： pr r f c psk k k 式中： —— 标准轴载 在临界荷位处产生的未考虑接缝传荷能力的荷载应力（ Mpa）； —— 考虑接缝传荷能力的应力折减系数。 纵缝为设拉杆的平缝或缩缝时， 可取为 (刚性和半刚性基层取低值，柔性基层取高值 )；不设拉杆的平缝或自由边时， 为 ； —— 考虑设计使用年限内荷载应力的累积疲劳作用的疲劳 应力系数； —— 设计使用年限内标准轴载累积作用次数（次）； —— 考虑超载和动载等因素对路面疲劳损坏的综合影响系数。 按交通等级由表 取用。 表 综合影响系数 交通等级 特重 重 中等 轻 因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数 kr=。 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。 根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏的综合影响系数 kc=（见表 ） 荷载疲劳应力计算为： 温度疲劳应力的计算 Ⅱ区最大温度梯度见表 表 最大温度梯度计算值 公路自然区划 Ⅱ ， Ⅴ Ⅲ Ⅳ ， Ⅵ Ⅶ ~ ~ ~ ~ 取 /gT C cm 已知板长为 5m 由图 可查到普通混凝土板厚 ， Bx= 图 温度应力系数 Bx图 混凝土路面板内的温度梯度历经着周期性的日变化和年变化，温度引起的板内应力也相应的变化，对板产生疲劳损耗。 所以，温度疲劳应力的计算公式为： 式中： —— 最大温度梯度时混凝土板的温度应力（ Mpa） —— 混凝土的线膨胀系数 ,通常可取为 —— 混凝土弯拉弹性模量（ Mpa）； h—— 混凝土板的厚度（ cm）； —— 所在地的混凝土面板的最大温度梯度。 —— 考虑温度沿板厚的非线性分布的温度应力系数。 最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为： 51 1 0 3 1 0 0 0 0 . 2 5 8 5 0 . 5 1 . 6 522c c gtm xE h T B M P a       温度疲劳应力系数 ctmrttm rfk a bf 。