(6)--006水泥混凝土路面设计步骤.ppt

水泥混凝土路面设计步骤一、标准轴载与轴载换算我国公路水泥混凝土路面设计规范规定，以汽车轴重为100kN的单轴-双轮组荷载作为设计标准轴载。对于各级不同轴载的作用次数，可按等效疲劳损坏原则换算成标准轴载的作用次数，并根据标准轴载的作用次数判断道路的交通繁重程度。水泥混凝土路面的轴载换算公式是在混凝土疲劳方程的基础上建立的。NS——100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；Pi——第i级轴重，联轴按每一根轴载单独计；n——轴型和轴载级位数；Ni——i级轴载的作用次数。二、交通分级、设计基准期和累计作用次数（1）交通分级：水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作用次数分为5级，即极重、特重、重交通、中等交通和轻交通五个等级。水泥混凝土路面设计步骤（2）设计基准期：计算路面结构时对应轴载的计算考虑年限。各级公路的可靠度设计标准公路技术等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路安全等级一级一级二级三级三级设计基准期(年)3030201510目标可靠度(%)9590858070目标可靠指标1.641.281.040.840.52水泥混凝土路面设计步骤（3）累计作用次数对于设计车道，使用初期的年平均日货车交通量，可利用当地交通量观测站的观测和统计资料，或通过设立站点进行交通量观测，对所获取的初期年平均日交通量（双向）和车辆组成数据，要扣除2轴4轮以下的客、货车交通量，得到初期平均日交通量（双向）。调查分析双向交通的分布情况，选取交通量方向分配系数，一般情况可采用0.5。依据设计公路的车道数，可参照表确定交通量车道分配系数。单向车道数123≥4车道分配系数1.00.8～1.00.6～0.80.5～0.75水泥混凝土路面设计步骤计算确定设计基准期内标准轴载的累计作用次数NeNs——设计车道日平均作用轴次(次/日)；Ne——标准轴载累计作用次数；t——设计基准期；gr——交通量年平均增长率；η——临界荷位处的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7m0.34～0.39行车道宽≤7m0.54～0.62车辆轮迹横向分布系数表注：车道或行车道宽或交通量大时，取高值；反之，取低值。水泥混凝土路面设计步骤三、当量回弹模量与计算《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011中，对水泥混凝土路面荷载应力分析计算，采用了弹性三层体系模型，即地基、基层和面层板。当面层板下设有基层和底基层时，依据等弯曲刚度的原则将基层和底基层换算为回弹模量和厚度当量的单层结构，用一个基层当量回弹模量和基层当量厚度替代。水泥混凝土路面设计步骤板底地基当量回弹模量计算公式水泥混凝土路面设计步骤式中：Et——板底地基的当量回弹模量，MPa；E0——路床顶综合回弹模量，MPa；α——与粒料层总厚度hi有关的回归系数；Ex——粒料层的当量回弹模量，MPa；Hx——粒料层的总厚度，m；n——粒料层的层数；Ei,hi——第i结构层的回弹模量(MPa)与厚度(m)。四、水泥混凝土的设计强度与模量混凝土扳在行车荷载和环境因素(温、湿度变化)的反复作用下，将产生压应力和拉应力。一般来说，混凝土的抗压强度足够，而板的开裂破坏，主要是由于板承受的弯拉应力接近或超过板的弯拉强度所致。因此，水泥混凝土路面的设计强度以弯拉强度为标准，采用28天龄期的弯拉强度，各交通荷载等级要求的弯拉强度标准值不得低于表的规定。混凝土弯拉弹性模量以试验实测为宜．无条件时也可根据表选用。水泥混凝土路面设计步骤五、荷载应力计算标准轴载PS在临界荷位处产生的荷载应力按下式确定。临界荷位水泥混凝土路面设计步骤Ps——设计轴载的单轴重，KN；hc，Ec，vc——混凝土面板厚度，弯拉弹性模量和泊松比；r——混凝土面层板的相对刚度半径，m；Dc——混凝土面层板的截面弯曲刚度，MN·m；Et——板底地基当量回弹模量，MPa；临界荷位kr——考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设拉杆的平缝时，kr=O.87～O.92(刚性和半刚性基层取低值，柔性基层取高值)；纵缝为不设拉杆的平缝或自由边时，kr=1.O；纵缝为设拉杆