水泥混凝土路面设计参数(有用)

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水泥混凝土路面设计参数有用

水泥混凝土路面设计参数有用

1、水泥混凝土路面的力学及工作特点(1)水泥路面的力学特征①混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量;②水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度;③板块厚度相对于平面尺寸较小,板块在荷载作用下的挠度(竖向位移)很小;④混凝土板在自然条件下,存在沿板厚方向的温度梯度,会产生翘曲现象,如受到约束,会在板内产生翘曲应力;⑤荷载重复作用,温度梯度反复变化,混凝土板出现疲劳破坏。

(2)水泥混凝土路面的力学模式①弹性地基上的小挠度薄板模型;②弹性地基:因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小,不超过材料的弹性区域;③弹性板:因为板的模量高,应力承受能力强,一般受力不超过弹性比例极限应力,挠度与板厚相比很小。

④水泥混凝土路面设计理论:弹性地基上的小挠度薄板理论。

(3)水泥混凝土路面的工作及设计特点①抗弯拉强度低于抗压强度,决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度;②车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应;③温度差造成板有内应力,出现翘曲变形及翘曲应力,也有疲劳特性;④板的使用还受限于支承条件,不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。

2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准(1)水泥路面的主要破坏类型①断裂②唧泥③错台④拱起⑤接缝挤碎(2)水泥路面的荷载作用重载作用(3)水泥路面的设计标准①结构承载能力控制板不出现断裂,要求荷载应力与温度应力的疲劳综合作用满足材料的设计抗拉强度,即:;②行驶舒适性控制错台量,要求设置传力杆(基层及结构布置满足)③稳定耐久性控制唧泥与拱胀,要求基层水稳定性好,板与基层联结。

3、水泥路面结构设计的主要内容(1)路面结构层组合设计;(2)混凝土路面板厚度设计;(3)混凝土面板的平面尺寸与接缝设计(4)路肩设计;(5)混凝土路面的钢筋配筋率设计4、水泥路面的轴载换算与交通分级(1)水泥路面的标准轴载及轴载换算;(2)水泥路面的交通等级划分及设计基准期第二节水泥路面弹性地基板理论1、小挠度弹性薄板假设薄板:板厚度h远小于板中面的最小边尺寸b(如b/8~b/5)的板称为薄板;中面:平分板厚度h的平面;弹性曲面:薄板弯曲时,中面所弯成的曲面;挠度:中面内各点在横向的(即垂直于中面方向的)位移;小挠度弹性薄板:当板弯曲时因具有相当的弯曲刚度,中间弹性曲面所产生的挠度远小于板厚度的弹性薄板即称为小挠度弹性薄板;小挠度弹性薄板的基本假设:研究弹性地基上无限大板时,以弹性薄板小挠度问题为力学模型描述板体,在弹性力学理论中,对此有以下三点假设:(1)中面的法线上各点形变分量极其微小,可以忽略不计;(2)中面的法线在板弯曲前后保持直线且垂直于中面,即:γzx=γzy =0(3)中面上各点无平行于中面的位移,即:(U)z=0=(V)z=0 =02、三点假设的结论假设(1):垂直于中面方向形变分量极其微小,可以略去不计;即:中面的任意一根法线上,薄板全厚度内的所有点均具有相同的挠度。

水泥混凝土路面结构设计

水泥混凝土路面结构设计

表1.2.2 水泥混凝土面层厚度的参考范围
极重
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 低 高速 低 一级 中 低 二级 中 高速 低 一级 中 低 轻 三、四级 中 230~200 高 220~190 三、四级 中 210~180 二级 中
特重

面层厚度(mm)
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 面层厚度(mm)
注:① 冻深小或填方路段,或者基、垫层为隔温性能良好的材料,可采用低值;冻深大 或挖方及地下水位高的路段,或者基、垫层为隔温性能稍差的材料,应采用高值; ② 冻深小于0.50m的地区,一般不考虑结构层防冻厚度。
1.5 路肩
铺面材料 路肩面层一般宜选用水泥混凝土,也可用沥青类材料。路肩基
层可用开级配粒料类材料,有利于排除渗入路面结构的水。
起讫桩号
基层切缝 情况
使用状况
原路 面结 构
——
——
使用情况良好, 裂缝少。
结构 一
K576+559 ~ K579+514
基层不切缝
使用情况良好, 有裂缝。 配筋率:0.3,0.4 ,0.5。
结构 二
K579+514 ~ K580+533
350m、320m和330m 混凝土基层切缝间距 分别为5m,8m和 10m。
水泥砼面层 28cm
防水联接层1.5cm
二灰碎石基 层18cm 灰土或固化剂处理路床 20cm
冲击压实处理路床(影响深度80cm)
(2)广西
混凝土下面层280㎜ 改性沥青混凝土或SMA上面层,厚40㎜ 混凝土层表面机械凿毛,或5﹪稀盐酸处理,摩擦系数0.65以上。 设高分子改性沥青粘层,或环氧沥青粘层,或橡胶沥青应力吸收层20 ㎜。 使用3年,整体效果良好,局部路段轻微推移。

水泥混凝土路面设计参数(有用)

水泥混凝土路面设计参数(有用)

1、水泥混凝土路面的力学及工作特点(1)水泥路面的力学特征①混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量;②水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度;③板块厚度相对于平面尺寸较小,板块在荷载作用下的挠度(竖向位移)很小;④混凝土板在自然条件下,存在沿板厚方向的温度梯度,会产生翘曲现象,如受到约束,会在板内产生翘曲应力;⑤荷载重复作用,温度梯度反复变化,混凝土板出现疲劳破坏。

(2)水泥混凝土路面的力学模式①弹性地基上的小挠度薄板模型;②弹性地基:因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小,不超过材料的弹性区域;③弹性板:因为板的模量高,应力承受能力强,一般受力不超过弹性比例极限应力,挠度与板厚相比很小④水泥混凝土路面设计理论:弹性地基上的小挠度薄板理论。

(3)水泥混凝土路面的工作及设计特点①抗弯拉强度低于抗压强度,决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度;②车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应;③温度差造成板有内应力,出现翘曲变形及翘曲应力,也有疲劳特性;④板的使用还受限于支承条件,不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。

2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准(1)水泥路面的主要破坏类型①断裂②唧泥③错台④拱起(2) 水泥路面的荷载作用重载作用(3) 水泥路面的设计标准①结构承载能力控制板不岀现断裂,要求荷载应力与温度应力的疲劳综合作用满足材料的设计抗拉强度,即:②行驶舒适性控制错台量,要求设置传力杆(基层及结构布置满足)③稳定耐久性控制唧泥与拱胀,要求基层水稳定性好,板与基层联结。

3、水泥路面结构设计的主要内容(1 )路面结构层组合设计;(2)混凝土路面板厚度设计;(3)混凝土面板的平面尺寸与接缝设计(5 )混凝土路面的钢筋配筋率设计4、水泥路面的轴载换算与交通分级(1) 水泥路面的标准轴载及轴载换算障111直;(2) 水泥路面的交通等级划分及设计基准期第二节水泥路面弹性地基板理论1、小挠度弹性薄板假设薄板:板厚度h远小于板中面的最小边尺寸b(如b/8 ~ b/5)的板称为薄板;中面:平分板厚度h的平面;弹性曲面:薄板弯曲时,中面所弯成的曲面;挠度:中面内各点在横向的(即垂直于中面方向的)位移;小挠度弹性薄板:当板弯曲时因具有相当的弯曲刚度,中间弹性曲面所产生的挠度远小于板厚度的弹性薄 板即称为小挠度弹性薄板;小挠度弹性薄板的基本假设:研究弹性地基上无限大板时,以弹性薄板小挠度问题为力学模型描述板体,在弹性力学理论中,对此有以 下三点假设:(1 )中面的法线上各点形变分量极其微小,可以忽略不计; (2) 中面的法线在板弯曲前后保持直线且垂直于中面,即: Y zx= Y zy =0(3) 中面上各点无平行于中面的位移,即:(U ) z=0= ( V ) z=0 =02、三点假设的结论假设(1):垂直于中面方向形变分量极其微小,可以略去不计;即:中面的任意一根法线上,薄板全厚度内的所有点均具有相同的挠度。

水泥混凝土路面设计(最新规范)

水泥混凝土路面设计(最新规范)

注:本文档为手算计算书文档,包含公式、计算过程在内,可供老师教学,可供学生学习。

下载本文档后请在作者个人中心中下载对应Excel计算过程。

(若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议,请私信作者!)团队成果,侵权必究!(温馨提示,本文档没有计算功能,请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格,填入基本参数后,Excel表格会计算出各分项结果,并显示计算过程!)1.水泥混凝土路面设计1.1引言水泥混凝土路面板为刚性路面,具有较高的力学强度,在车轮荷载作用下变形较小。

所以,混凝土板通常工作在弹性阶段。

本水泥混凝土路面设计主要依据《公路水泥混凝土路面设计规范》。

在荷载图示方面采用静力作用均布面荷载,在地基模型方面,采用温克勒地基模型。

在路面板形态方面,采用半空间弹性地基有限大矩形板理论。

1.2题目广西隆林至百色高速公路(K10+800~K16+000)沥青及水泥混凝土路面设计。

1.3设计资料1、自然条件本项目(K10+800~K16+000)位于广西西北端,是滇、黔、桂三省区结合部,属广西山区与云贵高原东南边缘的过渡地带,区域地势由西北向东南逐渐降低,地形以山地为主。

当地属亚热带季风气候类型。

2、设计参数本道路预测交通量较大,重载运营车辆较多,超载现象严重。

标准轴载采用BZZ-100。

沥青路面设计年限(基准期)为15年。

水泥混凝土路面设计年限(基准期)为30年。

设计基准期内,预测交通量年增长率为8%~12%。

设计初始年交通组成如表1所示。

设计路段路基土为粘性路,路基平均填土高度为2.0m。

地下水位为地面下-1.0m。

2.行车荷载2.1车辆的类型和轴型由交通调查和预测得知,本路建成初期每昼夜双向混合交通量组成如上表,通过查表可知车辆轴重参数如下:在满足任务要求的前提下拟定年平均交通增长率为8.0%。

轴载换算由《公路水泥混凝土路面设计规范》得标准轴载的有关计算参数见下表:水泥混凝土路面结构设计以100KN 的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。

水泥混凝土路面设计 水泥路面材料性质要求和设计参数

水泥混凝土路面设计 水泥路面材料性质要求和设计参数

材料设计参数
➢2)依据粒料类别选取粒料层的回弹模量,可查表2-24确定。 ➢3)无机结合料稳定类基层或底基层的回弹模量,应采用考虑结构层 收缩开裂后的有效模量,查表2-46确定。
材料设计参数
表2-45 路基回弹模量湿度调整系数
土组
路床顶距地下水位的距离(m)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
细粒质砾(GF)、土质砾(GM、GC) 0.81~0.88 0.86~1.00 0.91~1.00 0.96~1.00


细粒质砂(SF)、土质砂(SM、SC) 0.80~0.86 0.83~0.97 0.87~1.00 0.90~1.00 0.94~1.00

低液限粉土(ML)
0.71~0.74 0.75~0.81 0.78~0.89 0.82~0.97 0.86~1.00 0.94~1.00
低液限黏土(CL)
0.70~0.73 0.72~0.80 0.74~0.88 0.75~0.95 0.77~1.00 0.81~1.00
≥0.8
2000~4000
800~2000
100~300
0.5~0.8
1000~2000
400~1000
50~200
≥4.0
1300~1700

小结
材料性质的确定和材料参数的选取是水泥混凝土路面设计的关键环 节,设计过程中对材料性质的要求以及对设计参数的合理选取是确保路 面使用性能及寿命的前提,应当引起足够重视。
水泥路面材料性质要求 和设计参数
模块二
01
公路
02
路面设计
03
04
识读沥青路面

水泥路面材料性质要求和设计参数

水泥路面材料性质要求和设计参数

水泥路面材料性质要求和设计参数首先,水泥路面的耐久性是非常重要的。

耐久性是指路面材料在使用过程中能够承受重复的应力和环境侵蚀而不产生严重破坏。

为了增强水泥路面的耐久性,应选择适当的水泥材料,控制混凝土的水灰比,以及对路面进行密实性和养护等方面的措施。

其次,水泥路面要求强度高。

强度是指路面材料能够承受的荷载大小。

水泥路面在设计过程中需要确定合适的厚度和材料强度,以及合理的设计负荷。

根据所需的使用要求,可以选用不同等级的水泥、添加剂和钢筋等增强材料来提高路面的强度。

此外,水泥路面的施工相对简单,但仍需注意一些设计参数。

首先,需要确定合适的路面厚度。

路面厚度是根据设计负荷和路面材料强度来确定的,当设计负荷较大时,需要增加路面的厚度以保证路面的稳定性和强度。

另外,水泥路面的排水性也是需要考虑的一个重要参数。

在设计过程中需要确定路面的横向和纵向坡度,以确保水能够自由排泄以防止积水。

此外,可以通过添加特殊的排水设施,如雨水口和排水沟等,来进一步提高路面的排水性。

此外,为了提高水泥路面的安全性能,还需要考虑一些相关参数。

例如,可以在路面上设置反光标线和交通指示牌等设施,以提高夜间行车的安全性。

同时,需要考虑路面的摩擦系数,选择合适的路面材料来提高车辆的抓地力。

总之,水泥路面材料性质的要求和设计参数是多方面综合考虑的。

通过选择合适的水泥材料、控制混凝土的配合比、确定适当的厚度和材料强度、设置合理的排水措施和增加交通安全设施等措施,可以确保水泥路面在使用过程中具有较好的耐久性、强度、排水性和安全性能,从而满足道路交通的需要。

水泥混凝土路面设计说明

水泥混凝土路面设计说明

路面设计说明4.1、主要技术指标车行道:双车道面层类型:水泥混凝土路面自然区划:本路段经过地区属中华人民共和国自然区划V2区设计标准轴载:双轮组单轴IOOkN横坡:时单向坡4.2、路面结构设计水泥险路面面层:水泥混凝土路面,厚度20cm。

调平层:级配碎石调平层,厚度4cm底基层:手摆片石,厚度16CIDO水泥混凝土路面设计基准期10年,设计基准期内车道所承受的标准轴载BZZ-IOO,累计作用次数为950932次,为中交通等级,基层顶面当量回弹模量146.2MPa,变异水平等级为中级,可靠度系数为106。

基层顶面竣工验收弯沉值1S=100.0(0.O1nun)土基顶面竣工验收弯沉值1S=310.0(0.O1mm)水泥混凝土设计抗弯(折)拉强度为4.5Mpa(抗压强度不小于30Mpa),混凝土弯拉模量29GPa.水泥稳定粒料回弹模量为1500MPa,新建路基30Mpa o4.3、水泥混凝土面层组成设计设计以荷载应力和温度应力产生综合疲劳损坏作为设计标准,以纵缝边缘中部作为临界荷位,综合疲劳应力不高于水泥混凝土板的弯拉强度作为控制指标,对路面厚度进行了计算。

中湿段的路面总厚度不小于水泥混凝土路面的防冻最小厚度。

单车道路面混凝土基本板块尺寸为4.5mX4.5m(长X宽)。

水泥混凝土板厚均为20厘米,设计弯拉强度不小于 4.5MPa,路面面层弯拉弹性模量为Ec=29GPa,要求使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥,水泥标号为42.5号,所用石料必须满足有关规范对石料强度指标的技术要求,砂的细度模数宜在2.0-3.5之间。

路面的抗滑以构造深度不低于0.6mm,混凝土水灰比不大于0.46,掺用的外加剂应经配合比试验应符合要求后方可使用。

假缝上部的槽口用切缝机进行切割。

构造物横穿公路时,构造物顶面至板底距离小于120Cm时,其顶面及两侧各6m范围内的混凝土面板采用钢筋网补强。

⑴材料要求a.水引用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水,对水质有疑问时,,应检验下列指标,合格者方可使用:硫酸盐含量小于等于270(⅛g∕1,含盐量不得小于等于3500mg∕1,PH值不得小于4.5,不得含有油污、泥和其他有害杂质。

水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面设计

取值0.353100050.150.000010.22700040.150.2200058204100207255752140.91.150.0570.0653.8729414.68352695267410.8341.270.0525混凝土板长L=5m最大温度梯度Tg=95℃/m面层与基层之间竖向接触刚度κn=3000MPa/m温度回归系数bt=1.27温度回归系数at=0.834温度回归系数ct=0.052基层疲劳应力系数κf 面路水泥混凝土面层水泥混凝土面层综合温度翘贫混凝土基层标设计参数板水泥稳定碎石底基层厚度h1=0.2m 水泥混凝土面层厚度hc=0.35m水泥混凝土面层弯拉弹性模量Ec=31000MPa 水泥混凝土面层弯拉强度标准值fcr=5MPa水泥混凝土面层泊松比v=0.15水泥混凝土面层线膨胀系数αc=0.00001贫混凝土基层厚度hb=0.2m贫混凝土基层弯拉弹性模量Eb=27000MPa 贫混凝土基层弯拉强度标准值fcb=4MPa水泥稳定碎石底基层回弹模量E1=2000MPa贫混凝土基层λ=0.065面层疲劳应力系数κf 贫混凝土基层泊松比v=0.15标准荷载Ps=100kN接缝传荷应力折减系数κr=0.9土基回弹模量E0=58MPa 最重荷载Pm=204kN 累计当量轴次Ne=20725575214次综合系数κc=1.15水泥混凝土面层λ=0.057计算过程计算结果结构极限判断Ex 2000hx 0.2α0.441546Et 276.9174Dc 113.3099Db 18.41432rg 0.944548σps 0.744268σpm 1.454729σbps 0.360201κf 3.872941κf 4.683526σpr 2.983396σp,max 1.505644σbpr1.940062r β0.156007ξ0.978698t 1.764513CL 0.85413BL 0.296046σt,max 1.525746κt 0.434911σtr0.663563可靠度系数r 面层疲劳应面层最大应基层疲劳应面层最大温度应力σt,max 温度疲劳应力系数κt 面层疲劳系数κf 基层疲劳系数κf 面层荷载疲劳应力σpr 面层最大荷载应力σp,max 基层荷载疲劳应力σbpr半刚性基层板弯曲刚度Db 路面结构总相对刚度半径rg土面层标准荷载在临界荷位产生的荷载应力σps 土面层最重荷载在临界荷位产生的荷载应力σpm 温度疲劳应力σtr温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL基层标准荷载在临界荷位产生的荷载应力σbps计算项目混凝土面板弯曲刚度Dc 板底地基综合当量回弹模量Et结构极限判断结算结果1.274.6316373.8498652.463878计算公式1.27系数rr=1.27疲劳应力最大应力疲劳应力。

水泥混凝土路面配合比设计

水泥混凝土路面配合比设计

黑嘉公路逊克至逊克界段改建工程A1合同段水泥混凝土面层配合比验证报告黑嘉公路C1监理办路面用水泥混凝土配合比设计一、设计题目:路面用混凝土配合比设计二、设计资料:设计弯拉强度f r =4.5MPa。

满足三轴式混凝土摊铺整平机工作,要求混凝土拌和物坍落度为15mm。

公路所在地区属严寒地区。

水泥:黑河黑龙P.O42.5水泥28d抗折强度为7.7 Mpa、28d抗压强度为52.5Mpa细集料:黑龙江江砂,表观密度ρS= 2.730 g/cm3细度模数M x= 2.62含泥量0.6 %粗集料:卫东石场碎石碎石类型:火成岩表观密度ρG= 2.630 g/cm3;针片状含量7.2 %试验结果符合连续级配4.75-31.5mm水:饮用水。

原材料的各项指标均满足规范要求,可进行配合比设计。

三、设计步骤本工程为二级公路,取样本数量为20组,查表4.1.2.1,t取0.24;查表4.1.2.2,Cv取0.13;根据标段提供以往施工的20组试验记录并计算得S=0.032。

f c =f r /(1-1.04Cv)+ ts=4.5/(1-1.04×0.13)+ 0.24×0.032=5.2111.水灰比的确定W/C=1.5684/(f c+1.0097-0.3595f s)=1.5684/(5.211+1.0097-0.3595×7.7)=0.45满足耐久性及抗冻性的要求。

2.确定砂率该标面层混凝土用砂细度模数为2.62,查规范表4.1.4,砂率应取33%。

考虑到该标施工工艺为软做抗滑槽,取砂率为34%。

3.确定用水量根据三辊轴式混凝土摊铺整平机的施工要求,混凝土的坍落度为10~30mm,取坍落度为15 mm。

W0=104.97+0.309SI+11.27×(C/W)+0.61Sp=104.97+0.309×15+11.27×1/0.45+0.61×34=155.4kg4.确定水泥用量C0=W0/(W / C)=155.4/0.45=345.3水泥取350,满足规范表4.1.2-6的要求。

混凝土路面设计与施工规范

混凝土路面设计与施工规范

混凝土路面设计与施工规范一、前言混凝土路面是城市交通道路和公路上常见的路面类型,具有耐久性、抗压强度高、不易变形、平坦度好等特点。

本文旨在详细介绍混凝土路面设计和施工规范,以保证混凝土路面的安全性和稳定性。

二、路面设计1. 设计要求混凝土路面的设计要求包括以下几方面:(1)承载力:路面承载力要满足车辆行驶和停放的要求,根据路面使用情况和设计速度确定路面承载力等级。

(2)平整度:混凝土路面的平整度要满足行车舒适性和安全性的要求,根据道路等级和设计速度确定平整度等级。

(3)耐久性:混凝土路面要求长期使用,需要具有一定的耐久性,根据使用环境和设计寿命确定混凝土配合比,并采用耐久性好的材料。

(4)防滑性:路面的防滑性能对行车安全至关重要,需要根据道路等级和设计速度确定路面防滑性等级,并采用防滑性能好的材料。

2. 设计参数混凝土路面的设计参数包括以下几方面:(1)路面厚度:根据设计速度、车辆荷载和使用寿命确定路面厚度,一般情况下,城市道路厚度为200mm,高速公路厚度为300mm。

(2)配合比:混凝土配合比是混凝土路面设计的重要参数,需要根据使用环境和设计寿命确定,一般情况下,采用C30-C50的混凝土配合比。

(3)材料:混凝土路面的材料包括水泥、砂、石子、水和外加剂等,需要根据使用环境和设计寿命选择合适的材料。

3. 设计流程混凝土路面的设计流程主要包括以下几个步骤:(1)确定设计要求和参数;(2)确定路面厚度和配合比;(3)确定材料种类和性能;(4)制定施工方案。

三、施工规范1. 施工前准备混凝土路面施工前需要进行以下几项准备工作:(1)现场勘测:根据设计图纸和路面实际情况进行现场勘测,确定路面线型和标高。

(2)标志测量:根据设计要求确定路面中心线和边线的位置,进行标志测量,确保路面线型符合设计要求。

(3)土方开挖:根据设计要求进行路面基础土方开挖,确保基础平整、排水畅通。

(4)管线布置:根据设计要求进行管线布置,确保管线不影响路面的平整度和稳定性。

水泥混凝土路面标准规格

水泥混凝土路面标准规格

水泥混凝土路面标准规格一、前言水泥混凝土路面是道路建设中常见的一种路面类型。

它具有耐久性好、承载能力强、施工方便等优点,因此被广泛应用于城市道路、高速公路等场所。

为了保证水泥混凝土路面的质量和安全性,制定一系列的标准规格是必不可少的。

本文将介绍水泥混凝土路面的标准规格,包括路面设计和施工的各项要求。

二、路面设计2.1 设计原则水泥混凝土路面设计的原则是:满足使用要求、经济合理、施工可行、维修方便。

2.2 设计参数水泥混凝土路面的设计参数包括:路面等级、路面厚度、基层厚度、路面坡度、路面横坡、路面宽度、路缘石等。

2.2.1 路面等级水泥混凝土路面等级应根据道路的使用、交通量、车型等因素确定。

常用的路面等级有一级、二级、三级、四级和五级。

2.2.2 路面厚度水泥混凝土路面的厚度应根据路面等级、交通量、地质条件、气候条件等因素确定。

通常路面厚度不应小于180mm。

2.2.3 基层厚度水泥混凝土路面基层厚度应根据路面等级、地质条件、土壤承载力等因素确定。

通常基层厚度不应小于300mm。

2.2.4 路面坡度水泥混凝土路面应采用纵向坡度和横向坡度相结合的方式,以达到排水和舒适性的要求。

通常纵向坡度为1%~3%,横向坡度为2%~4%。

2.2.5 路面横坡水泥混凝土路面应采用横坡,横坡的作用是使路面排水,防止水在路面上滞留。

通常横坡为1%~3%。

2.2.6 路面宽度水泥混凝土路面应根据交通量、车型、路面等级等因素确定路面宽度。

通常路面宽度不应小于6m。

2.2.7 路缘石水泥混凝土路面应设置路缘石,路缘石的作用是保持路面的整体性和稳定性。

通常路缘石高度为250mm~400mm。

三、施工要求3.1 材料要求水泥混凝土路面施工所使用的材料应符合相关标准,包括水泥、砂、碎石、水等。

3.2 施工条件水泥混凝土路面施工应在天气晴朗、温度适宜的条件下进行,避免在雨天和极端气温下施工。

施工前应对施工现场进行勘察和测量,确保施工前的地面平整、无积水。

路面用水泥混凝土配合比设计

路面用水泥混凝土配合比设计

路面用水泥混凝土配合比设计一、设计依据1、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30-20052、《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF30-2003)二、设计资料设计弯拉强度f r=4.5Mpa,要求混凝土拌合物坍落度为:30~60mm。

1、水泥:河南省太阳石水泥集团有限公司28d抗折强度为7.2Mpa、28d抗压强度为55.3Mpa2、细集料:南阳白河砂场河砂表观密度ρs=2.524g/cm3细度模数M X=2.90含泥量1.4%3、粗集料:荥阳福存石料厂4、水:饮用水三、配合比的设计与计算:1、计算配置28天弯拉强度值:据规范JTGF30-2003路面砼配合比设计规程,弯拉强度样本标准偏差s取0.675Mpa,保证率系数t取值0.56,变异系数c v取0.15。

f c=f r/(1-1.04c v)+ts=4.5/(1—1.04*0.15)+0.56*0.675=5.7Mpaf c—配置28d弯拉强度的均值f r—设计弯拉强度标准差2、计算适配强度f cu,o根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000),取δ=5则f cu,o=f cu,k+1.645*δ=30+1.645*5=38.23Mpaf cu,o—混凝土配置强度f cu,k—混凝土立方体抗压强度标准值δ—混凝土强度标准差3、计算水灰比W/C:W/C=1.5684/(f c+1.0097-0.3595*f s)=0.38f s为水泥实测抗折强度,f c为配置28d弯拉强度的均值4、根据集料种类和适宜坍落度,计算单位用水量:Wo=104.97+0.309S L+11.27C/W+0.61S P≈174选用坍落度SL为50mm;选用砂率S P为39%Wo—不掺外加剂与掺和料混凝土的单位用水量掺入外加剂的混凝土单位用水量为:Wow=Wo(1-β/100)≈125Wow—掺外加剂与掺和料混凝土的单位用水量5、计算水泥用量:Co=(C/W)*Wow≈329Co—单位水泥用量C/W—灰水比6、计算每立方米砼集料用量:[采用重量法计算,假定容重为2274kg/m3(不加减水剂)]Co+Wo+Mg+Ms=2274Mg+Ms=2274-329-125=1820Ms=1820*39%=710Mg1=(1820-710)*15%=266Mg2=(1820-710)*60%=666Mg3=(1820-710)*25%=278Co—单位水泥用量Wo—不掺外加剂与掺和料混凝土的单位用水量Ms—单位砂用量Mg1—单位5-10mm石子用量Mg2—单位10-20mm石子用量Mg3—单位16-31.5mm石子用量外加剂掺量为1%,每立方米用量为3.29kg/m37、确定基准配合比为:水泥:砂:碎石:水:外加剂=329:710:1110:125:3.29 8、试验记录详见配合比设计报告表,强度数据如下表9、基准配合比符合要求,采用配合比即为:水泥:砂:碎石:水:外加剂=329:710:1110:125:3.29四、每立方米混凝土碱含量根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011),对由外加剂带入混凝土的碱含量应进行控制。

路面混凝土配比设计说明

路面混凝土配比设计说明

路面混凝土配比设计说明一、路面混凝土配比设计的步骤:1.确定设计要求:根据工程实际情况和要求,确定路面混凝土的强度等级、耐久性要求、抗裂性能等指标。

2.确定材料特性:选择适当的水泥品种和矿物掺合料,并对其进行试验确定其物理力学性质,如水泥初凝时间、强度发展规律等。

3.确定配合比:按照设计要求和材料特性,通过试验确定合理的水泥用量、骨料用量和其他掺合料的用量,并制定混合料的配合比。

4.进行试验:根据配合比进行试验,评价混合料的工作性能和力学性能,如流动性、坍落度、抗压强度、抗折强度等。

5.修正配合比:根据试验结果,对配合比进行修正,使得混合料的性能指标满足设计要求。

6.完成配比设计:根据试验结果和修正的配合比,确定最终的路面混凝土配合比,并制定施工方案。

二、路面混凝土配比设计的关键参数:1.水灰比:水灰比是指水和水泥用量的比值,对混凝土的性能有重要影响。

一般采用最低水灰比设计,以提高混凝土的强度和耐久性。

2.混凝土强度等级:混凝土强度等级决定了混凝土的承载能力和抗裂性能,通常根据设计的交通荷载和使用条件来确定。

3.骨料粒径和配合比:骨料是混凝土中最主要的组成部分,其粒径和配合比直接决定混凝土的工作性能和力学性能。

三、路面混凝土配比设计的常用方法:1.极限状态法:根据路面使用条件和交通荷载的荷载作用时间,通过有限元分析等方法,确定混凝土在极限状态下的受力特性,从而确定合理的配合比。

2.统计学方法:根据历史数据和统计学原理,建立路面混凝土配合比的数学模型,通过对模型的优化,得到最佳的配合比。

3.试验法:通过对不同配合比的混凝土进行试验,评价其工作性能和力学性能,从而确定最佳的配合比。

四、路面混凝土配比设计的注意事项:1.考虑工程实际情况:路面混凝土的配比设计要结合工程实际情况和使用要求进行,考虑交通荷载、环境温度、湿度等因素。

2.注意材料质量:选择优质的水泥、骨料和掺合料,确保其质量稳定,并进行必要的试验以确定其物理力学性能。

混凝土路面的标准设计

混凝土路面的标准设计

混凝土路面的标准设计一、前言混凝土路面作为交通运输系统的重要组成部分,其设计标准对于保障路面安全和舒适性具有重要意义。

本文将介绍混凝土路面的标准设计,包括路面材料、路面结构、路面厚度、路面坡度、路面平整度等方面的内容,以期为混凝土路面的设计提供参考。

二、路面材料1.混凝土配合比根据所处地区的气候条件、交通量以及使用寿命等因素,制定适宜的混凝土配合比,一般应满足以下要求:(1)水泥:使用普通硅酸盐水泥,其28d强度应不小于42.5MPa;(2)骨料:应选择粒形良好、强度高、稳定性好的碎石或者采用优质的天然砂石;(3)水:应使用清洁、不含杂质的自来水或者河水;(4)掺合料:根据需要选用适宜的掺合料,如粉煤灰、矿粉等。

2.混凝土强度等级混凝土路面的强度等级应根据所处路段的交通量、车辆类型、气候条件、使用寿命等因素综合考虑,一般应不低于C25。

三、路面结构1.路面横截面混凝土路面的横截面应符合以下要求:(1)路面宽度应根据所处路段的交通量、车辆类型、车道数量等因素综合考虑,一般应不小于3.5m;(2)路面横向坡度应根据所处地区的降雨量、排水能力等因素综合考虑,一般应不小于2‰;(3)路面中央凸起应根据所处路段的交通量、车辆类型等因素综合考虑,一般应不超过5mm。

2.路面纵向坡度混凝土路面的纵向坡度应根据所处地区的降雨量、排水能力以及交通量等因素综合考虑,一般应不小于2‰,同时应考虑到与相邻路段的连接。

3.路面厚度混凝土路面的厚度应根据所处路段的交通量、车辆类型、气候条件、使用寿命等因素综合考虑,一般应不小于150mm。

四、路面坡度1.横向坡度混凝土路面的横向坡度应根据所处地区的降雨量、排水能力以及交通量等因素综合考虑,一般应不小于2‰。

2.纵向坡度混凝土路面的纵向坡度应根据所处路段的交通量、车辆类型等因素综合考虑,一般应不小于2‰。

五、路面平整度混凝土路面的平整度应根据所处路段的交通量、车辆类型、使用寿命等因素综合考虑,应满足以下要求:(1)道路中央线处和车道边缘处的平整度应不大于4mm;(2)车轮压印深度不应超过3mm;(3)路面纵向坡度应均匀,不应出现凸起或者凹陷。

水泥混凝土路面设计参数

水泥混凝土路面设计参数

1、水泥混凝土路面的力学及工作特点(1)水泥路面的力学特征①混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量;②水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度;③板块厚度相对于平面尺寸较小,板块在荷载作用下的挠度(竖向位移)很小;④混凝土板在自然条件下,存在沿板厚方向的温度梯度,会产生翘曲现象,如受到约束,会在板内产生翘曲应力;⑤荷载重复作用,温度梯度反复变化,混凝土板出现疲劳破坏。

(2)水泥混凝土路面的力学模式①弹性地基上的小挠度薄板模型;②弹性地基:因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小,不超过材料的弹性区域;③弹性板:因为板的模量高,应力承受能力强,一般受力不超过弹性比例极限应力,挠度与板厚相比很小。

④水泥混凝土路面设计理论:弹性地基上的小挠度薄板理论。

(3)水泥混凝土路面的工作及设计特点①抗弯拉强度低于抗压强度,决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度;②车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应;③温度差造成板有内应力,出现翘曲变形及翘曲应力,也有疲劳特性;④板的使用还受限于支承条件,不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。

2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准(1)水泥路面的主要破坏类型①断裂②唧泥③错台④拱起⑤接缝挤碎(2)水泥路面的荷载作用重载作用(3)水泥路面的设计标准①结构承载能力控制板不出现断裂,要求荷载应力与温度应力的疲劳综合作用满足材料的设计抗拉强度,即:;②行驶舒适性控制错台量,要求设置传力杆(基层及结构布置满足)③稳定耐久性控制唧泥与拱胀,要求基层水稳定性好,板与基层联结。

3、水泥路面结构设计的主要内容(1)路面结构层组合设计;(2)混凝土路面板厚度设计;(3)混凝土面板的平面尺寸与接缝设计(4)路肩设计;(5)混凝土路面的钢筋配筋率设计4、水泥路面的轴载换算与交通分级(1)水泥路面的标准轴载及轴载换算;(2)水泥路面的交通等级划分及设计基准期第二节水泥路面弹性地基板理论1、小挠度弹性薄板假设薄板:板厚度h远小于板中面的最小边尺寸b(如b/8~b/5)的板称为薄板;中面:平分板厚度h的平面;弹性曲面:薄板弯曲时,中面所弯成的曲面;挠度:中面内各点在横向的(即垂直于中面方向的)位移;小挠度弹性薄板:当板弯曲时因具有相当的弯曲刚度,中间弹性曲面所产生的挠度远小于板厚度的弹性薄板即称为小挠度弹性薄板;小挠度弹性薄板的基本假设:研究弹性地基上无限大板时,以弹性薄板小挠度问题为力学模型描述板体,在弹性力学理论中,对此有以下三点假设:(1)中面的法线上各点形变分量极其微小,可以忽略不计;(2)中面的法线在板弯曲前后保持直线且垂直于中面,即:γzx=γzy =0(3)中面上各点无平行于中面的位移,即:(U)z=0=(V)z=0 =02、三点假设的结论假设(1):垂直于中面方向形变分量极其微小,可以略去不计;即:中面的任意一根法线上,薄板全厚度内的所有点均具有相同的挠度。

新版(2023)规范铺装混凝土路面设计(详细应用)

新版(2023)规范铺装混凝土路面设计(详细应用)

新版(2023)规范铺装混凝土路面设计(详细应用)1. 引言本文档旨在详细介绍新版(2023)规范下的铺装混凝土路面设计的应用方法和要点。

混凝土路面的设计对于道路的安全性、可靠性和持久性至关重要。

本文将从设计原则、结构设计和材料选择等方面进行详细讨论,以帮助工程师正确地设计和施工混凝土路面。

2. 设计原则在铺装混凝土路面的设计中,需要考虑以下几个原则:- 荷载需求:根据不同的交通流量和车辆类型,确定路面所需承受的荷载。

- 路面厚度:根据荷载需求和地质条件,确定路面所需的合适厚度。

- 排水设计:确保路面具有良好的排水能力,防止积水导致路面损坏。

- 施工技术:选择合适的施工技术,确保混凝土路面的牢固性和平整度。

3. 结构设计混凝土路面的结构设计包括基层、底基层、面层和边沟等组成部分。

以下是各个部分的设计要点:- 基层:基层应具备足够的承载能力和抗冻性能,可以采用砾石或碎石等材料进行。

- 底基层:底基层用于增强基层的承载能力,可以采用石灰土或碎石砂浆等材料进行。

- 面层:面层应具备耐久性、耐磨性和抗滑性,可以采用高强度水泥混凝土进行。

- 边沟:边沟的设计要考虑排水和安全性,确保边沟与路面之间的过渡平滑。

4. 材料选择在混凝土路面的设计中,材料的选择对路面的性能至关重要。

以下是常用的材料选择:- 水泥:选用符合规范要求的水泥,保证混凝土的强度和耐久性。

- 砂石:选用质量良好的砂石作为混凝土的骨料,确保混凝土的稳定性。

- 添加剂:适量加入活性矿物掺合料或高效减水剂等添加剂,改善混凝土的特性。

5. 施工要点在混凝土路面的施工过程中,需要注意以下几个要点:- 浇筑温度:控制混凝土的浇筑温度,避免过高或过低对路面性能的影响。

- 浇筑工艺:采用合适的浇筑工艺,确保混凝土的密实性和均匀性。

- 养护措施:及时进行适当的养护措施,提高混凝土的强度和耐久性。

6. 结论本文档详细介绍了新版(2023)规范下铺装混凝土路面设计的应用方法和要点。

水泥地面参数范文

水泥地面参数范文

水泥地面参数范文水泥地面是一种常见的地面铺设材料,其主要成分是水泥、砂子和石子。

下面就水泥地面的参数进行详细介绍。

一、强度参数1. 抗压强度:水泥地面的抗压强度是指在垂直于地面的方向上,地面能承受的最大压力。

抗压强度一般以N/mm²为单位来表示,可以通过实验室测试或者剪切试验来获得。

2.抗弯强度:水泥地面的抗弯强度是指地面在受到弯曲作用时的抵抗能力。

一般来说,水泥地面的抗弯强度要高于其抗压强度,以确保地面在受到荷载时不容易出现断裂或开裂。

3.压痕深度:水泥地面的压痕深度是指在一定负荷下,地面表面产生的压痕或变形程度。

通过压痕深度可以评估水泥地面的硬度和耐久性。

二、光泽参数1.光泽度:水泥地面的光泽度是指地面表面的反射光线的能力。

光泽度一般以百分比表示,数值越高表示地面的光泽度越好。

2.亮度:水泥地面的亮度是指地面表面的明亮程度。

亮度可以通过测量光泽度来得到,通常使用亮度计来进行测量。

3.清洁度:水泥地面的清洁度是指地面表面的污垢和污渍的程度。

光滑的水泥地面更容易清洁,同时也更容易保持清洁。

三、耐久性参数1.寿命:水泥地面的寿命是指地面的使用寿命,即在正常使用条件下,地面可以维持其功能和外观的时间。

寿命通常受到水泥地面的材料品质、施工质量和使用环境等因素的影响。

2.耐磨性:水泥地面的耐磨性是指地面在受到磨损和摩擦时的抵抗能力。

耐磨性好的水泥地面不容易被磨损、开裂或起砂。

3.抗污染性:水泥地面的抗污染性是指地面受到污染物侵害时的抵抗能力。

抗污染性好的水泥地面易于清洁,并且不容易因受到污染物的侵害而改变颜色或质地。

四、施工性参数1.平整度:水泥地面的平整度是指地面表面的平整程度。

平整度好的水泥地面不容易出现凹凸或起伏现象,可以有效提高地面的美观性和使用舒适度。

2.粘结性:水泥地面的粘结性是指地面与基层之间的粘结程度。

粘结性强的水泥地面与基层之间的附着力较高,可以提高地面的稳定性和安全性。

3.施工工艺:水泥地面的施工工艺包括基面处理、水泥浆砂浆的配制和施工方法等。

水泥混凝土路面厚度标准值

水泥混凝土路面厚度标准值

水泥混凝土路面厚度标准值一、前言水泥混凝土路面是公路建设中常用的路面结构。

其优点是耐久性好、承载能力大、维修方便等。

路面厚度是水泥混凝土路面设计的重要参数之一,对路面的使用寿命、承载能力、经济性等方面都有着重要影响。

因此,制定合理的水泥混凝土路面厚度标准值对路面设计和施工具有重要意义。

二、相关标准1. GB/T 50329-2012《公路工程施工质量验收规范》2. JTG E20-2011《公路工程水泥混凝土路面设计规范》3. JTJ 079-2014《公路工程水泥混凝土路面施工及验收规范》三、设计原则1. 满足使用寿命要求水泥混凝土路面的使用寿命一般要求在15年以上,因此在设计路面厚度时应考虑路面使用寿命,以保证路面使用寿命的要求。

2. 满足承载能力要求水泥混凝土路面的承载能力是指路面能够承受的载荷大小。

在设计路面厚度时应考虑车辆荷载、交通流量等因素,以保证路面的承载能力。

3. 经济合理在满足使用寿命和承载能力要求的情况下,应尽可能地减少路面厚度,以保证经济性。

四、影响水泥混凝土路面厚度的因素1. 车辆荷载车辆荷载是影响水泥混凝土路面厚度的重要因素之一。

车辆荷载越大,路面承受的压力就越大,因此路面厚度应根据车辆荷载大小确定。

2. 交通流量交通流量是影响水泥混凝土路面厚度的另一个重要因素。

交通流量越大,路面承受的压力越大,因此路面厚度应根据交通流量大小确定。

3. 地基土性质地基土性质是影响水泥混凝土路面厚度的重要因素之一。

地基土性质不同,对路面的承载能力也不同,因此路面厚度应根据地基土性质确定。

4. 气候环境气候环境也是影响水泥混凝土路面厚度的因素之一。

在寒冷气候条件下,路面容易出现温度变化引起的开裂和冻融损坏,因此应适当增加路面厚度。

五、水泥混凝土路面厚度标准值1. 公路工程施工质量验收规范中规定的最小厚度标准值如下:公路等级最小厚度(mm)一级公路250二级公路220三级公路200四级公路1802. 公路工程水泥混凝土路面设计规范中规定的最小厚度标准值如下:公路等级最小厚度(mm)一级公路270二级公路240三级公路220四级公路2003. 公路工程水泥混凝土路面施工及验收规范中规定的最小厚度标准值如下:公路等级最小厚度(mm)一级公路280二级公路250三级公路230四级公路210六、结论水泥混凝土路面厚度是影响路面使用寿命、承载能力和经济性的重要参数之一。

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1、水泥混凝土路面的力学及工作特点(1)水泥路面的力学特征①混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量;②水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度;③板块厚度相对于平面尺寸较小,板块在荷载作用下的挠度(竖向位移)很小;④混凝土板在自然条件下,存在沿板厚方向的温度梯度,会产生翘曲现象,如受到约束,会在板内产生翘曲应力;⑤荷载重复作用,温度梯度反复变化,混凝土板出现疲劳破坏。

(2)水泥混凝土路面的力学模式①弹性地基上的小挠度薄板模型;②弹性地基:因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小,不超过材料的弹性区域;③弹性板:因为板的模量高,应力承受能力强,一般受力不超过弹性比例极限应力,挠度与板厚相比很小。

④水泥混凝土路面设计理论:弹性地基上的小挠度薄板理论。

(3)水泥混凝土路面的工作及设计特点①抗弯拉强度低于抗压强度,决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度;②车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应;③温度差造成板有内应力,出现翘曲变形及翘曲应力,也有疲劳特性;④板的使用还受限于支承条件,不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。

2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准(1)水泥路面的主要破坏类型①断裂②唧泥③错台④拱起⑤接缝挤碎(2)水泥路面的荷载作用重载作用(3)水泥路面的设计标准①结构承载能力控制板不出现断裂,要求荷载应力与温度应力的疲劳综合作用满足材料的设计抗拉强度,即:;②行驶舒适性控制错台量,要求设置传力杆(基层及结构布置满足)③稳定耐久性控制唧泥与拱胀,要求基层水稳定性好,板与基层联结。

3、水泥路面结构设计的主要内容(1)路面结构层组合设计;(2)混凝土路面板厚度设计;(3)混凝土面板的平面尺寸与接缝设计(4)路肩设计;(5)混凝土路面的钢筋配筋率设计4、水泥路面的轴载换算与交通分级(1)水泥路面的标准轴载及轴载换算;(2)水泥路面的交通等级划分及设计基准期交通等级交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数(10,000)>2000100-20003-100<3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、四级公路安全等级一级二级三级四级设计基准期30302020目标可靠度(%)95908580目标可靠指标 1.64 1.28 1.040.84变异水平等级低低-中中中-高第二节水泥路面弹性地基板理论1、小挠度弹性薄板假设薄板:板厚度h远小于板中面的最小边尺寸b(如b/8~b/5)的板称为薄板;中面:平分板厚度h的平面;弹性曲面:薄板弯曲时,中面所弯成的曲面;挠度:中面内各点在横向的(即垂直于中面方向的)位移;小挠度弹性薄板:当板弯曲时因具有相当的弯曲刚度,中间弹性曲面所产生的挠度远小于板厚度的弹性薄板即称为小挠度弹性薄板;小挠度弹性薄板的基本假设:研究弹性地基上无限大板时,以弹性薄板小挠度问题为力学模型描述板体,在弹性力学理论中,对此有以下三点假设:(1)中面的法线上各点形变分量极其微小,可以忽略不计;(2)中面的法线在板弯曲前后保持直线且垂直于中面,即:γzx=γzy =0(3)中面上各点无平行于中面的位移,即:(U)z=0=(V)z=0 =02、三点假设的结论假设(1):垂直于中面方向形变分量极其微小,可以略去不计;即:中面的任意一根法线上,薄板全厚度内的所有点均具有相同的挠度。

,即;假设(2):垂直于中面的法线,在弯曲变形前后均保持直线,并垂直于中面,无横向剪切应变;;即;假设(3):薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移,即;3、板与地基接触的假设(1)完全接触假设:始终接触吻合,且可自由滑动(是在刚度差异大、板平面变形微小情况下的近似),即接触面不脱空且剪应力视为零。

(2)没有摩擦假设:板和地基之间没有摩擦,可以自由活动。

4、地基模型假定(1)弹性半空间地基假定;(2)文克勒地基假设。

5、弹性曲面的微分方程(1)几何方程:;;(2)物理方程:(用挠度表示);;(3)平衡微分方程:;;(4)薄板截面上的弯矩、扭矩和剪力;;;;;;;;;;(5)砼路面薄板的弹性曲面微分方程写出z方向的力的平衡方程,简化以后,略去微量,得到:。

第三节水泥路面的应力分析1、文克勒地基板荷载应力分析(1)文克勒地基以反应模量K表征的弹性地基,它假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比,而与其他点无关,即地基相当于由互不相联系的弹簧组成,它因首先由捷克工程师文克勒提出而得名,也称为K地基、弹簧地基。

(2)三个车轮荷位,;相对刚度半径为:。

(3)最大弯拉应力位置①荷载中心处板底;②荷位下板底;③板表面距板角点x1的分角线上(4)威斯特卡德早期应力计算公式①板中荷位:;当荷载圆半径较小,与板厚相差不大时,板受力接近厚板,需修正,即:R<0.5h时,用当量计算半径b 代替R,。

②板边荷位:;③板角荷位:;(5)威斯特卡德公式的试验修正公式①角隅修正威氏公式是理论推导得来的,与实际情况有出入。

美国1930年在阿灵顿进行了试验路,对公式进行了修正。

板体与地基紧密接触时,不修正,理论值近似于实测值;板底脱空时,实测比计算大30%~50%,需修正,Kelly提出板角修正式:②板边修正板与地基保持接触时,不修正;而与地基脱空时,Kelly修正式:。

③板中修正实测板中应力小于理论值,说明地基不完全符合文克勒地基的假定;④应力表达通式2、弹性半空间体地基板的荷载应力分析(1)弹性半空间地基是以弹性模量和泊松比表征的弹性地基,假设地基为一各向同性的弹性半无限体,在荷载作用下其顶面上任一点的挠度不仅同该点的压力有关,也同其它各点的压力有关。

;根据Hogg理论:无限大圆板上作用轴对称竖向荷载q(r)时,竖向位移表达式:(2)弹性半空间地基上薄板的理论解;①轴对称条件下的径向、切向弯矩表达式:;;②荷载在板中时,圆形均布荷载下,板在单位宽度内产生的最大弯矩:③荷载圆离计算点一定距离时,可将其视为作用在圆心的集中力,其弯矩解:;;(3)多轮荷载作用下板的应力计算;;(4)弹性半空间地基有限尺寸板①弹性半空间地基有限尺寸板,荷载作用在板边、板角时(上述计算荷载在板中,且认为板尺寸远大于荷载尺寸);②弹性地基上有限尺寸板的解答;③规范中设计方法给出的计算诺模图采用了有限元计算方法,有限元计算方法是一种数值方法。

3、水泥路面板的荷载应力有限元分析(1)水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析特点①可以按板块的实际大小求解有限尺寸板,从而消除无限大半的假设所带来的误差;②可以考虑各种荷载状况(包括荷载组合和荷载位置);③可以考虑板的实际边界条件,如接缝的传荷能力、板和地基的脱空。

④可以得到整个板体的应力和位移场,从而全面了解板的受力。

(2)水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析结果4、弹性地基双层板的荷载应力分析(1)上下层完全分离;;(2)上下层完全结合5、水泥混凝土路面的温度应力分析(1)胀缩应力:温度均匀变化时产生(2)无限大板的翘曲应力板内任一点在温差影响下的应变:;板中部受到地基摩阻力作用,板中心点不产生平面位移,εx=εy=0,因此:板纵向边缘中部或窄长板,εx= 0,σy=0,因此:(3)有限尺寸板的翘曲应力当气温变化较快时,由于混凝土板导热性能差,在板内产生温度差,当气温升高时板中部有隆起趋势,当气温降低时板边缘和角隅有翘起趋势。

由于板的自重、地基反力和相邻板的约束作用,使部分翘曲变形受阻,从而使板内产生应力,这种应力即称为水泥混凝土板的翘曲应力。

威斯特卡德对文克勒地基的作进一步假定来计算温度应力:1) 温度沿板断面呈线性变化;2)板与地基始终保持接触;3)不计板自重。

(4)温度线性分布时翘曲应力温度沿板断面呈线性变化:;板边中点:弹性半空间体地基时:其中:或,计算时,;计算时,。

(5)温度非线性分布时翘曲应力计算对于较厚的板,采用温度沿板断面呈直线分布的假设,即按板顶和板底的温度差确定的温度梯度计算的温度翘曲应力,会得到偏大的温度翘曲应力值。

为此,应考虑由于温度的非线性分布而引起的内应力。

我国规范的温度应力计算:第四节路面结构的可靠度1、结构的极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。

2、结构的极限状态分类(1)承载力极限状态:结构或结构构件达到最大承载力,出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形。

(2)正常使用极限状态:结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

3、结构可靠性的含义结构可靠性是指结构在规定时间(设计基准期)内、规定条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护)完成预定功能的能力。

其功能要求为:(1)安全性;(2)适用性;(3)耐久性。

当结构或构件超过承载能力极限状态,就可能产生以下后果:(1)由于材料强度不够而破坏,或因疲劳而破坏;(2)产生过大的塑性变形而不能继续承载,结构或构件丧失稳定;(3)结构转变为机动体系。

超过这一极限状态,结构或其构件就不能满足其预定的安全性要求。

结构的功能要求:(1)安全性:结构应能承受在正常施工和正常使用的情况下可能出现的各种作用,在设计规定的偶然事件发生时及发生后,结构仍能保持必需的整体稳定性,不致发生倒塌。

(2)适用性:结构在正常使用期间应具有良好的工作性能。

如,不发生过大变形、振幅、过宽裂缝等,以免影响正常使用。

(3)耐久性:结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能,以保证结构能够正常使用到预定的设计使用期限。

4、正态分布概率密度曲线有三个数字特征(1)平均值(2)标准差(3)变异系数(4)正态分布的概念①正态分布的概率密度函数:②σ越大,曲线越扁平,随机变量分布越分散。

5、结构上的“作用”(1)直接作用:是指直接以力的不同集结形式(集中力或均布力)施加在结构上的作用,通常也称为荷载。

(2)间接作用:是指能够引起结构外加变形和约束变形,从而产生内力效应的各种原因。

荷载的分类(随时间的变异性分类)永久荷载(恒荷载):在结构设计基准期内,其作用量值不随时间变化,或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载。

可变荷载(活荷载):在结构设计基准期内,其作用量值随时间而变化,其变化幅度与平均值相比不可忽略不计的荷载。

偶然荷载:在结构设计基准期内不一定出现,而一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷载。

6、作用与作用效应的不确定性恒载:材料密度变化,施工偏差引起构件尺寸变化。

活载:大小和位置均变化(超载、减载)。

7、结构抗力的不确定性(1)结构材料性能的变异性,是影响结构抗力的主要因素;(2)结构构件的几何参数的变异性;(3)结构构件抗力计算模式的不确定性。

8、结构可靠性(1)引入结构的功能函数:;(2)目标可靠指标(object)用表示,为使结构设计安全可靠,经济合理,应对不同情况下的可靠指标作一规定,来作为设计的依据。

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