普通水泥混凝土路面厚度计算示例

公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002

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

, 2lOOx［（l 十0*05严「订门伺“工。

=—gr7= 0：05 2 刃

= 9*885 x 10^ 次

属重交通等级。

可靠度盪计标准表16-20

2. 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。

水泥濯幫土面J54度的參考范圈表16-17

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。

竜拉强度(册町 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

抗压囁度(MJ唧 5.D 7.71E014.9 19J 弯拉弹性模flt(GPi)1015| ia21 23 弯拉强度(MPa) 3.5 40 4.5 5.0 5.5

捉压强度(MF&)24,229.74L&48.4

弯拉弹性模M(GPa)25272931 33

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。

翅定粒料基层和土基弯拉强盛和抗压回弹模量表

项目抗弯拉强度抗压回弹換就水泥稳迫粒料L01300-1600 -

二灰廉建粒料L0

■

1300- 1600 _______ 30-80

民一呈层顶面当量回弹模蜀珂)，分新建公路与归路改建两类，分别按式(16-50^式(16-52)计算礎定©

新建公路的基层図面当量回弹摸量值：

(J6-51a)

(16-51H) (16-Slc)

(16^510

弋中：扯——路床顶面的回弹模用表16

血的参考值；

&—基层和底基层或垫层的当量冋弹模S(MPa);

Eg—基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa),查用表L&27的鑫考值;

H——基层和底基层或垫层的当量号度(m);

4—堪层和底基层或垫层的当量疔曲刚度(MN-HI)F 纸、治——基层和底基层或垫层的厚度(m)：

(16-510

(16-51e)

工

Ifl

IE

tn

IV V

VI

土质砂 26-42 40^50

39-50 —60 50*«0 粘质土

25-45 30-40 25*45 30-45 30-45 粉腮土

12-46

32-34

30-30

27-43

30-45

垫层和墓屋材料回弹撲■经验参考(I 范围

表16.27

材料类型

材料类型

回禅欖憤｛Mil

中、粗驸 80- 100 P

石庆粉煤灰稔定粒料 13OO-J7OO 天然砂琢 150'200 水泥桃定粒料 1300- 1700

未篩分碎石 180^220 沥曹碎石(整粒式,加弋) 600^»00

级配辟砾右1莘屋)• 200-25(* 師療混式.20T)

800 *1500 镰囱猝砾石(MS)

250 *350 喷青混艇土(中粒式,20七｝ WWr 140)

石灰土 200 -700

零孔障水泥碎石 (水視剂j&9上

曙-11%) 1300= 17QQ

石灰粉煤灰土

600-900 多扎隙沥青碎石

(20T.iffi 青含H MS% ■ 3 5常｝

600-M)0

尸 佔 + hlE 2 1300 x0.182

+600x 0.153

―八仆 瓦=F 荷厂=

―心

頁帀—=1013(MPj

E\kl Eihl (Aj + ^2)2

11 - _1_ \_1

E =方十—(

F + ―4—[EM F E

/J

_ 1300x0.1 盼 @0 也圧

P +

12

= 2.57(MN-m)

h 严违瓦忑=/12x2+

57/1013 = 0+

312( m)

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

r = 0.537hZey£r =0.537x0.22x^31 000/165=0.677((11)

r = O 』37h (辛广 式中:r —混凝土板的相对刚度半径(m); h ——混擬土板的厚度(m);

氏一水泥混凝土的弯拉弹性模量(MPa),可查用表16-25的参再值;

4. 荷载疲劳应力

£0.18 + 0.152

八—4-- 1300x0'18 + 600x0115) 1013\ *0 45]

30)

1013、

55

器)凯792

= 6.22x 1 - L51 x

101

引

30 、

= 4,293

1/3

=165( MPa)

(16-50b)

6 = 1- i

= 4.293 x 0.312°

792

x 30 x

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