示例 水泥混凝土面板厚度计算

示例水泥混凝土面板厚度计算

公路自然区划Ⅳ区新建一条一级公路，路基土为低液限粉土，路床顶距地下

水位1．0m，当地粗集料以砾石为主。拟采用普通混凝土面层，基层采用水泥稳定砂砾。经交通调查分析得知，设计轴载为P s＝100kN，最重轴载P m＝180kN，设计车道使用初

期标准轴载日作用次数为3200，交通量年平均增长率为5％。

(1)交通分析

由表3．0．1，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为一级。由附录表A．2．4，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0．22。按式(A．2．4)计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数：

由表3．0．7可知，属重交通荷载等级。

(2)初拟路面结构

施工变异水平取低等级。根据一级公路重交通荷载等级和低变异水平等级，

查表4-3，初拟普通混凝土面层厚度为0．26m，水泥稳定砂砾基层0．20m，底基层选

用级配砾石，厚0．18m。单向路幅宽度为2×3．75m(行车道)＋2．75m(硬路肩)，行

车道水泥混凝土面层板平面尺寸取5．0m×3．75m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。硬路肩面层采用与行车道面层等厚的混凝土，并设拉杆与行车道板相连。

(3)路面材料参数确定

按表3．0．8和附录E．0．3，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为

5．0MPa，相应的弯拉弹性模量与泊松比为31GPa、0．15。砾石粗集料混凝土的线膨胀系数αc＝11×10-6/℃。

查表E．0．1-1，取低液限粉土的回弹模量为100MPa。查表E．0．1-2，取距地下水位1．0m时的湿度调整系数为0．80。由此，路床顶综合回弹模量取为

100×0．80＝80MPa。查附录E．0．2，水泥稳定砂砾基层的弹性模量取2000MPa，泊

松比取0．20，级配砾石底基层回弹模量取250MPa，泊松比取0．35。

按式(B．2．4-1)～式(B．2．4-4)计算板底地基综合回弹模量如下：

按式(B．3．1)计算温度疲劳应力：

σtr＝k tσt,max＝0．442×1．79＝0．79MPa

(6)结构极限状态校核

查表3．0．4，一级安全等级，低变异水平条件下，可靠度系数γr取1．14。按式(3．0．4-1)和式(3．0．4-2)校核路面结构极限状态是否满足要求：

γr(σpr＋σtr)＝1．14×(3．59＋0．79)＝4．99≤ƒr＝5．0MPa

γr(σp,max＋σt,max)＝1．14×(2．41＋1．79)＝4．79≤ƒr＝5．0MPa

拟定的由计算厚度0．26m的普通混凝土面层和厚度0．18m的水泥稳定粒料

基层组成的路面结构满足要求，可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲

劳作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次作用。取混凝土面层设计厚度为

0．27m。