水泥混凝土路面厚度计算学习教案.pptx

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1、会计学1水泥水泥(shun)混凝土路面厚度计算混凝土路面厚度计算第一页，共36页。二、水泥混凝土板厚度二、水泥混凝土板厚度二、水泥混凝土板厚度二、水泥混凝土板厚度(hud)(hud)(hud)(hud)计算流程计算流程计算流程计算流程 交通分析，确定交通荷载等级交通分析，确定交通荷载等级路面结构的组合设计，初拟路面结构路面结构的组合设计，初拟路面结构按照初拟路面结构组合形式，选择相应力学分析模型；根据选按照初拟路面结构组合形式，选择相应力学分析模型；根据选定的力学模型计算混凝土面层板的最大荷载应力、荷载疲劳应定的力学模型计算混凝土面层板的最大荷载应力、荷载疲劳应力、最大温度应力及温度疲劳应力。

2、力、最大温度应力及温度疲劳应力。面层板极限状态检验面层板极限状态检验贫混凝土或碾压混凝土为基层、下面层板时，计算其荷载疲劳贫混凝土或碾压混凝土为基层、下面层板时，计算其荷载疲劳应力，检算其极限状态。应力，检算其极限状态。面层或基层的极限状态不满足要求时，改选混凝土面层板厚度面层或基层的极限状态不满足要求时，改选混凝土面层板厚度或或(和和)整调基层类型或整调基层类型或(和和)厚度，重新计算。厚度，重新计算。计算厚度加计算厚度加6mm6mm磨损厚度后，按磨损厚度后，按10mm10mm向上向上(xingshng)(xingshng)取整，作取整，作为混凝土面层的设计厚度。为混凝土面层的设计厚度。第2

3、页/共36页第二页，共36页。第3页/共36页第三页，共36页。水泥水泥水泥水泥(shun)(shun)(shun)(shun)路面的设计轴载及轴路面的设计轴载及轴路面的设计轴载及轴路面的设计轴载及轴载换算载换算载换算载换算1 1 1 1 交通分析交通分析交通分析交通分析交通荷载交通荷载交通荷载交通荷载(hzi)(hzi)(hzi)(hzi)分级分级分级分级按疲劳断裂设计标准进行结构分析时，以轴重按疲劳断裂设计标准进行结构分析时，以轴重100kN的单轴的单轴-双轮组荷双轮组荷载作为设计轴载。对极重交通荷载等级的水泥混凝土路面，宜选用货载作为设计轴载。对极重交通荷载等级的水泥混凝土路面，宜选用货

4、车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。各级轴载作用次数按车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。各级轴载作用次数按按等效按等效(dn xio)疲劳损坏原则换算为设计轴载的作用次数。疲劳损坏原则换算为设计轴载的作用次数。设计轴载累计作用次数设计轴载累计作用次数 第4页/共36页第四页，共36页。n n交通调查与分析交通调查与分析交通调查与分析交通调查与分析 n n初期年平均初期年平均初期年平均初期年平均(pngjn)(pngjn)(pngjn)(pngjn)日货车交通日货车交通日货车交通日货车交通量（双向）量（双向）量（双向）量（双向）n n方向分配系数，一般方向分配系数，一般方向分配系数

5、，一般方向分配系数，一般0.5-0.6 0.5-0.6 0.5-0.6 0.5-0.6 n n车道分配系数车道分配系数车道分配系数车道分配系数 n n设计车道的年平均设计车道的年平均设计车道的年平均设计车道的年平均(pngjn)(pngjn)(pngjn)(pngjn)日货日货日货日货车交通量（车交通量（车交通量（车交通量（ADTTADTTADTTADTT）n n货车交通量的年平均货车交通量的年平均货车交通量的年平均货车交通量的年平均(pngjn)(pngjn)(pngjn)(pngjn)增增增增长率长率长率长率gr gr gr gr 轴载调查与分析轴载调查与分析各类车辆的轴型调查和轴重测定各

6、类车辆的轴型调查和轴重测定 轴载当量轴载当量(dngling)(dngling)换算系数法换算系数法车辆当量车辆当量(dngling)(dngling)轴载系数法轴载系数法车道使用初期的设计轴载日作用次数车道使用初期的设计轴载日作用次数NsNs车辆轮迹横向分布系数车辆轮迹横向分布系数 设计轴载累计作用次数设计轴载累计作用次数 Ne Ne 第5页/共36页第五页，共36页。不同不同(b tn)(b tn)轴重级位的设计轴载当量换算系数轴重级位的设计轴载当量换算系数 车道使用初期车道使用初期(chq)(chq)的设计轴载日作用次数的设计轴载日作用次数各类车辆的设计各类车辆的设计(shj)(shj)

7、轴载当量换算系数轴载当量换算系数 车道使用初期的设计轴载日作用次数车道使用初期的设计轴载日作用次数设计轴载累计作用次数设计轴载累计作用次数 第6页/共36页第六页，共36页。第7页/共36页第七页，共36页。2 2 2 2 初拟路面结构初拟路面结构初拟路面结构初拟路面结构根据根据根据根据(gnj)(gnj)(gnj)(gnj)公路等级和交通荷载、路基条件、公路等级和交通荷载、路基条件、公路等级和交通荷载、路基条件、公路等级和交通荷载、路基条件、当地温度和湿度状况及已有公路路面的使用经验，当地温度和湿度状况及已有公路路面的使用经验，当地温度和湿度状况及已有公路路面的使用经验，当地温度和湿度状况及

8、已有公路路面的使用经验，进行路面组合设计，初拟路面结构。进行路面组合设计，初拟路面结构。进行路面组合设计，初拟路面结构。进行路面组合设计，初拟路面结构。路床顶面的综合回弹模量值，轻交通荷载路床顶面的综合回弹模量值，轻交通荷载(hzi)等级时不得低于等级时不得低于40MPa，中等或重交通荷载，中等或重交通荷载(hzi)等级时不得低于等级时不得低于60MPa，特重，特重或极重交通荷载或极重交通荷载(hzi)等级时不得低于等级时不得低于80MPa。路基路基(lj)基层和底基层基层和底基层第8页/共36页第八页，共36页。第9页/共36页第九页，共36页。承受承受承受承受(chngshu)(chngs

9、hu)(chngshu)(chngshu)极重、特重或重交通荷载的路面，基层下极重、特重或重交通荷载的路面，基层下极重、特重或重交通荷载的路面，基层下极重、特重或重交通荷载的路面，基层下应设置底基层，承受应设置底基层，承受应设置底基层，承受应设置底基层，承受(chngshu)(chngshu)(chngshu)(chngshu)中等或轻交通荷载时，可中等或轻交通荷载时，可中等或轻交通荷载时，可中等或轻交通荷载时，可不设底基层。当基层采用无机结合料稳定类材料，且上路床不设底基层。当基层采用无机结合料稳定类材料，且上路床不设底基层。当基层采用无机结合料稳定类材料，且上路床不设底基层。当基层采用无机

10、结合料稳定类材料，且上路床由细粒土组成时，应在基层下设置粒料类底基层。由细粒土组成时，应在基层下设置粒料类底基层。由细粒土组成时，应在基层下设置粒料类底基层。由细粒土组成时，应在基层下设置粒料类底基层。贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度不宜小于不宜小于不宜小于不宜小于40mm40mm40mm40mm。无机结合料稳定碎石基层上应设封层。无机结合料稳定碎石基层上应设封层。无机结合料稳定碎石基层上应设封层。无机结合料稳定碎石基层

11、上应设封层。面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。注意注意注意注意(zh(zh(zh(zh y)y)y)y)：第10页/共36页第十页，共36页。平面尺寸及接缝平面尺寸及接缝平面尺寸及接缝平面尺寸及接缝(ji(ji fnfn)设计设计设计设计n n平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位。

12、侧的横缝不得相互错位。侧的横缝不得相互错位。侧的横缝不得相互错位。n n纵向接缝的间距（板宽）宜在纵向接缝的间距（板宽）宜在纵向接缝的间距（板宽）宜在纵向接缝的间距（板宽）宜在3.04.5m3.04.5m范围内选用。范围内选用。范围内选用。范围内选用。n n横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混凝横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混凝横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混凝横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混凝土面层宜为土面层宜为土面层宜为土面层宜为46m46m，面层板的长宽比不宜超过，面层板的长宽比不宜超过，面层板的

13、长宽比不宜超过，面层板的长宽比不宜超过(chogu)1.35(chogu)1.35，平面，平面，平面，平面面积不宜大于面积不宜大于面积不宜大于面积不宜大于25m225m2）n n纵向接缝设置：一次摊铺宽度小于路面宽度时，应设纵向施工缝纵向接缝设置：一次摊铺宽度小于路面宽度时，应设纵向施工缝纵向接缝设置：一次摊铺宽度小于路面宽度时，应设纵向施工缝纵向接缝设置：一次摊铺宽度小于路面宽度时，应设纵向施工缝（设拉杆的平缝）；一次摊铺宽度大于（设拉杆的平缝）；一次摊铺宽度大于（设拉杆的平缝）；一次摊铺宽度大于（设拉杆的平缝）；一次摊铺宽度大于4.5m4.5m，应设纵向缩缝（设拉，应设纵向缩缝（设拉，应设

14、纵向缩缝（设拉，应设纵向缩缝（设拉杆的假缝）；碾压混凝土面层一次摊铺宽度大于杆的假缝）；碾压混凝土面层一次摊铺宽度大于杆的假缝）；碾压混凝土面层一次摊铺宽度大于杆的假缝）；碾压混凝土面层一次摊铺宽度大于7.5m7.5m时，应设纵向时，应设纵向时，应设纵向时，应设纵向缩缝；行车道路面与混凝土硬路肩之间的纵向接缝必须设拉杆。缩缝；行车道路面与混凝土硬路肩之间的纵向接缝必须设拉杆。缩缝；行车道路面与混凝土硬路肩之间的纵向接缝必须设拉杆。缩缝；行车道路面与混凝土硬路肩之间的纵向接缝必须设拉杆。第11页/共36页第十一页，共36页。n n横向接缝设置（缩缝、胀缝和施工缝）：横向接缝设置（缩缝、胀缝和施工

15、缝）：横向接缝设置（缩缝、胀缝和施工缝）：横向接缝设置（缩缝、胀缝和施工缝）：n n横向施工缝：每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设横向施横向施工缝：每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设横向施横向施工缝：每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设横向施横向施工缝：每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设横向施工缝，其位置宜选在缩缝或胀缝处，设在缩缝处的施工缝，应采用加工缝，其位置宜选在缩缝或胀缝处，设在缩缝处的施工缝，应采用加工缝，其位置宜选在缩缝或胀缝处，设在缩缝处的施工缝，应采用加工缝，其位置宜选在缩缝或胀缝处，设在缩缝处的施工缝，应采用加传力杆的平缝，设在胀缝处的施工缝，其

16、构造同胀缝；传力杆的平缝，设在胀缝处的施工缝，其构造同胀缝；传力杆的平缝，设在胀缝处的施工缝，其构造同胀缝；传力杆的平缝，设在胀缝处的施工缝，其构造同胀缝；n n横向缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，横向缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，横向缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，横向缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，从而避免产生不规则裂缝。应采用假缝形式，极重、特重和重交通荷从而避免产生不规则裂缝。应采用假缝形式，极重、特重和重交通荷从而避免产生不规则裂缝。应采用假缝形式，极重、特重和重交通荷从而避免产生不规则

17、裂缝。应采用假缝形式，极重、特重和重交通荷载公路的横向缩缝，中等和轻交通荷载公路邻近胀缝或自由端部的载公路的横向缩缝，中等和轻交通荷载公路邻近胀缝或自由端部的载公路的横向缩缝，中等和轻交通荷载公路邻近胀缝或自由端部的载公路的横向缩缝，中等和轻交通荷载公路邻近胀缝或自由端部的3 3条条条条横向缩缝，收费广场的横向缩缝，应采用设传力杆假缝；横向缩缝，收费广场的横向缩缝，应采用设传力杆假缝；横向缩缝，收费广场的横向缩缝，应采用设传力杆假缝；横向缩缝，收费广场的横向缩缝，应采用设传力杆假缝；n n横向胀缝：保证板在温度升高是能部分伸长，从而避免路面板在热天横向胀缝：保证板在温度升高是能部分伸长，从而避

18、免路面板在热天横向胀缝：保证板在温度升高是能部分伸长，从而避免路面板在热天横向胀缝：保证板在温度升高是能部分伸长，从而避免路面板在热天的拱胀和折断破坏，同时的拱胀和折断破坏，同时的拱胀和折断破坏，同时的拱胀和折断破坏，同时(tngsh)(tngsh)胀缝也能起到缩缝的作用。在邻近胀缝也能起到缩缝的作用。在邻近胀缝也能起到缩缝的作用。在邻近胀缝也能起到缩缝的作用。在邻近桥梁或其他固定构筑物处，或者与其他道路相交处，应设横向胀缝。桥梁或其他固定构筑物处，或者与其他道路相交处，应设横向胀缝。桥梁或其他固定构筑物处，或者与其他道路相交处，应设横向胀缝。桥梁或其他固定构筑物处，或者与其他道路相交处，应设

19、横向胀缝。第12页/共36页第十二页，共36页。3 3 3 3 路面路面路面路面(lmin)(lmin)(lmin)(lmin)材料参数确定材料参数确定材料参数确定材料参数确定第13页/共36页第十三页，共36页。第14页/共36页第十四页，共36页。第15页/共36页第十五页，共36页。4 4 4 4 力学力学力学力学(l xu)(l xu)(l xu)(l xu)模型的选择模型的选择模型的选择模型的选择n n弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型n n适用于粒料基层上混凝土面层旧沥青适用于粒料基层上混凝土面层旧沥青适用于粒料基层上混凝土面层旧沥青适用于粒料

20、基层上混凝土面层旧沥青(lqng)(lqng)(lqng)(lqng)路面加铺混凝土面层，路面加铺混凝土面层，路面加铺混凝土面层，路面加铺混凝土面层，面层板以下部分按弹性地基处理面层板以下部分按弹性地基处理面层板以下部分按弹性地基处理面层板以下部分按弹性地基处理n n弹性地基双层板模型弹性地基双层板模型弹性地基双层板模型弹性地基双层板模型n n适用于无机结合料类基层或沥青适用于无机结合料类基层或沥青适用于无机结合料类基层或沥青适用于无机结合料类基层或沥青(lqng)(lqng)(lqng)(lqng)类基层上混凝土面层，旧类基层上混凝土面层，旧类基层上混凝土面层，旧类基层上混凝土面层，旧混凝土

21、路面上加铺分离式混凝土面层；面层和基层或者新旧面层作混凝土路面上加铺分离式混凝土面层；面层和基层或者新旧面层作混凝土路面上加铺分离式混凝土面层；面层和基层或者新旧面层作混凝土路面上加铺分离式混凝土面层；面层和基层或者新旧面层作为双层板，基层底面以下或旧面层底面以下部分按弹性地基处理为双层板，基层底面以下或旧面层底面以下部分按弹性地基处理为双层板，基层底面以下或旧面层底面以下部分按弹性地基处理为双层板，基层底面以下或旧面层底面以下部分按弹性地基处理n n复合板模型复合板模型复合板模型复合板模型n n适用于两层不同性能材料组成的面层或基层复合板。旧混凝土路面适用于两层不同性能材料组成的面层或基层复

22、合板。旧混凝土路面适用于两层不同性能材料组成的面层或基层复合板。旧混凝土路面适用于两层不同性能材料组成的面层或基层复合板。旧混凝土路面上加铺结合式混凝土面层，两层不同性质材料组成的层间黏结的面上加铺结合式混凝土面层，两层不同性质材料组成的层间黏结的面上加铺结合式混凝土面层，两层不同性质材料组成的层间黏结的面上加铺结合式混凝土面层，两层不同性质材料组成的层间黏结的面层，作为弹性地基上的单层板或弹性地基上双层板的上层板；无机层，作为弹性地基上的单层板或弹性地基上双层板的上层板；无机层，作为弹性地基上的单层板或弹性地基上双层板的上层板；无机层，作为弹性地基上的单层板或弹性地基上双层板的上层板；无机结

23、合料类基层或沥青结合料类基层或沥青结合料类基层或沥青结合料类基层或沥青(lqng)(lqng)(lqng)(lqng)类基层与无机结合料类底基层组成的类基层与无机结合料类底基层组成的类基层与无机结合料类底基层组成的类基层与无机结合料类底基层组成的基层，作为弹性地基上双层板的下层板。基层，作为弹性地基上双层板的下层板。基层，作为弹性地基上双层板的下层板。基层，作为弹性地基上双层板的下层板。第16页/共36页第十六页，共36页。n n水泥混凝土路面水泥混凝土路面水泥混凝土路面水泥混凝土路面(lmin)(lmin)(lmin)(lmin)结构分析应采用弹性地基板理论。结构分析应采用弹性地基板理论。结

24、构分析应采用弹性地基板理论。结构分析应采用弹性地基板理论。除粒料基层外，其他基层与混凝土面层应按分离式双层板模除粒料基层外，其他基层与混凝土面层应按分离式双层板模除粒料基层外，其他基层与混凝土面层应按分离式双层板模除粒料基层外，其他基层与混凝土面层应按分离式双层板模型进行结构分析。粒料基层及各级底基层和垫层，应与路基型进行结构分析。粒料基层及各级底基层和垫层，应与路基型进行结构分析。粒料基层及各级底基层和垫层，应与路基型进行结构分析。粒料基层及各级底基层和垫层，应与路基一起视作多层弹性地基，以地基顶面当量回弹模量表征。一起视作多层弹性地基，以地基顶面当量回弹模量表征。一起视作多层弹性地基，以地

25、基顶面当量回弹模量表征。一起视作多层弹性地基，以地基顶面当量回弹模量表征。n n水泥混凝土路面水泥混凝土路面水泥混凝土路面水泥混凝土路面(lmin)(lmin)(lmin)(lmin)结构设计应以面层板在设计基准期结构设计应以面层板在设计基准期结构设计应以面层板在设计基准期结构设计应以面层板在设计基准期内，在行车荷载和温度梯度综合作用下，不产生疲劳断裂作内，在行车荷载和温度梯度综合作用下，不产生疲劳断裂作内，在行车荷载和温度梯度综合作用下，不产生疲劳断裂作内，在行车荷载和温度梯度综合作用下，不产生疲劳断裂作为设计标准；并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下，不为设计标准；并以最重轴载和最大温度梯

26、度综合作用下，不为设计标准；并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下，不为设计标准；并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下，不产生极限断裂作为验算标准。产生极限断裂作为验算标准。产生极限断裂作为验算标准。产生极限断裂作为验算标准。n n贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产生疲劳断裂作为设计标准。生疲劳断裂作为设计标准。生疲劳断裂作为设计标准。生疲劳断裂作为设计标准。第17页/共36页第十七页，共36页。5 5 5 5 荷载荷载荷载

27、荷载(hzi)(hzi)(hzi)(hzi)应力计算应力计算应力计算应力计算-弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型设计轴载在面层板临界荷位处产生的的荷载设计轴载在面层板临界荷位处产生的的荷载(hzi)疲劳应力疲劳应力 kr接缝传荷的应力折减系数，接缝传荷的应力折减系数，混凝土路肩，混凝土路肩，kr=0.870.92，柔性路肩或土路肩，柔性路肩或土路肩，kr=1。kf 疲劳疲劳(plo)应力系数应力系数kc综合系数，查表综合系数，查表第18页/共36页第十八页，共36页。荷载疲劳荷载疲劳(plo)(plo)应力系应力系数数kf kf 式中式中 Ne设计基准期内

28、设计轴载累计作用次数；设计基准期内设计轴载累计作用次数；材料疲劳指数，普通、钢筋材料疲劳指数，普通、钢筋(gngjn)、连续配筋混凝土：、连续配筋混凝土：=0.057；碾压、贫混凝土：碾压、贫混凝土：=0.065；f 钢纤维的体积率（钢纤维的体积率（%）；）；lf钢纤维的长度（钢纤维的长度（mm）；）；df钢纤维的直径（钢纤维的直径（mm）。）。第19页/共36页第十九页，共36页。设计设计(shj)轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力ps式中式中 Ps设计轴载的单轴重设计轴载的单轴重(kN)；hc、Ec、vc混凝土面层板的厚度混凝土面层板的厚度(h

29、ud)(m)、弯拉弹性模量（、弯拉弹性模量（MPa）和泊）和泊松比松比 r 混凝土面层板的相对刚度半径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混凝土面层板的截面弯曲刚度(MNm)；Et板底地基当量回弹模量（板底地基当量回弹模量（MPa)第20页/共36页第二十页，共36页。新建公路的板底地基当量新建公路的板底地基当量(dngling)回弹模量回弹模量Et 式中式中 E0路床顶综合路床顶综合(zngh)回弹模量（回弹模量（MPa）；）；Ex粒料层的当量回弹模量（粒料层的当量回弹模量（MPa；hx 粒料层的总厚度（粒料层的总厚度（m）；）；n 粒料层的层数；粒料层的层数；E

30、i、hi 第第i 结构层的回弹模量（结构层的回弹模量（MPa）与厚度）与厚度(m)。公式根据单圆荷载直径公式根据单圆荷载直径0.3m，层间连续，粒料层总厚度，层间连续，粒料层总厚度(hud)0.10.5m，粒料层回，粒料层回弹模量与路床回弹模量之比弹模量与路床回弹模量之比小于小于10的条件，按照荷载中的条件，按照荷载中心点挠度等效原则回归得到心点挠度等效原则回归得到的。其中，路床、粒料层的的。其中，路床、粒料层的泊松比取泊松比取0.35。第21页/共36页第二十一页，共36页。5 5 5 5 荷载应力计算荷载应力计算荷载应力计算荷载应力计算-弹性弹性弹性弹性(tnxng)(tnxng)(tnx

31、ng)(tnxng)地基双层板模型地基双层板模型地基双层板模型地基双层板模型上层板（面层）的荷载上层板（面层）的荷载(hzi)疲劳应力疲劳应力 pr第22页/共36页第二十二页，共36页。贫砼或碾压砼基层板或者下面层板的荷载疲劳贫砼或碾压砼基层板或者下面层板的荷载疲劳(plo)(plo)应应力力 kf,kc荷载疲劳荷载疲劳(plo)应力系数、综合系数，按单层板取值；应力系数、综合系数，按单层板取值；bpr下层板的荷载疲劳下层板的荷载疲劳(plo)应力（应力（MPa）；）；bps设计轴载设计轴载Ps在下层板临界荷位处产生的荷载应力在下层板临界荷位处产生的荷载应力(MPa)；第23页/共36页第二

32、十三页，共36页。最重轴载在上层板临界荷位处产生的最大荷载最重轴载在上层板临界荷位处产生的最大荷载(hzi)(hzi)应力应力 最重轴载最重轴载Pm Pm 在四边自由板临界荷位处产生的最大荷载在四边自由板临界荷位处产生的最大荷载(hzi)(hzi)应力（应力（MPaMPa），设计轴），设计轴载载PsPs改为最重轴载改为最重轴载PmPm（以单轴计，（以单轴计，kNkN）；）；krkr、kckc应力折减系数、综合系数。应力折减系数、综合系数。第24页/共36页第二十四页，共36页。6 6 6 6 温度应力温度应力温度应力温度应力(yngl)(yngl)(yngl)(yngl)计算计算计算计算-弹性

33、地基单层板模型弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型在面层板临界荷位处产生在面层板临界荷位处产生(chnshng)(chnshng)的温度疲劳的温度疲劳应力应力trtr最大温度最大温度(wnd)(wnd)梯度时混凝土面层板最大温度梯度时混凝土面层板最大温度(wnd)(wnd)应力应力t,maxt,max综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL混凝土面层板的温度翘曲应力系数混凝土面层板的温度翘曲应力系数CL第25页/共36页第二十五页，共36页。温度温度温度温度(wnd)(wnd)疲劳应力系数疲劳应力系数疲劳应力系数疲劳应力系数ktkt第2

34、6页/共36页第二十六页，共36页。6 6 6 6 温度应力计算温度应力计算温度应力计算温度应力计算(j sun)-(j sun)-(j sun)-(j sun)-弹性地基双层板模型弹性地基双层板模型弹性地基双层板模型弹性地基双层板模型在面层板临界荷位处产生的温度在面层板临界荷位处产生的温度(wnd)(wnd)疲劳应力疲劳应力trtr最大温度最大温度(wnd)(wnd)梯度时混凝土面层板最大温度梯度时混凝土面层板最大温度(wnd)(wnd)应力应力t,maxt,max综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL混凝土面层板的温度翘曲应力系数混凝土面层板的温度

35、翘曲应力系数CL与单层板公式不同。与单层板公式不同。第27页/共36页第二十七页，共36页。下层板的温度疲劳下层板的温度疲劳(plo)应力不需计算应力不需计算温度翘曲温度翘曲(qio q)应力系数应力系数CL式中 与双层板结构有关的参数；r 层间接触状况参数(m)；kn 面层与基层之间竖向接触刚度，上下层之间不设沥青混凝土夹层或隔离层时按公式(gngsh)计算；设沥青混凝土夹层或隔离层时，kn 取3000 MPa/m。第28页/共36页第二十八页，共36页。7 7 7 7 结构极限结构极限结构极限结构极限(jxin)(jxin)(jxin)(jxin)状态校核状态校核状态校核状态校核第29页/

36、共36页第二十九页，共36页。三、设计三、设计三、设计三、设计(shj)(shj)(shj)(shj)示例示例示例示例 公路自然区划公路自然区划区新建一条高速公路，单向三车道，行车道宽区新建一条高速公路，单向三车道，行车道宽11.75m。路基土为黄土。路基土为黄土(hungt)（低液限粉土），路床顶距地下水位（低液限粉土），路床顶距地下水位2.0m，当地粗集料主要为花岗岩。拟采用碾压混凝土做基层。应交通调，当地粗集料主要为花岗岩。拟采用碾压混凝土做基层。应交通调查分析得知，设计轴载查分析得知，设计轴载Ps=100KN，最重轴载，最重轴载Pm=250KN，设计车道使，设计车道使用初期设计轴载日作

37、用次数为用初期设计轴载日作用次数为42000，交通量年平均增长率为，交通量年平均增长率为7%。试设。试设计该路面厚度。计该路面厚度。1 交通交通(jiotng)分析分析 高速公路的设计基准期查表为高速公路的设计基准期查表为30年，安全等级为一级。临界荷位处的年，安全等级为一级。临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数查表取车辆轮迹横向分布系数查表取0.22。设计基准期内设计车道标准轴载累计作。设计基准期内设计车道标准轴载累计作用次数按公式计算：用次数按公式计算：属特重交通荷载等级属特重交通荷载等级属特重交通荷载等级属特重交通荷载等级第30页/共36页第三十页，共36页。2 初拟路面初拟路面(lmin)

38、结构结构 相应于高速公路的变异水平等级宜为低级。根据交通荷载相应于高速公路的变异水平等级宜为低级。根据交通荷载(hzi)等级和变异水平等级查表初拟普通混凝土面层厚度为等级和变异水平等级查表初拟普通混凝土面层厚度为0.30m，碾压混，碾压混凝土基层凝土基层0.18m，面层与基层之间设置，面层与基层之间设置40mm厚的沥青混凝土夹层，厚的沥青混凝土夹层，底基层选用级配碎石，厚底基层选用级配碎石，厚0.20m。水泥混凝土面层板的平面尺寸：长。水泥混凝土面层板的平面尺寸：长为为5.0m，宽从中央分隔带至路肩依次为，宽从中央分隔带至路肩依次为4m、4m、3.75m。纵缝为设。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传

39、力杆的假缝。碾压混凝土设纵缝一条，横缝间拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。碾压混凝土设纵缝一条，横缝间距距5m。硬路肩宽。硬路肩宽3.5m，采用与行车道等厚混凝土并设拉杆与行车道，采用与行车道等厚混凝土并设拉杆与行车道板相连。板相连。3 路面材料参数路面材料参数(cnsh)确定确定 查表取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为查表取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量和泊，相应弯拉弹性模量和泊松比取松比取31GPa、0.15；碾压混凝土弯拉强度标准值为；碾压混凝土弯拉强度标准值为4.0MPa，相应弯拉弹，相应弯拉弹性模量和泊松比取性模量和泊松比取27GPa、0.15。花岗岩为

40、粗集料的混凝土热膨胀系数。花岗岩为粗集料的混凝土热膨胀系数 查表取低液限粉土的回弹模量为查表取低液限粉土的回弹模量为95MPa，湿度调整系数为，湿度调整系数为0.85，计算得路，计算得路床顶综合回弹模量为床顶综合回弹模量为950.85=80MPa。级配碎石回弹模量查表取级配碎石回弹模量查表取250MPa，按公式计算板底地基综合当量回弹，按公式计算板底地基综合当量回弹模量：模量：第31页/共36页第三十一页，共36页。混凝土面层板弯曲刚度、半刚性基层混凝土面层板弯曲刚度、半刚性基层(jcng)板的弯曲刚度及路面结构总相对刚板的弯曲刚度及路面结构总相对刚度半径：度半径：板底地基综合当量板底地基综合

41、当量(dngling)回弹模量：回弹模量：第32页/共36页第三十二页，共36页。4 荷载荷载(hzi)应力应力按公式按公式(gngsh)计算标准轴载和最重荷载在临界荷位处产生的荷载应计算标准轴载和最重荷载在临界荷位处产生的荷载应力：力：按公式计算面层按公式计算面层(min cn)荷载疲劳应荷载疲劳应力：力：按公式计算面层最大荷载应力：按公式计算面层最大荷载应力：按公式计算基层荷载疲劳应力：按公式计算基层荷载疲劳应力：第33页/共36页第三十三页，共36页。5 温度温度(wnd)应力应力 查表取最大温度梯度为查表取最大温度梯度为90/m,面层与基层之间设沥青混凝土夹层面层与基层之间设沥青混凝土

42、夹层(jicng)的竖向接触刚度的竖向接触刚度kn取取3000MPa/m，按公式计算综合温度翘曲应力，按公式计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数和内应力的温度应力系数BL：按公式按公式(gngsh)计算面层最大温度应力：计算面层最大温度应力：第34页/共36页第三十四页，共36页。按公式计算温度疲劳按公式计算温度疲劳(plo)应力系数：应力系数：按公式计算按公式计算(j sun)温度疲劳应力：温度疲劳应力：6 结构极限状态结构极限状态(zhungti)校核校核查表得可靠度系数为查表得可靠度系数为1.3。按公式校核路面结构极限状态是否满足要求：。按公式校核路面结构极限状态是否满足要求：所拟路面结构满足车辆荷载和温度梯度的综合疲劳作用，最重轴载所拟路面结构满足车辆荷载和温度梯度的综合疲劳作用，最重轴载在最大温度梯度时的一次作用产生结构应力与混凝土弯曲强度相当。取在最大温度梯度时的一次作用产生结构应力与混凝土弯曲强度相当。取混凝土面层设计厚度为混凝土面层设计厚度为0.31m，碾压混凝土基层设计厚度为，碾压混凝土基层设计厚度为0.18m，沥青混凝，沥青混凝土夹层设计厚度为土夹层设计厚度为0.04m。第35页/共36页第三十五页，共36页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第36页/共36页第三十六页，共36页。