水泥课程设计--新建水泥混凝土路面设计

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1、 铺面课程设计 新建水泥混凝土路面设计 1. 设计背景设计背景 深圳（自然分区为 IV）某地拟新建一条高速公路，采用水泥混凝土路面。由交通调查和预 测可知，设计车道在使用初期的标准轴载作用次数为 3000 次/天，交通量年平均增长率为 5，路基土的回弹模量为 50MPa，试设计该混凝土路面。 2.设计方法与步骤设计方法与步骤 采用解析法,理论模型为弹性地基模型。路面结构采用碾压混凝土，用双层板模型计算荷载 应力。 1 分析交通参数 分析交通参数。 根据所给资料，得出设计年限内的标准轴载的累计作用次数。 2 初拟路面结构 初拟路面结构。 进行各路面层次、 类型、 材料组成与厚度和尺寸、 接缝构造

2、的初步拟定。 3 确定材料参数 确定材料参数。根据规范，确定混凝土的设计弯拉强度和弹性模量，基层、垫层和路基 的回弹模量。 4 计算荷载疲劳应力。 计算荷载疲劳应力。 5 计算荷载的温度应力。 计算荷载的温度应力。 6 检验初拟的路面结构，并确定最终设计方案 检验初拟的路面结构，并确定最终设计方案。 3.路面结构设计路面结构设计 3.1 轴载换算 设计使用年限内设计车道的标准轴载累计作用次数 Ne 计算如下: 11365 t sN N e 30 7 300010.0513650.2 1.510 0.05 N e 交通荷载分级为重交通。 3.2 路面结构初拟 3.2.1 根据可靠度设计标准,施工

3、质量变异水平选择低级水平;根据高速公路、 特重交通荷载和 低级施工变异水平，查水泥混凝土面厚度的参考范围，初拟路面结构如下： 1.普通混凝土面层厚度为 0.28m，碾压混凝土基层 0.18m，面层与基层之间设置 40mm 沥青 混凝土夹层，底基层用级配碎石 0.20m 2.纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假峰。面层板长度为 5m。 3.2.2 路面材料参数确定 查表可知，各层弯拉强度及弹性模量在下表中： 弯拉强度标准值 弯拉弹性模量 泊松比 普通混凝土面层 5Mpa 31Gpa 0.15 碾压混凝土 4Mpa 27GPa 0.15 砾石为粗集料的混凝土热膨胀系数为C=1110-6/C。 其中

4、，混凝土面层板弯曲刚度 DC为： 33 22 310000.28 58.01 12(1)12(10.15 ) cc C c E h DM Nm 半刚性基层板弯曲刚度 Db为： 33 22 270000.18 13.4 12(1)12(10.15 ) bb b b E h DM Nm 路面结构总相对刚度半径为： 1/31/3 58.013.4 1.21()1.21()1.36 50 bc g t DD lm E 3.3 荷载应力 面层板标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算如下： 33 0.6520.940.6520.94 1.45101.4510 1.550.281001.393 1/113.4 / 58.0 psgcs bc lhPM Pa DD 基层应力计算： 33 0.6820.940.6820.94 1.41101.4110 1.550.181000