水泥课程设计--新建水泥混凝土路面设计

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1、同济大学铺面工程铺面课程设计新建水泥混凝土路面设计1.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。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。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、接缝构造的初步拟定。确定材料参数。根据规范，确定混凝土的设计弯拉强度

2、和弹性模量，基层、垫层和路基的回弹模量。计算荷载疲劳应力。计算荷载的温度应力。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: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0.20m2.纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假峰。面层

3、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5Mpa31Gpa0.15碾压混凝土4Mpa27GPa0.15砾石为粗集料的混凝土热膨胀系数为αC=11×10-6/ºC。其中，混凝土面层板弯曲刚度DC为：半刚性基层板弯曲刚度Db为：路面结构总相对刚度半径为：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：基层应力计算：其中荷载安全系数kc=1.15，纵缝为设拉杆的平缝时，传荷折减系数为kr=0.87,面层疲劳应力系数kf===2.565，基层疲劳应力系数kf===2.927。故

4、荷载疲劳应力为基层荷载疲劳应力：3.4温度应力根据最大温度梯度标准值表，最大温度梯度取86ºC/m，面层与基层之间（设沥青混凝土夹层）竖向接触刚度为3000MPa/m。按下列各式计算综合温度翘曲应力和内应力温度应力系数BL：面层最大温度应力为：温度疲劳应力系数k为：其中根据自然区划分，IV区回归系数取值为atbtct0.8411.3230.0584.结构极限状态校核确定可靠度系数γ=1.20.按以下公式校核路面结构极限状态是否满足要求：所拟的路面结构由于满足车辆荷载和温度梯度的综合疲劳作用。取混凝土面层设计厚度为0.28m，碾压混凝土基层设计厚度为0.18m，沥青混凝土夹

5、层设计厚度为0.04m。