1、課程名稱：學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：年 月 日路面結(jié)構(gòu)設(shè)計計算1 試驗數(shù)據(jù)處理1.1 路基干濕狀態(tài)和回彈模量1.1.1 路基干濕狀態(tài)路基土為粘性土，地下水位距路床頂面高度m1.85m。查路基臨界高度參考值表可知IV5區(qū)H1，H2，H3，本路段路基處于過濕中濕狀態(tài)。1.1.2 土基回彈模量1) 承載板試驗表1.1 承載板試驗數(shù)據(jù)承載板壓力（）回彈變形（0.01mm)擬合后的回彈變形(0.01mm)20103525504165578072119剔除169剔除220剔除計算路基回彈模量時，只采用回彈變形小于1mm的數(shù)據(jù)，明顯偏離擬合直線的點可剔除。擬合過程如圖所示：路基回彈模量：2）貝

2、克曼梁彎沉試驗表1.2 彎沉試驗數(shù)據(jù)測點回彈彎沉（）1155218231704174515762007147817391721020711209122101317214170根據(jù)試驗數(shù)據(jù)：=lin=155+17014=178.43s=li-2n-1=(0.01mm)式中：回彈彎沉的平均值（）；S回彈彎沉測定值的標(biāo)準(zhǔn)差（）；li 各測點的回彈彎沉值（）；n 測點總數(shù)。根據(jù)規(guī)范要求，剔除超出的測試數(shù)據(jù)，重新計算彎沉有效數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。計算代表彎沉值：l1=+zas=178.43+1.645×20.56=212.25Za為保證率系數(shù)，高速公路、一級公路取，二、三級公路取，四級公路取。

3、土基的回彈模量：1.2 二灰土回彈模量和強度1.2.1 抗壓回彈模量二灰土抗壓回彈模量為：735MPa。1.2.2 f50mm×50mm試件劈裂試驗表1.3 二灰土試件劈裂試驗數(shù)據(jù)f50mm×50mm試件劈裂試驗最大荷載（N）（kPa）處理結(jié)果1926 選用2982 選用31042 選用4986 選用51049 剔除6881 剔除有效數(shù)據(jù)平均值（kPa）有效數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差S（kPa）變異系數(shù)Cv（%）變異系數(shù)應(yīng)小于6%，否則可在剔除偏差較大的數(shù)據(jù)后，重新計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。設(shè)計值為：td=-1645s25057-1645×12.07=230.71(kpa)1.3

4、二灰穩(wěn)定砂礫回彈模量和強度1.3.1 二灰穩(wěn)定砂礫回彈模量 二灰穩(wěn)定砂礫回彈模量為：1530MPa。1.3.2 二灰穩(wěn)定砂礫f100mm×100mm試件劈裂試驗表1.4 二灰砂礫試件劈裂試驗數(shù)據(jù)f100mm×100mm試件劈裂試驗最大荷載（N）（kPa）處理結(jié)果110538 選用211735 選用311889 選用410794 選用510570 選用611519 選用711444 選用811671 選用912156 選用有效數(shù)據(jù)平均值（kPa）有效數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差S（kPa）變異系數(shù)（%）變異系數(shù)應(yīng)小于10%，否則可在剔除偏差較大的數(shù)據(jù)后，重新計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。設(shè)計值為：t

5、d=-1645s724.10-1.645×37.70=662.08(kpa)1.4 中粒式瀝青混凝土回彈模量和強度1.4.1 抗壓回彈模量 20時抗壓回彈模量：1079(MPa)15時抗壓回彈模量：1606(MPa)1.4.2 15時 f×試件劈裂試驗表1.5 瀝青混凝土試件劈裂試驗數(shù)據(jù)f×試件劈裂試驗最大荷載（N）（kPa）處理結(jié)果110746 選用210037 選用310557 選用49248 選用510074 選用610879 選用有效數(shù)據(jù)平均值（kPa）有效數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差S（kPa）變異系數(shù)（%）設(shè)計值取為：td=1012.62(kpa)1.5 水泥混凝土

6、抗折強度表1.6 水泥混凝土試件彎拉強度試驗數(shù)據(jù)組別試件極限荷載（kN）（kPa）處理結(jié)果1139選用239選用338選用有效數(shù)據(jù)平均值（kPa）2139選用239選用3395466.7選用有效數(shù)據(jù)平均值（kPa）一組3個試件，以3個試件測值的算術(shù)平均值為測定值。如任一個測值與中值的差值超過中值的15%時，則取中值為測定值。如有兩個測值與中值的差值均超過上述規(guī)定時，則該組試驗結(jié)果無效。因此第1組測定值為，第2組測定值為。一般情況下，用于路面設(shè)計的彎拉（抗折）強度標(biāo)準(zhǔn)值可取多組測定值的代表強度：因試驗數(shù)據(jù)僅有2組，彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值fr按規(guī)范要求取。2 瀝青路面設(shè)計2.1 軸載分析該道路的交通組成情

7、況如表所示。表2.1 交通組成表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量解放 CA10B19.401雙解放 CA3901雙東風(fēng) EQ1401雙黃河 JN1501雙黃河 JN2532雙< 3長征 XD9802雙< 3日野 ZM4402雙< 3日野 KB2221雙太拖拉 1382雙< 3小客車2.1.1 以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力的累計當(dāng)量軸次瀝青路面設(shè)計以單軸雙輪組 BZZ100kN 作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。1) 軸載換算軸載換算采用如下計算公式：式中：N 標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次，次/

8、日；Ni 被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日；P 標(biāo)準(zhǔn)軸載，kN；Pi 被換算車輛的各級軸載，kN；k 被換算車輛的類型數(shù)；軸載系數(shù)，,為軸數(shù)。當(dāng)軸間距離大于3m時，按單獨的一個軸載計算，當(dāng)軸間距離小于3m時，應(yīng)考慮軸數(shù)系數(shù)。輪組系數(shù)，單輪組為，雙輪組為1，四輪組為。軸載換算結(jié)果如表所示。表2.2 軸載換算表（一）車型解放 CA10B后軸11解放 CA390前軸1后軸11東風(fēng) EQ140后軸11黃河 JN150前軸1后軸11黃河 JN253前軸1后軸1長征 XD980前軸1后軸1日野 ZM440前軸1后軸1日野 KB222前軸1后軸11太拖拉 138前軸1后軸1合計備注：軸載小于25kN的軸

9、載作用不計。2) 累計當(dāng)量軸次計算根據(jù)設(shè)計規(guī)范，高速公路瀝青路面的設(shè)計年限為 15年，六車道的車道系數(shù)是，取， = 5.3%，累計當(dāng)量軸次：2.1.2 驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計當(dāng)量軸次1) 軸載換算驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力公式為：式中： 軸組系數(shù)，； 輪組系數(shù)，單輪組為，雙輪組為1，四輪組為。計算結(jié)果如表所示。表2.3 軸載換算表（二）車型解放 CA10B后軸11解放 CA390后軸11東風(fēng) EQ140后軸11黃河 JN150后軸11黃河 JN253前軸1后軸31長征 XD980后軸31日野 ZM440前軸1后軸31日野 KB222前軸1后軸11太拖拉 138前軸1后軸31合計備注：軸載

10、小于 50kN 的軸載作用不計。2) 累計當(dāng)量軸數(shù)計算根據(jù)設(shè)計規(guī)范，高速公路瀝青路面的設(shè)計年限為 15年，六車道的車道系數(shù)是 ，取 0.35, = 5.3%，累計當(dāng)量軸次：2.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計本道路位于IV5區(qū)，地下水位較高，所以需要考慮干燥（中濕）和潮濕（過濕）兩種情況進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。2.2.1 路基干燥（中濕）情況瀝青路面結(jié)構(gòu)根據(jù)本地區(qū)的路用材料、已有的工程經(jīng)驗和典型路面結(jié)構(gòu)，擬定了兩個路面結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)各結(jié)構(gòu)層的混合料類型、最小施工厚度、施工機具等因素，初步確定了各結(jié)構(gòu)層厚度。該公路地處 IV5區(qū)，屬江南丘陵過濕地區(qū)，根據(jù)氣候資料，該地區(qū)年降水量大于 1500mm；年最高月平均氣溫

11、大于30，且高溫季節(jié)長，年最低氣溫大于9；春夏東南季風(fēng)造成的梅雨和下雨與高溫季節(jié)重疊，形成明顯不利季節(jié)。根據(jù)地區(qū)交通組成資料和自然區(qū)劃，地下水、地面水和重車渠化將是影響路面使用的重要原因。因氣候濕熱，瀝青材料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性，半剛性基層的水穩(wěn)定性是要重點考慮的問題。在進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，盡量采用熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度好的材料。路面瀝青材料采用標(biāo)號低，粘附性能好的材料。同時，該公路 地處湖南中部，根據(jù)湖南省政府發(fā)展中部地區(qū)經(jīng)濟的精神以及中南六省有關(guān)“中部崛起”的戰(zhàn)略，可以預(yù)見，該公路的規(guī)劃和修建除交通原因外還有巨大的社會意義。因此，須保證該公路良好的使用性能和耐久性，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計

12、時，在經(jīng)濟允許的情況下，盡量使用技術(shù)性能好的結(jié)構(gòu)材料。綜合上述原因，在本設(shè)計中采用方案 A（推薦方案）進行設(shè)計計算。2.2.2 路基潮濕（過濕）情況瀝青路面結(jié)構(gòu)當(dāng)路基地下水位較高時，土質(zhì)易受濕度的影響，導(dǎo)致路基承載力降低。首先應(yīng)采用有效的措施降低地下水位，其次是設(shè)置防水墊層，隔斷地下水對路面結(jié)構(gòu)的不利影響，且提高路面結(jié)構(gòu)的整體承載力。在同一個建設(shè)項目，為方便施工的組織，降低工程成本，路面結(jié)構(gòu)不宜變化過大，因此路基潮濕路段路面結(jié)構(gòu)與干燥、中濕路基段路面結(jié)構(gòu)基本相同，僅增加一個防水墊層。路面結(jié)構(gòu)組合方案如下：2.3 路面結(jié)構(gòu)厚度計算2.3.1 土基回彈模量根據(jù)試驗資料處理，干燥路段土基回彈模量為，

13、考慮到該地區(qū)地質(zhì)水文情況，設(shè)計中選用40.00MPa進行計算。潮濕路段土基回彈模量為，考慮到該地區(qū)地質(zhì)水文情況，設(shè)計中選用進行計算。2.3.2 設(shè)計指標(biāo)1) 設(shè)計彎沉值計算公式為：式中：ld 設(shè)計彎沉值（）； Ne 設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載通行次數(shù)； Ac 公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為； As 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為；Ab 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，剛性基層、半剛性基層、瀝青路面為，柔性基層瀝青路面為。若基層由半剛性材料層與柔性材料層組合而成，則Ab介于兩者之間通過線性內(nèi)插決定。2) 各層材料的容許層底拉應(yīng)力 細粒式密級配瀝青混凝土： 中粒式密級配瀝青混凝土： 粗粒式密級配瀝青

14、混凝土：水泥穩(wěn)定碎石： 二灰穩(wěn)定碎石：2.3.3 路面結(jié)構(gòu)計算 1）干燥（中濕）路段各層材料的抗壓模量與劈裂強度如表。表2.4 路面結(jié)構(gòu)層材料參數(shù)材料名稱厚度（cm）抗壓模量（MPa）劈裂強度（MPa）2015細粒式瀝青混凝土414002000中粒式瀝青混凝土510721930粗粒式瀝青混凝土710001300水泥穩(wěn)定碎石35150036000.5二灰穩(wěn)定砂礫20130036000.5土基40.00采用程序分析計算路表彎沉值和各結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力。路表彎沉值按下式計算：式中：F彎沉綜合修正系數(shù)，按下式計算： 采用程序計算得到的理論彎沉值lL （）可求得路表彎沉計算值：采用程序計算各層層底拉應(yīng)力匯

15、總于表。表2.5 路面結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力計算結(jié)果材料名稱厚度（cm）層底拉應(yīng)力（MPa）容許拉應(yīng)力（MPa）細粒式瀝青混凝土4中粒式瀝青混凝土5粗粒式瀝青混凝土7水泥穩(wěn)定碎石35二灰穩(wěn)定碎石20土基從計算結(jié)果可知，各結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力均小于容許拉應(yīng)力，路面結(jié)構(gòu)各層層底拉應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。 2）潮濕（過濕）路段各層材料的抗壓模量與劈裂強度如表。表2.6 路面結(jié)構(gòu)層材料參數(shù)材料名稱厚度（cm）抗壓模量（MPa）劈裂強度（MPa）2015細粒式瀝青混凝土4140020001.2中粒式瀝青混凝土5107219300.8粗粒式瀝青混凝土7100013000.6水泥穩(wěn)定碎石3515003600二灰穩(wěn)定碎石2013

16、0036000.5級配碎石20225土基采用程序分析計算路表彎沉值和各結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力。路表彎沉值按下式計算：式中：F彎沉綜合修正系數(shù)，按下式計算： 采用程序計算得到的理論彎沉值lL （）可求得路表彎沉計算值：采用程序計算各層層底拉應(yīng)力匯總于表。表2.7 路面結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力計算結(jié)果材料名稱厚度（cm）層底拉應(yīng)力（MPa）容許拉應(yīng)力（MPa）細粒式瀝青混凝土4中粒式瀝青混凝土5粗粒式瀝青混凝土7水泥穩(wěn)定碎石35石灰土穩(wěn)定碎石20級配碎石20土基從計算結(jié)果可知，各路面結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力均小于容許拉應(yīng)力，路面結(jié)構(gòu)各層層底拉應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。3 水泥混凝土路面設(shè)計3.1 軸載分析本道路交通組成如表。表3.

17、1 交通組成表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量解放 CA10B19.401雙解放 CA3901雙東風(fēng) EQ1401雙黃河 JN1501雙黃河 JN2532雙< 3長征 XD9802雙< 3日野 ZM4402雙< 3日野 KB2221雙太拖拉 1382雙< 3小客車3.1.1 軸載換算路面設(shè)計以單軸雙輪組BZZ100kN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。式中：Ns 100kN的單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的通行次數(shù)；Pi 各類軸輪型i級軸載的總重（kN）； n 軸型和軸載級位數(shù)； Ni 各類軸輪型i級軸載

18、的通行次數(shù)； 軸輪型系數(shù)。 單軸雙輪組： 單軸單輪組： 雙軸雙輪組： 三軸雙輪組： 軸載換算結(jié)果如表所示。表3.2 軸載換算表車型解放 CA10B后軸921解放 CA390后軸965東風(fēng) EQ140后軸1028黃河 JN150前軸1009后軸1009黃河 JN253前軸925后軸925長征 XD980后軸645日野 ZM440前軸765后軸765日野 KB222前軸1306后軸1306太拖拉 138前軸217后軸217合計備注：軸載小于40kN的軸載作用不計。3.1.2 計算累計當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計規(guī)范，高速

19、公路混凝土路面設(shè)計基準(zhǔn)期為30年，安全等級為一級，輪跡橫向分布系數(shù)在之間，取，gr，則：累計交通量在100 ×104 2000 ×104之間，屬于重交通。3.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計本設(shè)計考慮干燥（中濕）和潮濕（過濕）兩種情況進行路面設(shè)計。3.2.1 干燥（中濕）情況路面結(jié)構(gòu)組合本公路交通等級為重交通，地處 IV5區(qū)，屬江南丘陵過濕區(qū)，年降水量大于1500mm，地下水位高。月平均氣溫大于30，高溫季節(jié)長。春夏兩季有較長時間的集中降水。選擇設(shè)計方案主要考慮的問題有：（1）路面的結(jié)構(gòu)強度和耐久性；（2）基層、底基層的穩(wěn)定性，特別是水穩(wěn)定性；（3）經(jīng)濟性和施工便利。從我省混凝土路面的

20、使用經(jīng)驗來看，由于基層、底基層的水穩(wěn)定性不良而造成的道路使用性能下降和道路破壞的情況較為常見，因此，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案應(yīng)著重考慮了基層、底基層的水穩(wěn)定性能。考慮沿線可利用的材料來源、路面結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性要求以及本地水泥混凝土路面建設(shè)經(jīng)驗，擬定兩個路面結(jié)構(gòu)方案。從路面結(jié)構(gòu)承載性能方面比較，B方案優(yōu)于A方案，但從以往水泥混凝土路面的使用經(jīng)驗來看，提升的空間不大。從經(jīng)濟性和施工便利方面考慮，B方案也較好。同時，在公路沿線有大量碎石、砂礫、粉煤灰等可用于穩(wěn)定類基層建造的材料，可大大節(jié)省投資。鑒于本地區(qū)水泥混凝土路面因排水不良引起損壞的問題較多，本設(shè)計以方案A為推薦方案。3.2.2 潮濕（過濕）情況路面結(jié)構(gòu)組

21、合當(dāng)路基地下水位較高時，土質(zhì)易受濕度的影響，導(dǎo)致路基承載力降低。首先應(yīng)采用有效的措施降低地下水位，其次是設(shè)置防水墊層，隔斷地下水對路面結(jié)構(gòu)的不利影響，且提高路面結(jié)構(gòu)的整體承載力。在同一個建設(shè)項目，為方便施工的組織，降低工程成本，路面結(jié)構(gòu)不宜變化過大，因此路基潮濕路段路面結(jié)構(gòu)與干燥、中濕路基段路面結(jié)構(gòu)基本相同，僅增加一個防水墊層。路面結(jié)構(gòu)組合方案如下：3.2.3 路面結(jié)構(gòu)和橫斷面一級公路相應(yīng)的安全等級為二級，變異水平為中，根據(jù)一級公路、重交通等級和中級變異水平等級，初擬普通混凝土面層厚度為260mm，基層采用水泥穩(wěn)定粒料，厚度為200mm。普通混凝土板的平面尺寸為長5.0m，寬度從中央分隔帶至路

22、肩依次為4.25m、3.75m、3.0m。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。硬路肩混凝土面層與行車道等厚。3.3 路面結(jié)構(gòu)厚度計算3.3.1 干燥（中濕）路段1）確定基層頂面當(dāng)量回彈模量根據(jù)設(shè)計資料，土基回彈模量E0 = 40.0 MPa，多孔隙水泥穩(wěn)定碎石E1 = 1300 MPa，水泥穩(wěn)定粒料E2 = 1500 MPa。混凝土設(shè)計彎拉強度fc= 5.0 MPa，Ec = 3.1×104 MPa。基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：式中：基層頂面的當(dāng)量回彈模量； 路床頂面的回彈模量； 基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量；多孔隙水泥碎石回彈模量； 水泥穩(wěn)定粒料回彈模量； 基層和底基層或墊層

23、的當(dāng)量厚度； 基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度； 多孔隙水泥碎石厚度； 水泥穩(wěn)定粒料厚度； a、b 與有關(guān)的回歸系數(shù)。普通混凝土面層的相對剛度半徑按規(guī)范式（）計算：2）計算荷載疲勞應(yīng)力 按規(guī)范式（），標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為：因縱縫為設(shè)拉桿平縫，考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr?？紤]設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)Kf = Ne = 19131900 。根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素，對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)Kc。按規(guī)范式（），荷載疲勞應(yīng)力為：3）計算溫度疲勞應(yīng)力 由規(guī)范查得，IV區(qū)最大的溫度梯度取92（/m）。板長，l/r，由圖可查得普通混凝土板厚h

24、 =260mm時，Bx = ，按式（），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)按式（）計算為：再由式（）計算溫度疲勞應(yīng)力為查表，一級公路的安全等級為二級，相應(yīng)于二級安全等級的變異水平為中級，目標(biāo)可靠度為90%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，查表，確定可靠度系數(shù)r，按式（）：所選普通混凝土面層厚度可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。3.3.2 潮濕（過濕）路段1）確定基層頂面當(dāng)量回彈模量由設(shè)計資料知，土基回彈模量E0 = ，多孔隙水泥碎石E1 =1300 MPa，水泥穩(wěn)定粒料E2 =1500 MPa，混凝土設(shè)計彎拉強度fcm = 5.0 MPa，Ec =

25、31000 MPa。計算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：式中：基層頂面的當(dāng)量回彈模量； 路床頂面的回彈模量； 基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量；多孔隙水泥碎石回彈模量； 水泥穩(wěn)定粒料回彈模量； 基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度； 基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度； 多孔隙水泥碎石厚度； 水泥穩(wěn)定粒料厚度； a、b 與有關(guān)的回歸系數(shù)。普通混凝土面層的相對剛度半徑按規(guī)范式（）計算：2）計算荷載疲勞應(yīng)力 按規(guī)范式（），標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為：因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr = ；考慮設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)Kf = Ne = 19131900 ；根

26、據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素，對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)Kc 。按式（），荷載疲勞應(yīng)力為：3）計算溫度疲勞應(yīng)力由規(guī)范查得，IV區(qū)最大的溫度梯度取92（/m）。板長，l/r，由圖可查得普通混凝土板厚h =260mm時，Bx = ，按式（），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)Kt，按式（）計算為：再由式（）計算溫度疲勞應(yīng)力為：查表，一級公路的安全等級為二級，相應(yīng)于二級安全等級的變異水平為中級，目標(biāo)可靠度為90%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，查表，確定可靠度系數(shù)r = 。所以，所選普通混凝土面層厚度可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。3.4 水泥

27、混凝土路面接縫設(shè)計3.4.1 縱向接縫（1）縱向接縫的布設(shè)視路面寬度和施工鋪筑寬度而定：一次鋪筑寬度小于路面寬度時，應(yīng)設(shè)置縱向施工縫?？v向施工縫采用平縫形式，上部應(yīng)鋸切槽口，深度為3040 mm，寬度為38 mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，見水泥混凝土路面接縫構(gòu)造圖；一次鋪筑寬度大于 m 時，應(yīng)設(shè)置縱向縮縫。縱向縮縫采用假縫形式，鋸切的槽口深度應(yīng)大于施工縫的槽口深度。采用粒料基層時，槽口深度應(yīng)為板厚的1/3；采用半剛性基層時，槽口深度為板厚的 2/5，見水泥混凝土路面接縫構(gòu)造圖。（2）縱縫與路線中縫平行。在路面等寬的路段內(nèi)或路面變寬路段的等寬部分，縱縫的間距和形式應(yīng)保持一致。路面變寬段的加寬部分與等寬部

28、分之間，以縱向施工縫隔開。加寬板在變寬段起終點處的寬度不小于1 m。（3）拉桿應(yīng)采用螺紋鋼筋，設(shè)在板后中央，并對拉桿中部100 mm范圍內(nèi)進行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距，參照表。施工布設(shè)時，拉桿間距應(yīng)按橫向接縫的實際位置予以調(diào)整，最外側(cè)的拉桿距橫向接縫的距離不小于100 mm。表3.3 拉桿直徑、長度和間距（mm）面層厚度（mm）到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離（m）20025014×700×90014×700×80014×700×70014×700×60014×700×50014×

29、700×40025030016×800×90016×800×80016×800×70016×800×60016×800×50016×800×400備注：拉桿直徑、長度和間距的數(shù)字為直徑×長度×間距。3.4.2 橫向接縫（1）每日施工結(jié)束或因臨時原因中斷施工時，必須設(shè)置橫向施工縫，其位置應(yīng)盡可能選在縮縫或脹縫處。設(shè)在縮縫處的施工縫，采用傳力桿的平縫形式；設(shè)在脹縫處的施工縫，其構(gòu)造與脹縫相同。遇有困難需設(shè)在縮縫之間時，施工縫采用設(shè)拉桿的企口縫形式。見

30、水泥混凝土路面接縫構(gòu)造圖。（2）橫向縮縫間距布置，采用設(shè)傳力桿假縫形式，其構(gòu)造見水泥混凝土路面接縫構(gòu)造圖。（3）橫向縮縫頂部應(yīng)鋸切槽口，深度為面層厚度的1/51/4，寬度為38 mm，槽內(nèi)填塞填縫縫料。橫向縮縫槽口宜增設(shè)深20 mm、寬610 mm的淺槽口，見水泥混凝土路面接縫構(gòu)造圖。（4）在鄰近橋梁或其他固定構(gòu)造物處或其他道路相交處設(shè)置橫向脹縫。設(shè)置的脹縫條數(shù)視膨脹量大小而定。脹縫寬20 mm，縫內(nèi)設(shè)置填縫板和可滑動的傳力桿。脹縫的構(gòu)造見水泥混凝土路面接縫構(gòu)造圖。（5） 傳力桿應(yīng)采用光面鋼筋。傳力桿直徑 32 mm，長度 450 mm，間距 300 mm。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離

31、為 150250 mm。3.4.3 端部處理（1）混凝土路面與固定構(gòu)造物相銜接的脹縫無法設(shè)置傳力桿時，可在毗鄰構(gòu)造物的板端部內(nèi)配置雙層鋼筋網(wǎng)；或在長度約為610倍板厚的范圍內(nèi)逐漸將板厚增加20%。（2）混凝土路面與橋梁相接，橋頭設(shè)有搭板時，應(yīng)在搭板與混凝土面層板之間設(shè)置長610 m的鋼筋混凝土面層過渡板。后者與搭板間的橫縫采用設(shè)拉桿平縫形式，與混凝土面層間的橫縫采用設(shè)傳力桿脹縫形式。膨脹量大時，應(yīng)連續(xù)設(shè)置23 條設(shè)傳力桿脹縫。當(dāng)橋梁為斜交時，鋼筋混凝土板的銳角部分應(yīng)采用鋼筋網(wǎng)補強。橋頭未設(shè)搭板時，宜在混凝土面層與橋臺之間設(shè)置長1015 m的鋼筋混凝土面層板；或設(shè)置由混凝土預(yù)制塊面層或瀝青面層鋪

32、筑的過渡段，其長度不小于8 m。（3）混凝土路面與瀝青路面相接時，其間應(yīng)設(shè)置至少3 m長的過渡段。過渡段的路面采用兩種路面呈階梯狀疊合布置，其下面鋪設(shè)的變厚度混凝土過渡板的厚度不得小于200 mm。過渡板與混凝土面層相接處的接縫內(nèi)設(shè)置直徑25 mm、長700 mm、間距400mm的拉桿?；炷撩鎸优徳摻涌p的12條橫向接縫應(yīng)設(shè)置脹縫。4 舊路補強設(shè)計4.1 設(shè)計基本資料該道路位于湖南省境內(nèi)，等級為三級，原路面為5cm的瀝青貫入碎石路面，隨著使用年限的增加，表面性能和承載能力不斷降低，需采取修復(fù)措施恢復(fù)及提高道路的使用性能。4. 道路交通組成情況表4.1 交通組成車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)

33、后軸距（m）交通量（輛/晝夜）解放CA10B1雙51解放CA3901雙44東風(fēng)EQ1401雙266黃河JN1501雙197黃河JN2532雙< 3127小汽車1628交通量年增長率為：5.2%4. 舊路彎沉資料表4.2 舊路彎沉數(shù)據(jù)里程樁號彎沉值（）里程樁號彎沉值（）里程樁號彎沉值（）K0+000171K2+000220K4+000204K0+050156K2+050231K4+050187K0+100162K2+100219K4+100186K0+150164K2+150217K4+150197K0+200174K2+200230K4+200195K0+250162K2+250235K

34、4+250185K0+300161K2+300217K4+300184K1+350173K3+350228K5+350202K1+400153K3+400230K5+400185K1+450160K3+450236K5+450190K1+500169K3+500224K5+500184K1+550167K3+550223K5+550187K1+600161K3+600215K5+600182K1+650170K3+650225K5+6501944.2 瀝青混凝土補強方案4.2.1 軸載分析舊路補強路面設(shè)計以單軸雙輪組BZZ100 kN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。1）軸載換算軸載換算采用如下計算公式：軸載換算

35、結(jié)果如表所示。表4.3 軸載換算表車型PiC1C2ni解放 CA10B后軸1151解放 CA390前軸144后軸1144東風(fēng) EQ140后軸11266黃河 JN150前軸1197后軸11197黃河 JN253前軸1127后軸1127合計注：軸載小于25kN的軸載作用不計。2）累計當(dāng)量軸數(shù)計算根據(jù)設(shè)計規(guī)范，三級公路瀝青路面的設(shè)計年限為8年，雙向兩車道的車道系數(shù) = ，取， = 5.2%，累計當(dāng)量軸次為：4.2.2 原路面當(dāng)量回彈模量計算根據(jù)原路面彎沉測試數(shù)據(jù)，三個段落的彎沉值有較大的差別，故分成三個段落分別處理，如表所示。計算彎沉值：舊路當(dāng)量回彈

36、模量：表4.4 原路面當(dāng)量回彈模量計算里程樁號彎 沉平均值(0.01mm)彎 沉標(biāo)準(zhǔn)差(0.01mm)保證率系 數(shù)季節(jié)影響系數(shù)濕度影響系數(shù)溫度修正系數(shù)計 算彎沉值(0.01mm)當(dāng)量回彈模量(MPa)K0+000K1+650K2+000K4+000K4+000K6+0004.2.3 道路補強設(shè)計1）補強方案考慮道路施工便利，原料采購以及提高道路使用性能方面的因素，同時考慮到舊路彎沉資料有限，不能全面反映該道路的真實情況，因此在進行道路補強設(shè)計時，對三路段采用相同的補強方案。2）設(shè)計指標(biāo)的確定對于三級公路，為簡單起見，僅以設(shè)計彎沉值作為設(shè)計指標(biāo)。路面設(shè)計彎沉值為： 式中，因該公路為三級公路，道路等級系數(shù)Ac ，瀝青混凝土面層As ，半剛性基層，基層類型系數(shù)Ab 。3）結(jié)構(gòu)層參數(shù)三個路段原路面回彈模量相差不大，統(tǒng)一采用路段二的當(dāng)量回彈模量進行設(shè)計計算。各結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)如表。表4.5 路面結(jié)構(gòu)層參數(shù)材料名稱厚度（cm）抗壓模量2015中粒式瀝青混凝土512001800水泥穩(wěn)定碎石2615003600土基4）路面彎沉驗算設(shè)計彎沉值ld （）采用程序分析計算路表彎沉值和各結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力。路表彎沉值按下式計算：式中：F彎沉綜合修正系數(shù)，按下式計算： 采用程序計算得到的理論彎沉值lL （）可求得路表彎沉計算值：4.3 水泥混凝