案例2水泥穩(wěn)定粒料基層上混凝土面板厚度計(jì)算1.設(shè)計(jì)資料湖北咸寧新建一條二級(jí)公路，路線總長(zhǎng)為10km，設(shè)計(jì)車(chē)速為60km/h，路基填料為低液限黏土，路床頂面距地下水位1.4m。沿線有水泥及碎石供應(yīng)。擬采用普通水泥混凝土路面，考慮排水與施工方便，將硬路肩鋪裝成與行車(chē)道相同的路面結(jié)構(gòu)層，采用小型機(jī)具施工。經(jīng)交通調(diào)查分析得知，設(shè)計(jì)軸載為100kN，最重軸載為150kN，設(shè)計(jì)車(chē)道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)Ns=1324次，交通量年增長(zhǎng)率gr=5%。2.設(shè)計(jì)步驟1）水泥混凝土面板平面尺寸的確定（1）路基的寬度條規(guī)定，擬定路基寬度為10m，行車(chē)道2×3.5m+硬路肩2×0.75m+土路肩2×0.75m。（2）水泥混凝土面板的尺寸。①水泥混凝土面板的寬度?！豆匪嗷炷谅访嬖O(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.2條規(guī)定：縱向接縫的間距（即板寬）宜在3.0～4.5m范圍內(nèi)選用。本項(xiàng)目硬路肩與行車(chē)道的路面結(jié)構(gòu)相同，水泥混凝土路面的總寬度為行車(chē)道+硬路肩，即8.5m寬。在路中心線上設(shè)置縱向施工縫，縱縫為設(shè)拉桿平縫，面板的寬度為4.25m。②水泥混凝土面板的長(zhǎng)度。橫向接縫的間距（即板長(zhǎng)）大小影響板內(nèi)溫度應(yīng)力、接縫縫隙寬度和接縫傳荷能力，板塊宜盡可能接近正方形，以改善其受力狀況?！豆匪嗷炷谅访嬖O(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.3條規(guī)定：普通水泥混凝土面層的橫向接縫間距宜為4～6m，面層板的長(zhǎng)寬比不宜超過(guò)1.35，平面面積不宜大于25m2。面板的寬度為4.25m，取面板的長(zhǎng)度為5m，能滿足《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.3條的規(guī)定。2）交通荷載分析（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)Ne的計(jì)算。查表1-16可得，二級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期t=20年，安全等級(jí)為二級(jí)；查表1-17得出臨界荷位處的車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)，取η=0.62。按式（1-12）計(jì)算得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)Ne。=9907261（次）（2）確定交通等級(jí)。查表1-18得出，交通等級(jí)為重交通。3）水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)（1）路基。查表1-19可得，低液限黏土回彈模量為80MPa；查表1-20可得，濕度調(diào)整系數(shù)為0.7。路床頂綜合回彈模量E0=80×0.7=56MPa，取E0=60MPa，滿足《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》“中等或重交通荷載等級(jí)時(shí)不得低于60MPa”的規(guī)定。舞（2）墊哄層跡。訓(xùn)本線不用伯設(shè)墊層。辯（3）基于層。希①交通荷萌載等級(jí)為笛重交通，灰查表1-紀(jì)21矛可知役，身基層選用鍋水泥穩(wěn)定達(dá)碎石。本②查表1說(shuō)-23皇，克擬定水泥倉(cāng)穩(wěn)定碎石屬基層的厚愉度為18市0mm苗。竹③本項(xiàng)目擺采用小型舌機(jī)具施工亂，基層每脫側(cè)比面層紐寬300桂mm。筒④查表1銳-24督可得鍋，水泥穩(wěn)岸定碎石基盼層的回彈驕模量叉E談b束=20瘋00M紋Pa，泊偉松比取0堪.20。欺（4）底擱基層。祥①根據(jù)誠(chéng)《公路攜水泥混凝舞土路面設(shè)也計(jì)規(guī)范遣》拒4.4.痕3族條的玩規(guī)定，本拘線設(shè)級(jí)配大碎石底基雨層。創(chuàng)②查表1爐-23辯可得垮，級(jí)配碎箱石底基層波厚200記mm，眉鋪至路基沿同寬。道③吧查表1-肺24濃可得鵝，級(jí)配碎利石底基層蓋的回彈模臟量居E接1例=250況MPa號(hào)，泊松比窄取0.3屯5。凳（5）普比通水泥混房凝土面層覺(jué)。賓①初擬普顛通水泥混肌凝土面層佳的厚度。輝本線為重憑交通、二疏級(jí)公路柿，副查表1-鵝26刊可知，醬初擬普通暈水泥混凝答土面層的駁厚度為2侵20m紹m。無(wú)②查表1過(guò)-27，鉆取水泥混曬凝土彎拉州強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)腫值南f類(lèi)r呢=5.0欄MPa杜。跳③查表1納-28，貧取普通水品泥混凝土隔面板的回停彈模量調(diào)E劈c(diǎn)見(jiàn)=31油000語(yǔ)MPa，督泊松比取況0.15尾。錯(cuò)4）水泥醬混凝土面肌層板厚度鴿的計(jì)算圣（1）按磨式（1-房13）～誼式蹤（1-1紗6）計(jì)算企板底地基床綜合回彈址模量，見(jiàn)后案例表1也2。誕案例表1勉2板什底地基綜綢合回彈模攀量壩E掃t拋級(jí)配碎石翁底基臟層回彈模你量銅E貿(mào)1象/MP膀a淋級(jí)配碎石慧底基少層厚度竟h遮1第/m趙路基回彈遺模量普E幸0炸/MP追a扶250揀0.2酸60窄E趣x兄250朽見(jiàn)式（1花-1飄4）贊h孩x強(qiáng)0.2朵見(jiàn)式（1幕-1衰6）廚α食0.44櫻2啟見(jiàn)式（1矛-1碑5）灣E船t葬112.懷7俗見(jiàn)式（1指-1譽(yù)3）銳（2）混僻凝土面層唇板的彎曲悠剛度究D壩c貓、半剛性煙基層板彎勾曲剛度平D驚b筒、路面結(jié)吼構(gòu)總相對(duì)追剛度半徑鬧r逮g顏的確定，改見(jiàn)案例表栗13。含案例表1倦3彎骨曲剛度腦D致c險(xiǎn)、鞭D(zhuǎn)俱b族、相對(duì)剛根度半徑絡(luò)r訊g開(kāi)的確定勸混凝土面報(bào)板計(jì)庭算厚度規(guī)h雹c壘/m驗(yàn)混凝土彈莊性模丹量蠶E智c乘/MP變a腹水泥混凝踏土泊血松比白V鄭c凈0.22捏310叼00籠0.15因混凝土面排板彎僵曲剛度街D挨c咬28.1鈔4蛋見(jiàn)式（1兆-1胳7）疲0.18調(diào)200茶0估0.2耍半剛性基損層板俯彎曲剛度查D更b衡1.01繞3著見(jiàn)式（1枯-1念8）毀路面結(jié)構(gòu)范總相誼對(duì)剛度半貍徑解r掛g呼0.77須1牢見(jiàn)式（1裕-1鼻9）鋸注：若案怠例表16果不滿足結(jié)不構(gòu)極限狀崇態(tài)校核要款求，則增伶加混凝土摔面板計(jì)算礎(chǔ)厚度框h附c制。港（3）荷濫載應(yīng)力的吵計(jì)算，見(jiàn)趁案例表1傾4。杜案例表1遺4荷炕載應(yīng)力的貸計(jì)算嫌半剛性基摔層板突彎曲剛度嬌D貸b津混凝土面窮板彎郊曲剛度交D芝c肚路面結(jié)構(gòu)侮總相膊對(duì)剛度半濕徑毫r芽g設(shè)混凝土面族板厚夕h俱c腔/m我標(biāo)準(zhǔn)軸載里P卵s嶺/kN冶極限軸載診P等m攜/kN療1.01崗3然28.1差4旋0.77熟1濱0.22舊100家150件臨界荷位壞處標(biāo)剛準(zhǔn)軸載荷伙載應(yīng)力蹈σ跌ps織/M壘Pa踐1.85粗見(jiàn)式域（笑1-2濕0粗）鳳臨界荷位悔處極靈限軸載荷序載應(yīng)力有σ冬pm寧/M模Pa武2.71雀見(jiàn)式體（仁1-2孕1錘）柴應(yīng)力折減許系數(shù)碰K障r諷0.87執(zhí)看式好（巡1-2滴2恭）允中的規(guī)偽定心綜合系數(shù)令K互c厲1.05袍表1-2砌9停疲勞應(yīng)力鐵系數(shù)恰K捎f碰2.5食見(jiàn)式士（葡1-2倍3罷）勉標(biāo)準(zhǔn)軸載觸累計(jì)鞏作用次數(shù)睛N榜e母/次麗9退907饅26財(cái)1理前面已計(jì)亮算得居出耗面層荷載余疲勞伍應(yīng)力膏σ觸pr后/M松Pa顫4.22偷見(jiàn)式背（某1-2襯2時(shí)）姥面層最大份荷載怕應(yīng)力贈(zèng)σ樣p,m露ax汗/M令Pa歪2.48克式占（林1-24開(kāi)）蘆（4）溫移度應(yīng)力的不計(jì)算，見(jiàn)縱案例表1鋼5。流案例表1蕉5溫注度應(yīng)力的達(dá)計(jì)算芹混凝土面閥板厚場(chǎng)h竄c施/m劇混凝土彈蹄性模姻量腸E墓c為/MP縣a侮水泥穩(wěn)定暗碎石狠基層厚度型h狠b厘/m伶水泥穩(wěn)定箭碎石饅基層彈性功模量學(xué)E旬b浮/MP居a早混凝土面暗板彎揚(yáng)曲剛度味D億c盤(pán)半剛性基渠層板鼻彎曲剛度搖D柔b蓄路面結(jié)構(gòu)憐總相約對(duì)剛度半安徑償r零g貿(mào)水泥混凝蔽土面木板長(zhǎng)度腦L臘/m滾0.22仇310盒00根0.18摧200聞0尺28.1隸4摟1.01禮3繪0.77迅1摩5戚k求n廟5149癢.5染式傲（定1-25泥）犁γ超β喬0.11旁7紡式堅(jiān)（抓1-26純）破ξ珍0.23禮式情（公1-27殿）腦t沒(méi)2.16史2輸式駐（料1-28倦）劈混凝土面塊層板伍溫度翹曲陷應(yīng)力系數(shù)蕉C座L共0.94笨4外式鉛（墳1-29姑）妄綜合溫度營(yíng)翹曲扯應(yīng)力和內(nèi)練應(yīng)力的溫盲度應(yīng)力系個(gè)數(shù)存B籃L彎0.61混6扮式怨（沉1-30松）替混凝土線協(xié)膨脹扇系數(shù)爸α揭c雁/（10禮-6遞·℃功-1亞）蕉最大溫度訴梯度貢標(biāo)準(zhǔn)值自T州g姜/（郵℃·兄m嚼-1懂）健回歸系數(shù)醒a(bǔ)搜t油回歸系數(shù)攤b教t揚(yáng)回歸系數(shù)吼c醉t趴水泥混凝烤土彎裙拉強(qiáng)度標(biāo)小準(zhǔn)值瓶f貧r租/MP扣a細(xì)查表1-抽30籠查表1-慨31土查表1-紋32參查表1-園32機(jī)查表1-駐32浸查表1-拼27絨7齒89覆0.84扣1擠1.32統(tǒng)3掙0.05先8膝5株面層最大肉溫度勺應(yīng)力恨σ再t,m傅ax金/M吩Pa虎1.31蛇式跟（炕1-31歸）欄溫度疲勞李應(yīng)力相系數(shù)棍k謙t的0.32燕4劍式床（屈1-33亂）羽面層溫度勒疲勞結(jié)應(yīng)力號(hào)σ飾tr牲/喜M班P頓a狡0.42桃式天（風(fēng)1-32古）間（5）極椅限狀態(tài)校茫核，見(jiàn)案佛例表16羊。鑄案例表1雪6極留限狀態(tài)校孟核屢可靠度系斥數(shù)鐮γ煮r叮1.13仍查表1-丹33瞧面層荷載其疲勞洽應(yīng)力松σ食pr騙/M敬Pa問(wèn)4.22饞已計(jì)算，患見(jiàn)案甘例表14軍面層溫度家疲勞連應(yīng)力嘴σ染tr縱/M蘭Pa肝0.42娘已計(jì)算，梨見(jiàn)案庭例表15判面層最大膨荷載據(jù)應(yīng)力燒σ經(jīng)p,m痕ax揉/M收Pa瀉2.48厘已計(jì)算，芬見(jiàn)案賣(mài)例表14食面層最大捆溫度宿應(yīng)力勤σ舌t,m位ax笨/M傅Pa有1.31撞已計(jì)算，助見(jiàn)案喝例表15澆水泥混凝稀土彎涂拉強(qiáng)度標(biāo)駛準(zhǔn)值宿f景r勿/MP圈a抬5涉查表1-匯27咳γ尿r棉（級(jí)σ靈pr捧+包σ恩tr湊）歇5.2茄不滿足式劍（贊1體-34償）隙的要求把γ遙r眠（銜σ惠p,ma洪x底+宮σ麥t,m撕ax哀）肆4.3玉滿足式銅（而1-檢35洪）謎的要求番（6）增田加混凝土而面板計(jì)算琴厚度涉h添c肆，重復(fù)第刑（2）～晨（5）步下，直至滿謀足結(jié)構(gòu)極顫限狀態(tài)匆的防校核要求其。肺因案例表溜16不滿坊足結(jié)構(gòu)極川限狀態(tài)赴的逢校核要求貧，磁故牧將案例表判13中混卵凝土面板崖的桂計(jì)算厚度射h枝c褲增加，電約子表格程吉序可自動(dòng)腔完成案例舊表14～練案例表1爐6的計(jì)算淡，并在設(shè)膠計(jì)者手動(dòng)妄增加勿h腥c詞直至滿足袖結(jié)構(gòu)極限灶狀態(tài)校核司要求的前凡提下（本元案例從0賀.22香0匠m一直鴨增加至0龍.228萄m），西程序會(huì)按坐規(guī)范要求臘，將計(jì)算哪厚度加6灣mm磨艱損厚度，災(zāi)然后按1肌0mm供向上取整騎確定混凝國(guó)土面層擴(kuò)的掀設(shè)計(jì)厚度跪。具體計(jì)嬌算過(guò)程見(jiàn)攀案例表1嗓7～案例見(jiàn)表20。目案例表1禾7彎跑曲剛度民D托c咽、砍D勒b割、相對(duì)剛損度半徑感r灑g型的確定張混凝土面島板計(jì)右算厚度蛋h眉c洪/m惱混凝土彈若性模賴量右E嬸c信/MP斬a樣水泥混凝評(píng)土泊拖松比算V散c駱0.22扣8好31利000牌0.15膏混凝土面凝板彎泡曲剛度葉D迫c飄31.3語(yǔ)23口見(jiàn)式（1鏟-1劉7）剝水泥穩(wěn)定拴碎石撿基層厚度題h墊b導(dǎo)/m肯水泥穩(wěn)定鄰碎石勤基層彈性銀模量搜E糧b設(shè)/MP福a訊水泥穩(wěn)定麗碎石貫泊松比穩(wěn)V挪b廣0.18鍋2回000若0.2拆半剛性基感層板蹦彎曲剛度所D廊b踢1.01宗3則見(jiàn)式（1廉-1銹8）緣路面結(jié)構(gòu)漁總相薯對(duì)剛度半茂徑碼r勢(shì)g貢0.79蔑8駕見(jiàn)式（1咐-1乖9）捎案例表1勁8荷宅載應(yīng)力的備計(jì)算瘋半剛性基匯層板洪彎曲剛度引D程b襲混凝土面世板彎籠曲剛度記D巾c繭路面結(jié)構(gòu)迅總相投對(duì)剛度半孕徑肥r搖g僻混凝土面漏板厚葬h桂c鋪/m巾標(biāo)準(zhǔn)軸載慧P啦s儲(chǔ)/kN肺極限軸載勒P瞞m糾/kN遇1.01訪3按31.3棒23膠0.79溜8決0.22蒸8銹100輩150貢臨界荷位瞎處標(biāo)皆準(zhǔn)軸載荷繭載應(yīng)力魯σ白ps疏/M泡Pa慘1.77皺式尼（放1-20晝）怕臨界荷位勻處極碑限軸載荷筑載應(yīng)力灶σ耐pm該/M夏Pa文2.59灘式跨（取1-21詢）栗應(yīng)力折減扯系數(shù)賽K龍r莖0.87蹲看式睡（斥1-2乖2悲）嚼中的規(guī)肚定烏綜合系數(shù)胃K告c溪1.05邪表1-2歡9講疲勞應(yīng)力伙系數(shù)田K瞧f不2.5壟式（1-幫23）限標(biāo)準(zhǔn)軸載國(guó)累計(jì)迫作用次數(shù)屠N武e公/次誦990增7騎261工前面已計(jì)尸算得飼出坡面層荷載抖疲勞窗應(yīng)力加σ樸pr赤/M華Pa套4.04露式周（壘1-22快）摔面層最大矮荷載蓋應(yīng)力賞σ礦p,m這ax編/M貿(mào)Pa葬2.37堅(jiān)式影（汪1-24吳）輸案例蛛表19隨溫度應(yīng)霧力的計(jì)算從混凝土面尼板厚襪h么c憐/m勤混凝土彈蜻性模什量漠E水c由/MP野a計(jì)水泥穩(wěn)定裙碎石襲基層厚度潛h頂b額/m遷水泥穩(wěn)定視碎石團(tuán)基層彈性逃模量賴E屠b舞/MP缸a酸混凝土面把板彎市曲剛度狹D短c違半剛性基妹層板睡彎曲剛度旬D疑b僵路面結(jié)構(gòu)妨總相攝對(duì)剛度半呆徑咱r賓g脾水泥混凝峽土面昂板長(zhǎng)度毯L秩/m慕0.22誠(chéng)8瘦310扯00江0.18車(chē)200喇0退31.3咳23瘋1.01劍3遙0.79菜8慈5端k捆n覆5吉135.陷9隱式新（冊(cè)1-25教）呢γ手β座0.11程8桶式吧（掌1-26倘）硬ξ苗0.21腐9完式催（較1-27狐）毫t尖2.08存9師式匙（蛾1-28服）漏混凝土面犬層板麻溫度翹曲暴應(yīng)力系數(shù)具C雄L釣0.91職8偉式閥（領(lǐng)1-29蛛）智綜合溫度譯翹曲勒應(yīng)力和內(nèi)沸應(yīng)力的溫延度應(yīng)力系僑數(shù)捉B色L隆0.57餡4公式衡（劍1-30壘）棟混凝土線鹽膨脹數(shù)系數(shù)訂α子c蛇/（10憲-6勤·℃肥-1受）持最大溫度碌梯度峰標(biāo)準(zhǔn)值百T錄g乞/（紙℃·搭m簡(jiǎn)-1掩）明回歸系數(shù)袋a崇t戚回歸系數(shù)館b嘴t泥回歸系數(shù)廉c莫t勝水泥混凝尾土彎賀拉強(qiáng)度標(biāo)辯準(zhǔn)值禍f某r晶/MP比a女查表1-兵30饑查表1-逃31虧查表1-應(yīng)32虹查表1-酷32蜘查表1-姜32喝查表1-瞧27納7艙89病0.84醉1柜1.32恢3巨0.05扇8辭5杏面層最大宵溫度惱應(yīng)力罰σ價(jià)t,m珍ax久/M稍Pa協(xié)1.26聚式躍（禍1-31惠）駛溫度疲勞杰應(yīng)力呢系數(shù)哥k照t持0.30符9烈式揉（壽1-33段）畜面層溫度攻疲勞稍應(yīng)力褲σ河tr市/M斥Pa腹0.3