本科某二级公路毕业设计论文 - 图文(15)

5.1 交通分析

表5.1 可靠度设计标准

公路技术等级 安全等级 设计基准期 目标可靠度（%） 目标可靠指标 变异水平等级 高速公路 一级 30 95 1.64 低 一级公路 二级 30 90 1.28 低～中 二级公路 三级 20 85 1.04 中 三、四级公路 四级 20 80 0.84 中～高

表5.2 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数

公路等级 高速公路、一级公路、二级公路 二级及二级以下公路 行车道宽＞7m 行车道宽≤7m 纵缝边缘处 0.17～0.22 0.34～0.39 0.54～0.62

表5.3 公路混凝土路面交通分级

交通等级 设计车道标准轴载累计特重 ＞2000 重 100～2000 中等 3～100 轻 ＜3 Ne(?10)20年和三级。由表6.2知，由表5.1知，二级公路的设计基准期和安全等级分别为

临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.2，年平均交通量增长率为5%。则设计基准期

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内设计车道标准荷载累计作用次数为：

Ns[(1?gr)t?1]7347?[(1+0.05)20-1]Ne??365??=?365?0.20

gr0.05（次）?1.0?106（次） ?1.77?107

由表5.3知属于重交通等级。

5.2 初拟路面结构

由表6.1知，安全等级为三的道路对应的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级和中级变异水平等级，由表6.4知，初拟普通混凝土面层厚度为0.23m。基层选用水泥稳定粒料基层，厚0.2m。垫层为0.18m石灰粉煤灰土。普通混凝土板的平面尺寸长为4.5m、宽3.5m；纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝，

每幅路面宽4.25m。 路面结构如下图5.1所示：

图6.1 路面结构图

表5.4 水泥混凝土面层厚度的参考范围

交通等级 公路等级 变异水平等级 面层厚度（mm） 交通等级 公路等级 变异水平等级 二级 高 中 高速 低 ≥260 特重 一级 中 ≥250 低 二级 中 高速 低 270～240 重 一级 中 260～230 低 二级 中 ≥240 中等 三、四级 高 250～220 轻 三、四级 中 220～200 高 三、四级 中 ≤220 面层厚度（mm） 240～210 230～200 ≤230

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表 5.5 混凝土弯拉强度标准值fr

交通等级 水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 特重 5.0 6.0 重 5.0 6.0 中等 4.5 5.5 轻 4.0 5.0 表5.6 水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值

弯拉强度（MPa） 抗压强度（MPa） 弯拉弹性模量（MPa） 弯拉强度（MPa） 抗压强度（MPa） 弯拉弹性模量（MPa） 1.0 5.0 10 3.5 24.2 25 1.5 7.7 15 4.0 19.7 27 2.0 11.0 18 4.5 35.8 29 2.5 14.9 21 5.0 41.8 31 3.0 19.3 23 5.5 48.4 33 表 5.7 稳定粒料基层和土基弯拉强度和抗压回弹模量

项目 水泥稳定粒料 二灰稳定粒料 土基 抗弯拉强度 1.0 1.0 —— 抗压回弹模量（MPa） 1300～1600 1300～1600 30～80 表5.8 垫层和基层材料回弹模量经验参考值

材料类型 中、粗砂 天然砂砾 未筛分碎石 极配碎砾石 （垫层） 极配碎砾石 （基层） 石灰土 石灰粉煤灰土 回弹模量（MPa） 80～100 150～200 180～220 200～250 250～350 200～700 600～900 材料类型 石灰粉煤灰稳定粒料 水泥稳定粒料 沥青碎石（粗粒式， 20?C）沥青混凝土 （粗粒式，20?C） 沥青混凝土 （中粒式，20?C） 多孔隙水泥碎石 （水泥剂量9.5%～11%） 多孔隙沥青碎石（20?C， 沥青含量2.5%～3.5%） 回弹模量（MPa） 1300～1700 1300～1700 600～800 800～1200 1000～1400 1300～1700 600～800 按表5.5和表5.6，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值为31GPa。

按表5.7，路基土回弹模量取50MPa。按表5.8，石灰粉煤灰土垫层回弹模量取

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800MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1600MPa。

则有：基层顶面当量回弹模量计算如下：

h12E1?h22E21600?0.22?800?0.182Ex???1241.99Mpah12?h220.22?0.182E1h13h23E2?h1?h2??11?Dx??????12124?E1h1E2h2?22?1

?11600?0.230.183?800?0.2?0.18??11???????12124?1600?0.2800?0.15??4.606MN.m

hx?312DxE/x?31?24.606/1?241.9m9?.22?6???0.354(?0.45)4.007?0.45???Ex???a?6.2?2?11?.51?E???0???99?1241.?11.51???50??0.754?????

?E?b?1?1.44?x??E0??0.55?1241.99??1?1.44???50??0.55

?E?Et?ahxbE0?x??E0?1/3?1241.99??4.007?0.3540.754?50????50?1/3?267.169MPa

普通混凝土面层的相对刚度半径按下式计算为：

r?0.537h3Ec/Et?0.537?0.23331000/267.169?0.602m

其中水泥混凝土弯拉弹性模量 Ec 由上表5.4可查。

（1）荷载疲劳应力

表5.9 综合系数Kc

公路等级 Kc 高速公路 1.30 一级公路 1.25 二级公路 1.20 三、四级公路 1.10

标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：

6r07.h? ?ps?0.07?20.?077600?..602??20.23 1.073MPa因纵缝为设拉杆平缝，按缝传荷能力的应力折减系数Kr?0.87，考虑设计基准期内荷载应力疲劳作用的疲劳应力系数Kf?Nev??1.77?107?0.057?2.589。

其中?是与混合料性质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土，

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