劉偉強課程設計

2022-10-06 22:18:07 字數 2331 閱讀 2916

﹙1﹚當以設計彎沉值設計指標及瀝青基層層底拉應力驗算時,凡前、後軸軸載大於25kn的各級軸載的作用次數均換算成標準軸載的當量作用次數。

式中:— 以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為指標時的標準軸載的當量次數;

— 被換算車型的各級軸載換算次數(次/日);

— 標準軸載();

— 各種被換算車型的軸載();

c2— 輪組係數,單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38;

— 軸數係數。

— 被換算車型的軸載級別。

當軸間距離大於3m時,按單獨的乙個軸載計算;當軸間距離小於3m時,雙軸或多軸的軸數係數按下面公式計算:

=1+1.2(m-1)

式中:m—軸數。

軸載換算結果

則其設計年限內乙個車道上的累計量軸次:

式中 — 設計年限內乙個車道的累計當量次數;

t — 設計年限,由材料知,t=20年;

— 設計端竣工後一年雙向日平均當量軸次;

— 設計年限內的交通量平均增長率,由材料知,γ=0.111;

— 車道係數,由材料知η=0.5。

則: 2﹚驗算半剛性基層層底拉應力的累計當量軸次時,凡軸載大於50kn的各級軸載的作用次數均按下式換算成標準軸載的當量作用次數。

式中:— 以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為指標時的標準軸載的當量次數;

— 被換算車型的各級軸載換算次數(次/日);

— 標準軸載();

— 各種被換算車型的軸載();

—輪組係數,雙輪組為1.0,單輪組為18.5,四輪組為0.09。

—軸數係數;

軸載換算結果

則其設計年限內乙個車道上的累計量軸次為:

次2.2 結構組合與材料選取

根據《公路瀝青路面設計規範》,並考慮公路沿途有碎石、石灰、水泥**,路面結構層採用瀝青混凝土(180),基層採用水泥穩定碎石(250mm),底層採用石灰土(厚度待定)。採用三層式瀝青混凝土面層,表層採用細粒式密級配瀝青混凝土(40),中面層採用中粒式密級配瀝青混凝土(60),下面層採用粗粒式密級配瀝青混凝土(80)。

土基回彈模量的確定可根據查表法查得。各結構層材料的抗壓模量及劈裂強度已參照規範給出的推薦值確定。見表2-4。

表2-4 結構組合引數

﹙1﹚設計彎沉值

公路為高速公路,則公路等級係數取1.0;面層是瀝青混凝土,則面層型別的係數取1.0;路面結構為半剛性基層瀝青路面,則路面結構型別係數取1.0。

式中: — 設計彎沉值

— 設計年限內的累計當量年標準軸載作用次數

— 公路等級係數,一級公路為1.0

— 面層型別係數,瀝青混凝土面層為1.0

— 基層型別係數,半剛性基層為1.0

所以﹙2﹚各層材料按容許層底拉應力,按下列公式計算:

式中 : — 路面結構材料的極限抗拉強度(mpa);

— 路面結構材料的容許拉應力,即該材料能承受設計年限次載入的疲勞

彎拉應力(mpa);

— 抗拉強度結構係數。

對瀝青混凝土面層的抗拉強度結構係數:

4.27

對無機結合料穩定集料類的抗拉強度結構係數:

2.41

對無機結合料穩定細土類的抗拉強度結構係數:

3.10

結構層容許彎拉應力

根據規範知:在季節性冰凍地區的中溼、潮濕路段,路面設計應進行防凍厚度的檢驗,如小於規範定的最小防凍厚度時,應增設或加墊層使路面總厚度達到要求。路面結構層總厚度h=4+6+8+25+17=60cm,大於最大冰凍深度50cm,所以不考慮凍層深度。

﹙1﹚標準軸載與軸載換算

我國公路水泥混凝土路面設計規範以汽車軸重為100kn的單軸荷載作為設計標準軸載,表示為bzz—100。凡前、後軸載大於40kn(單軸)的軸數均應換算成標準軸數,換算公式為:

式中: — 100kn的單軸—雙輪組標準軸數的通行次數;

各類軸—輪型;級軸載的總重(kn);

軸型和軸載級位數;

—各類軸—輪型i級軸載的通行次數;

—軸—輪型係數。

則設計年限內設計車道的標準軸載累計作用次數:

式中: — 標準軸載累計當量作用次數;

t — 設計基準年限;

交通量年平均增長率,由材料知,γ=0.111;

臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布係數,如下表3-2。

表3-2 混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布係數

=11762275.17次。

因為交通量100×104<11762275.17<2000×104次,故可知交通屬於重交通。由以上可知相應於安全等級為一級的變異水平等級為低階,根據高速公路、特重交通等級和低階變異水平等級。

查規範知:初擬普通混凝土面層厚為260mm;基層選用水泥穩定碎石,厚為200mm;墊層為200mm的水泥穩定土。

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