广西梧州绕城高速公路东段k14+000～k15+400段路基路面综合设计
????DcDb41.3?1.0r????????0.121m
??Dc?Db?kn???41.3?1.0??4627?1414kr?????kr4ng4n??Dc?r?3c3g4627?0.655????D?r?4627?0.12144?41.3??0.6553?41.3??0.1213?0.13
t?L5.0??2.64 3rg3?0.630?1?sinh（2.64）cos(2.64)?cosh(2.64)sin(2.64)CL?1???1.050 ?1??cos(2.64)sin(2.64)?sinh(2.64)cosh(2.64)??BL?1.77e?4.48hc?CL?0.131?1?CL?
?1.77?e?4.48?0.25?1.050?0.131??1?1.050?
?0.613
面层最大温度应力：
?t,max??cEchcTg27?10-6?31000?0.25?90BL??0.613=1.50MPa
2温度疲劳应力系数：
kt?fr?t,max1.323???t,max?bt?5.0???1.50???at???0.841???ct????0.058??0.376
f1.505.0?????r???????温度疲劳应力：
?tr?kt?t,max?0.376?1.50?0.56MPa
5.结构极限状态校核
《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40?2011）根据表3-1，在95%目标可靠
度、低变异水平条件下，结合表3.0.1变异系数范围，可靠度系数?t取为1.20。则有：
?t(?pr??tr)?1.20?(3.29?0.56)?4.62MPa ?t(?p,max??t,max)?1.20?(2.44?1.50)?4.73MPa 6.方案二路基中湿时路面结构 第21页 广西梧州绕城高速公路东段k14+000～k15+400段路基路面综合设计 水泥混凝土0.25m面层基层开级配水泥稳定碎石0.15m水泥稳定碎石0.15m底基层垫层天然砂砾0.15m土基低液限黏土方案二路基中湿 7.3.6方案三路基干燥 1.路面结构 水泥混凝土面层，厚hc?0.26m；密级配沥青稳定碎石基层，厚hb?0.08m；级配碎石底基层，厚h1?0.20m。行车道水泥混凝土面层板平面尺寸5.0m?3.75m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。硬路肩面层采用与行车道面层等厚的混凝土，并设拉杆与行车道板相连。 2.路面材料参数确定 《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40?2011）⑴根据表3.0.8和附录E.0.3， 取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，抗压强度为42 MPa，抗拉强度为3.22MPa，弯拉弹性模量为Ec?31GPa，泊松比为?c?0.15。石灰岩粗集料混凝土的线膨胀系数?c?7?10?6/℃。 根据表E.0.1-1，低液限黏土回弹模量取值范围为50～100MPa，本设计中取90 MPa。再根据表E.0.1-2，此处验算的是路基为干燥状态时，因此假定路床顶距地下水位2.5m，取路基回弹模量湿度调整系数0.90。则路床顶综合回弹模量取为E0?90?0.90=81MPa。 根据E.0.2-2，密级配沥青稳定碎石基层的弹性模量取Eb?4000MPa，泊松比取?b?0.20。级配碎石底基层的弹性模量取E1?220MPa，泊松比取?1?0.20。 ⑵板底地基综合回弹模量： EX???hE?2iii?1n?hi?1n2ih12E1?2?220MPa h1 第22页 广西梧州绕城高速公路东段k14+000～k15+400段路基路面综合设计 hX??hi?h1?0.20m i?1n?=0.26ln?hX??0.86?0.26?ln?0.20??0.86?0.442 ?EX??220?Et???E0????E0??81??0.442?81?125.9MPa 因此，板底地基综合回弹模量Et取为126MPa。 ⑶混凝土面层板弯曲刚度Dc、半刚性基层板的弯曲刚度Db、路面结构总相对刚度半径rg计算： Echc331000?0.263Dc???46.4MN?m 12?1??c2?12??1?0.152?3Ebhb4000?0.083Db???0.1MN?m 2212?1??b?12??1?0.20??Dc?Db?rg?1.21???Et?3.荷载应力 1/3?46.4?0.1??1.21????126?1/3?0.869m ⑴标准轴载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力计算： 1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?ps?rghcPs??0.8690.65?0.26?2?1000.94?1.47MPa Db0.31?1?Dc46.4?pm1.45?10?30.65?20.941.45?10?3?rghcPm??0.8690.65?0.26?2?2000.94?2.83MPa Db0.31?1?Dc46.4⑵面层荷载疲劳应力和面层最大荷载应力计算： ?pr?krkfkc?ps=0.87?2.584?1.15?1.47=3.81MPa ?p,max?krkc?pm=0.87?1.15?2.83=2.83MPa 其中：应力折减系数kr?0.87； 综合系数kc?1.15； 疲劳应力系数kf?Ne???1714.03?104? 0.057?2.584。 第23页 广西梧州绕城高速公路东段k14+000～k15+400段路基路面综合设计 4.温度应力 《公路水泥混凝土 由于设计公路位于广西梧州，属于公路自然区划中的IV区，根据路面设计规范》（JTG D40?2011）表3.0.10，取最大温度梯度为90℃/m。综合温度翘 曲应力和内应力的温度应力计算如下： 1?hchb?1?0.260.08?kn??????????17614MPa/m 2?EcEb?2?310004000?????DcDb46.4?0.3r????????0.066m D?Dk46.4?0.3?17614?b?n???c???1414?1?1kr?????kr4ng4n??Dc?r?3c3g17614?0.869????D?r?17614?0.06644?46.4??0.0663?46.4??0.8693?0.09 t?L5.0??1.92 3rg3?0.869?1?sinh（1.92）cos(1.92)?cosh(1.92)sin(1.92)CL?1???0.827 ??1???cos(1.92)sin(1.92)?sinh(1.92)cosh(1.92)BL?1.77e?4.48hc?CL?0.131?1?CL? ?1.77?e?4.48?0.25?0.827?0.131??1?0.827? ?0.434 面层最大温度应力： ?t,max??cEchcTg27?10-6?31000?0.26?90BL??0.434=1.10MPa 2温度疲劳应力系数： bt1.323?5.0???fr???t,max?1.10???atkt????0.841???ct????0.058??0.253 ?t,max??fr?1.10?5.0????????温度疲劳应力： ?tr?kt?t,max?0.253?1.10?0.28MPa 5.结构极限状态校核 《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40?2011）根据表3-1，在95%目标可靠 第24页 广西梧州绕城高速公路东段k14+000～k15+400段路基路面综合设计 度、低变异水平条件下，结合表3.0.1变异系数范围，可靠度系数?t取为1.20。则有： ?t(?pr??tr)?1.20?(3.81?0.28)?4.91MPa ?t(?p,max??t,max)?1.20?(2.83?1.10)?4.72MPa 6.方案三路基干燥时路面结构 水泥混凝土0.25m面层基层密级配沥青稳定碎石0.08m底基层级配碎石0.20m土基低液限黏土方案三路基干燥 7.3.7方案三路基中湿 1.路面结构 水泥混凝土面层，厚hc?0.26m；密级配沥青稳定碎石基层，厚hb?0.08m；级配碎石底基层，厚h1?0.20m；未筛分碎石垫层，厚h2?0.15m。行车道水泥混凝土面层板平面尺寸5.0m?3.75m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。硬路肩面层采用与行车道面层等厚的混凝土，并设拉杆与行车道板相连。 2.路面材料参数确定 《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40?2011）⑴根据表3.0.8和附录E.0.3， 取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，抗压强度为42 MPa，抗拉强度为3.22MPa，弯拉弹性模量为Ec?31GPa，泊松比为?c?0.15。石灰岩粗集料混凝土的线膨胀系数?c?7?10?6/℃。 根据表E.0.1-1，低液限黏土回弹模量取值范围为50～100MPa，本设计中取90 MPa。再根据表E.0.1-2，此处验算的是路基为中湿状态时，因此假定路床顶距地下水位1.0m，取路基回弹模量湿度调整系数0.70。则路床顶综合回弹模量取为E0?90?0.70=63MPa。 根据E.0.2-2，密级配沥青稳定碎石基层的弹性模量取Eb?4000MPa，泊松比取?b?0.20。级配碎石底基层的弹性模量取E1?220MPa，泊松比取?1?0.20。未筛分碎石垫层的弹 第25页