《路面设计原理与方法》课程教学资源（第二版，教案讲义）第十一章 刚性路面设计

路面设计原理与方 第十一章刚性路面设计 AASHTO法 1.PSI计算 PS/=541-180log(1+SV)-009C+P 2.设计方法 【1】确定18千磅单轴荷载总次数 【2】计算混凝土的工作应力 【3】确定地基反应模量K 4】根据设计期末的PSI值得路面板厚度 工程师兵团法 1.设计方法 【1】确定混凝土的抗折强度; 【2】确定地基反应模量K; 【3】确定交通类别 【4】抗冻层厚度设计 三.PCA法 1.理论基础 利用 WESTERGAARD公式 2.参数 地基反应模量:抗折强度 重复荷载与疲劳强度 给出不同应力比的疲劳作用次数 4.设计标准 利用 MINER公式 N N2 N +…+"<10-11 四.水泥混凝土路面结构设计程序 设计步骤 1.交通参数 1.1轴载换算 轴载换算方法 N= P P--各级轴载单轴或双轴总重(KN) a--轴数系数,单轴时,a=1 双轴时,a=146×103P0307 小于40KN的单轴和80KN双轴可略去不计 1.2交通分级 第94页

路面设计原理与方法 第94页 第十一章 刚性路面设计 一．ＡＡＳＨＴＯ法 １．ＰＳＩ计算 PSI＝5.41−1.80log(1+ SV) − 0.09 C + P ２．设计方法 【１】确定１８千磅单轴荷载总次数； 【２】计算混凝土的工作应力； 【３】确定地基反应模量Ｋ 【４】根据设计期末的ＰＳＩ值得路面板厚度 二．工程师兵团法 １．设计方法 【１】 确定混凝土的抗折强度； 【２】 确定地基反应模量Ｋ； 【３】 确定交通类别； 【４】 抗冻层厚度设计 三．ＰＣＡ法 １．理论基础 利用ＷＥＳＴＥＲＧＡＡＲＤ公式 ２．参数 地基反应模量；抗折强度 ３．重复荷载与疲劳强度 给出不同应力比的疲劳作用次数 ４．设计标准 利用ＭＩＮＥＲ公式∶ N N N N N s s N n ns 1 1 2 2 + ++  1.0－1.1 四．水泥混凝土路面结构设计程序 设计步骤 １．交通参数 １．１ 轴载换算 小于 的单轴和 双 轴可略去不计。 双轴时， ＝ －－轴数系数，单轴时， ＝ － 各级轴载单轴或双轴总重（ ） ＝ 轴载换算方法∶ 40 80 1.46 10 1 100 5 0.3767 16 1 KN KN P P KN P N N i i i i i i i n i s i − − =  −            １．２ 交通分级

使用初期设计车道标准轴载作用次数 1500 200~1500 5~200 2.设计使用年限 交通等级 设计使用年限 特重 30 30 3.基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量 3.1基层顶面的当量回弹模量 旧路:E=13739 新路:计算确定 3.2基层顶面的计算回弹模量 E=n hE n=1718×10 E, 土设计强度和弯拉弹性模量 特重 中等 4.5 模量(*10) 30 30 28 5.最大温度梯度 公路区划 r,(c/em)0.s3~0.880.90~0.90.86-0.92|093~098 6.荷载应力 ap=kkK,ops K一一接缝传荷折减系数 K--疲劳系数;K=N06 K 综合系数 交通等级 特重 1.35 7.温度应力计算 第95页

路面设计原理与方法 第95页 交通等级 使用初期设计车道标准轴载作用次数 特重 ＞１５００ 重 ２００～１５００ 中等 ５～２００ 轻 ＜５ ２． 设计使用年限 交通等级 设计使用年限 特重 ３０ 重 ３０ 中等 ２０ 轻 ２０ ３．基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量 ３．１基层顶面的当量回弹模量 旧路： E l t ＝ 13739 1.04 新路：计算确定 ３．２基层顶面的计算回弹模量 ＝ ＝ E nE n hE E tc t c t 1718 10 3 0 8 . .        − ４．混凝土设计强度和弯拉弹性模量 交通等级 特重 重 中等 轻 强度 ５． ５． ４．５ ４． 模量（＊１０３） ３０． ３０． ２８． ２７． ５．最大温度梯度 公路区划 ２；５ ３ ４；６ ７ Ｔｇ（Ｃ／ｃｍ） ０.８３～０.８８ ０.９０～０.９ ５ ０.８６～０.９２ 0.93～0.98 ６．荷载应力  p c f r ps r f f e c K K K K K K N K ＝ －－ 接 缝 传 荷 折 减 系 数 －－ 疲 劳 系 数； －－ 综 合 系 数 = 0.0516 交通等级 特重 重 中等 轻 Ｋｃ １．４５ １．３５ １．２０ １．０５ ７．温度应力计算

路面设计原理与方 K a EhT k,-一温度应力疲劳系数 温度应力疲劳系数表 自然区划 Otm 0.200.3500.3580.2870.73210.3380.354 0.25 0.4270.4390.3780.3740.4150.436 0.30 0.4850.5020.4470.4490.4760.497 0.5330.5540.5020.5080.5270.546 0。400.5740.59810.54810.5560.5700。587 0.45 0.6090.6370.5880.598|0.6080.621 0.500.641|0.6720.622|0.6340.643|0.652 0.550.669|0.7030.6540.6650.6740。679 0.60 0.6950.7320.68210.694 7040.703 0.65 0.7190.7580.7080.72010.7310.726 0.70 0.7410.7830.732 7440.7560.746 8.设计标准 0.95fcm<σp+σ:<1.03f §6-2设计程序 1.程序说明 第96页

路面设计原理与方法 第96页     t t tm tm c c g x K E hT K ＝ ＝ 2 ｋｔ－－温度应力疲劳系数 温度应力疲劳系数表 tm／fcm 自然区划 ２ ３ ４ ５ ６ ７ ０．２０ ０．３５０ ０．３５８ ０．２８７ ０．７３２ ０．３３８ ０．３５４ ０．２５ ０．４２７ ０．４３９ ０．３７８ ０．３７４ ０．４１５ ０．４３６ ０．３０ ０．４８５ ０．５０２ ０．４４７ ０．４４９ ０．４７６ ０．４９７ ０．３５ ０．５３３ ０．５５４ ０．５０２ ０．５０８ ０．５２７ ０．５４６ ０．４０ ０．５７４ ０．５９８ ０．５４８ ０．５５６ ０．５７０ ０．５８７ ０．４５ ０．６０９ ０．６３７ ０．５８８ ０．５９８ ０．６０８ ０．６２１ ０．５０ ０．６４１ ０．６７２ ０．６２２ ０．６３４ ０．６４３ ０．６５２ ０．５５ ０．６６９ ０．７０３ ０．６５４ ０．６６５ ０．６７４ ０．６７９ ０．６０ ０．６９５ ０．７３２ ０．６８２ ０．６９４ ０．７０４ ０．７０３ ０．６５ ０．７１９ ０．７５８ ０．７０８ ０．７２０ ０．７３１ ０．７２６ ０．７０ ０．７４１ ０．７８３ ０．７３２ ０．７４４ ０．７５６ ０．７４６ ８．设计标准 ０．９５ｆｃｍ＜ｐ＋ｔ＜１．０３ｆｃｍ §６－２ 设计程序 １．程序说明