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水泥混凝土路面工程课程设计

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《水泥混凝土路面工程》
课程设计
一、设计资料
青海某地拟建一条公路，交通调查如下：解放CA10B 车950辆/日，黄河JN150车200辆/日，东风EQ140车250辆/日，交通SH141车800辆/日，交通量平均增长率为7%，土质为中液限粘土，平均稠度为1.08，土基回弹模量E 0=45MPa,季节性冰冻地区，冰冻深度为1.2米。

详细交通组成表如下：
车型
P i C 1 C 2 解放CA10B
前轴 19.4 1 1 后轴 60.85 1 1 黄河JN150
前轴 49.00 1 1 后轴 101.60 1 1 东风EQ140
前轴 23.70 1 1 后轴 69.20 1 1 交通SH141
前轴 25.55 1 1 后轴
55.10
1
1
二、设计内容
1、根据设计资料要求，确定路面等级和面层等级；
路面等级：路面等级由公路等级划分，而公路等级又由交通量确定。

水泥混凝土路面设计年限取20年，则由已知的：“解放CA10B 车950辆/日，黄河JN150车200辆/日，东风EQ140车250辆/日，交通SH141车800辆/日，交通量平均增长率为7%”，按交通量计算公式：
1
20365[(1)1]/365/20
2200*365/7%*[(17%)1]/365/20
4510t e N N γγ
=
+-=+-=
可计算出交通量
e
N =4510辆/日。

换算成小客车的交通量e
N =4510*2=9020辆/日（换算系数为2）。

由此查公路分级与技术标准（道勘P7）可知此公路等级为双车道的二级公路。

则路面等级查表（教材P25表1-11）可知为高级路面。

换算为标准轴载的作用次数：
轴载换算
车型
P i i
δ
i
N
16
()100i s i i P
N N δ=
解放CA10B
前轴 19.4 1 950 0 后轴 60.85 1 950 0.3400 黄河JN150
前轴 49.00 1 200 0.0022 后轴 101.60 1 200 257.8276
东风EQ140
前轴 23.70 1 250 0 后轴 69.20 1 250 0.6913 交通SH141
前轴 25.55 1 800 0 后轴
55.10
1
800
0.0577
161()258.92
100n
i s i i i P
N N δ===∑
由(表16-20教材P479），二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。

由(表16-3教材P456）横向分布系数为0.39。

交通量年平均增长率7%。

则设计基准期内设计车道标准轴载累积作用次数为
20[(1)1]*365258.92*[(17%)1]*365*0.39
7%
1.516t s r e r
N g N g E η
+-=+-== 查(表16-4教材P459）可知路面面层等级为重交通。

2、初拟路面结构
由(教材P477)查的，初拟普通水泥混泥土路面层厚度为h=0.26m, 基层选用水泥稳定碎石（水泥用量为5％），厚为h 1=0.22m 。

底基层厚度为h 2=0.20m 的级配碎石。

普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为3.75m,长为5.0m 。

纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。

3、材料参数的确定
（1）混泥土的设计弯拉强度与弹性模量
由(表16-11教材P474）取普通混泥土面层的弯拉强度标准值MPa f r 5=,相应弯拉弹性模量标准值为GPa E c 31=
（2）土基的回弹模量
路基回弹模量取045E MPa =。

由表16-14（教材P474）水泥稳定粒料基层
回弹模量取MPa E 1500
1=，天然砂砾回弹模量取MPa E 2502=。

按式16-53教材P481，计算基层顶面当量回弹模量如下：
MPa h h E h E h E x 389.93420.022.025020.0150022.022222
22122
2121=+⨯+⨯=++= ()1
22112
213
22311)
11(41212-++++=h E h E h h h E h E D x
()MNm
413.320.0250122.015001420.022.01220.02501222.015001
2
33=⎪
⎭
⎫ ⎝⎛⨯+⨯⨯++⨯+⨯=-
m
E D h x x x 353.0389
.934413
.3121233
=⨯== 0.450.45
0934.3896.22[1 1.51()] 6.22*[1 1.51*()] 3.82
45x E a E --=-=-= 0.550.55
0934.3891 1.44()1 1.44*()0.728
45x E b E --=-=-= 1/30.7281/3
00934.389() 3.82*0.353*45*()221.39
45b x t x E E ah E E ===
普通混凝土面层的相对刚度半径按（16-52bP481）计算为 310000.5373
0.537*0.26*30.725221.39
c t E r h E ===
4、荷载疲劳应力计算
按式（16-52aP481），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为
0.62
0.620.0770.077*0.725*0.26
0.939
ps r h MPa σ--
==
=
因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数87.0=r k 。

考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数
0.057(1.516) 2.25
v f e k N E ===。

根据
公路等级，由《公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)》附录B ，考虑偏载和
动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数30
.1=c k
按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为
0.87*2.25*1.30*0.939 2.39pr r f c ps k k k MPa
σσ===
5、温度疲劳应力
由（表16-28教材P483），VII 区最大温度梯度区98℃/m 。

板长m l 5=，
/5/0.725 6.70l r ==由（图16-14教材P483）可查普通混凝土板厚
m h 26.0=,58.0=x
B , 按（式16-56教材P483），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为
15*31000*0.26*98
*0.58
2.2912
2
c c g
tm X E hT E B ασ-=
=
=
温度疲劳应力系数
t k ，由（表16-29教材P484）可得，自然区划为VII 区，
式中：a=0.834,b=0.052,c=1.270.按（式16-57教材P483）计算为
1.2705
2.291
[(
)]
[0.834*()
0.052]
0.5
2.2915
y
c
tm
t tm
y
f k a b f σσ=
-=-=
再由(式16-55教材P483）计算温度疲劳应力为
2.291*0.562 1.28t r t t m k M P a σσ===
6、可靠度计算
查(表16-20教材P479)，二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%，再根据查的目标可靠度变异水平等级，查(表16-22教材P480），确定可靠度系数 1.13c γ=，按式（式16-48教材P480）：
() 1.13*(2.39 1.288) 4.16r p r t r r M P a f M P a
γσσ+=+=≤=
因而所选的普通混凝土面层厚度m h 26.0=，可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲。

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路面工程课程设计

路面工程课程设计

路面工程课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括：1.知识目标：学生需要掌握路面工程的基本概念、设计原理、施工技术和维护管理等方面的知识。

2.技能目标：学生能够运用所学知识进行路面工程的规划、设计、施工和管理，具备一定的实际操作能力。

3.情感态度价值观目标：学生应树立正确的工程观念，注重工程质量和安全，培养团队合作精神和责任感。

通过本课程的学习，学生将能够了解路面工程的基本知识，掌握相关技能，并树立正确的工程价值观。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括：1.路面工程的基本概念和分类：包括路面工程的定义、分类和特点。

2.路面设计原理：包括路面结构设计、路面材料设计和路面厚度设计等内容。

3.路面施工技术：包括路面施工准备、路面基层施工、路面面层施工等内容。

4.路面维护管理：包括路面检测、路面维修和路面养护等内容。

通过本课程的学习，学生将能够掌握路面工程的基本知识和技能，为今后的学习和实践打下基础。

三、教学方法本课程的教学方法包括：1.讲授法：通过教师的讲解，学生能够系统地了解路面工程的基本知识和原理。

2.讨论法：通过小组讨论，学生能够深入探讨路面工程的相关问题，提高思维能力。

3.案例分析法：通过分析实际案例，学生能够将理论知识与实际工程相结合，提高解决问题的能力。

4.实验法：通过实验操作，学生能够亲自体验路面工程的施工过程，提高实际操作能力。

通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的综合素质。

四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系。

2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：利用多媒体课件、视频等资料，生动形象地展示路面工程的相关内容。

4.实验设备：提供实验设备，让学生亲自动手操作，提高实际操作能力。

通过丰富的教学资源，支持教学内容和教学方法的实施，提高学生的学习体验和效果。

五、教学评估本课程的评估方式包括：1.平时表现：通过学生的课堂参与、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和积极性。

水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面设计

课程设计说明书题目水泥混凝土路面设计目录一、课程设计题目 (4)二、课程设计目的 (4)三、课程设计内容 (4)四、路石厚度计算 (5)1、交通分析 (5)2、初拟路面结构 (5)3、路石材料参数确定 (6)4、荷载疲劳应力 (8)5、温度疲劳应力 (8)6、检验初拟路面结构 (10)7、接缝设计 (10)7.1纵向接缝 (10)7.2横向接缝 (11)8、混凝土面板钢筋设计 (11)8.1边缝补强设计 (11)8.2角隅钢筋 (12)9、材料用量计算 (12)9.1面层 (12)9.2基层 (13)9.3垫层 (14)10、施工要求说明 (14)11、参考文献 (15)12、附图 (16)一、课程设计的题目水泥混凝土路面设计：公路自然区划∏区拟建一条一级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，路面宽9m，经交通调查得知，设计车道使用初期轴荷载日作用次数为5500。

试设计该路面结构。

二、课程设计的目的通过课程设计巩固和加深所学的专业知识，熟悉相关的设计规范和施工规范，掌握实际工程结构设计的全过程。

使学生将所学的专业基础和专业课只是在课程设计过程中有机的联系在一起，为进行实际的工程设计奠定基础。

要求学生在课程设计之后对相关的设计规范、施工和试验规范等有比较系统和全面的了解，综合解决水泥混凝土路面结构设计中的实际问题，深入理解水泥混凝土路面的设计理论，掌握设计方法。

三、设计内容（主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等）1、结构组合设计；2、材料组成设计；3、混凝土板厚的确定；4、板的平面尺寸确定；5、接缝设计；6、配筋设计；7、材料用量计算；8、施工要求说明；9、设计图纸为A3路面结构详图一张（手工绘制），要求整洁、规范、图幅和数量符合要求。

10、附参考文献路石厚度计算公路自然区划Ⅱ区拟新建一条一级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，路面宽9米。

经交通调查得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为5500。

水泥混凝土路面课程设计

水泥混凝土路面课程设计

设计说明书 工程概况拟设计道路路线位于平原微丘地区，公路自然区划分为II 5区，地震烈度为六级，设计标高为243.50mm ，地下水位为路面下7.5m 。

设计资料土质:所经过地区多为粉性土交通:根据最新路网规划，预测使用初期2012年年平均日交通量见下表，年平均增长率取为6.8%：设计任务与内容根据所给资料，利用HPDS2003公路路面设计程序系统进行路面结构的设计（至少两种不同的路面结构） 编写设计说明书，包括混凝土路面及沥青路面结构，厚度设计，水泥混凝土路面板接缝设计等。

对所选定的路面结构方案，绘制路面结构图，包括沥青路面结构设计土，水泥混凝土路面结构设计图及其接缝设计图等，需用A3图纸。

设计依据及标准【1】《公路路基设计规范》（JTGD30-2004） 【2】《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006） 【3】《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002） 【4】《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30-2003） 路基横断面设计1.拟定路基横断面形式尺寸1）确定公路等级：将车辆都折算成小客车起始年平均日交通量：N0=600+420+320+180+100+120+210+300=2250 辆/d 计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式：10(1)n dN N γ-=⨯+计算式中 :Nd —远景设计年平均日交通量，辆/日； N0—起始年平均日交通量，辆/日； γ—年平均增长率，取6.8%； n —远景设计年限，取15年所以：设计交通量 ：()-115-10225056521(10.068)n dN N γ==⨯=++辆/d ，在5000 15000之间，因此根据《公路工程技术标准》JTG B01-2003 ，拟定该条道路为双车道的二级公路，设计车速为60km/h,设计采用的服务水平为一级，采用整体式路基。

路基宽度12m,路基设计标高为道路中线。

路基标准横断面技术指标见下表1。

水泥混凝土路面课程设计

水泥混凝土路面课程设计

水泥混凝土路面设计1标准轴载交通量分析高速公路设计基准期为30年，安全等级为一级，我国公路水泥混凝土路面设计规范以汽车轴重为100kN的单轴荷载作为设计标准轴载，表示为BZZ —100 凡前、后轴载大于40KN （单轴）的轴数均应换算成标准轴数，换算公式为：N s i N i（旦卢y 100式中：N s—100KN的单轴一双轮组标准轴数的通行次数;P —各类轴一轮型；级轴载的总重（KN）；n—轴型和轴载级位数；N i—各类轴一轮型i级轴载的通行次:-j —轴一轮型系数。

表1-1轴载换算结果则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数：N e二Ns[（1八1]365g r式中：N e—标准轴载累计当量作用次数（日）；t —设计基准年限；g r —交通量年平均增长率，由材料知，g r =0.05；n —临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下（表1-2），取0.20。

4N e =248X 10因为交通量100X104 V 248X 04V 2000X104次，故可知交通属于重交通等级。

2拟定路面结构由上述及表16-20知相应于安全等级一级的变异水平的等级为低级， 根据高 速公路重交通等级和低级变异水平等级查表 16-17得初拟普通混凝土面层厚度大 于240mm 。

普通混凝土板的平面尺寸为宽4m ,长4.5m ，拟定各结构层厚：普通混凝土面层厚为250mm ；基层选用水泥稳定粒料，厚为 180mm ;二级自然区 划及规范知垫层为150mm 的天然砂砾，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 5.0Mpa ，路基回弹模量为30Mpa ;低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量去600Mpa ；水泥稳定粒料基层回弹模量取 1300Mpa 。

(表 2-1)表2-1h 2E 1 +h ；E 2 =1300汉 0.182 +600 父0.152 h 2 h ； = 0.182 0.152公路等级纵缝边缘处 高速公路、一级公路、收费站0.17 〜0.22/ / ” 行车道宽＞7m 0.34 〜0.39 二级及二级以下公路行车道宽＜ 7m0.54 〜0.62表1-2 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数N sn=zi 4=511.835N eN s [(1 g r )t -1] 365g r_1=1013 Mpa 时巳 h ；E 2gh 2)2( 1 )14E 1h^t* E 2h 2a =6.22[1 —1.51(Ex ) g] = 6.22[1 一1.51(空严]=4.293E 。