普通水泥混凝土路面计算书

水泥混凝土路面厚度计算书

一、原始资料

公路自然区划： Ⅳ区

公路等级： 三级公路

路基土质： 粘质土

路面宽度(m)： 6.5

初期标准轴载： 122

交通量平均增长： 5

板块厚度(m)： 0.23

基层厚度(m)： 0.22

垫层厚度(m)： 0.15

板块宽度(m)： 3.25

板块长度(m)： 4

路基回弹模量： 30

基层回弹模量： 1300

垫层回弹模量： 600

基层材料性质： 刚性和半刚性

纵缝形式： 设拉杆企口缝

温度应力系数： 3.25

计算类型： 普通水泥混凝土路面厚度计算

二、交通分析

根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P6表3.0.1《可靠度设计标准》，本道路的等级为三级公路，故设计基准期为20年，安全等级为四级。由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38表A.2.2《车辆轮迹横向分布系数》，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.62。，交通量的年增长率为4%。按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG

D40-2000)P38公式A.2.2计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：

Ne=Ns*[(1+gr)^t-1]*365*η/gr=912904.7次

按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P7表3.0.5《交通分级》可确定轴载等级为：中等交通等级。

三、初拟路面结构

初拟水泥混凝土路面厚度为：0.23m，基层选用刚性和半刚性材料，厚度为0.22m，垫层厚度为0.15m。水泥混凝土面板长度为：4m，宽度为3.25m。纵缝为设拉杆企口缝。

四、路面材料参数确定

按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P8表3.0.6《混凝土弯拉强度标准值》可确定混凝土弯拉强度标准值为：4.5MPa。根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG

D40-2000)P53表F.3《水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值》可确定弯拉弹性模量为29000MPa。

路基回弹模量选用：30MPa。基层回弹模量选用1300MPa。垫层回弹模量选用600MPa。

按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P40公式B.1.5计算基层顶面当量回弹模量如下：

Ex=(h1*h1*E1+h2*h2*E2)/(h1*h1+h2*h2)=1078(MPa)

Dx=E1*h1^3/12+E2*h2^3/12+(h1+h2)^2/4*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2)^(-1))=3.67(MN-m)

hx=(12*Dx/Ex)^(1/3)=0.344(m)

a=6.22*[1-1.51*(Ex/Ed)^(-0.45)]=4.346

b=1-1.44*(Ex/E0)^(-0.55)=0.799

Et=a*hx^b*E0*(Ec/Et)^(1/3)=183(MPa)

五、荷载疲劳应力计算

按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P39公式B.1.3-1计算标准轴载载临界处产生的荷载应力：

σps=0.077*r^0.6*h^(-2)=1.158(MPa)

由于纵缝形式为设拉杆企口缝故接缝传荷能力的应力折减系数为Kr=0.8。

设计基准年内荷载应力的累计疲劳作用的疲劳应力系数计算为：

kf=Ne^n=2.186474。

按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P39表B.1.2《综合系数Kc》确定偏载和动载等因素对路面疲劳影响的综合系数为kc=1.1

按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P39公式B.1.2计算荷载的疲劳应力2.228(MPa)

六、温度疲劳应力计算

根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P8表3.0.8《最大温度梯度标准值Tg》可确定最大温度梯度为92℃/m。

r=0.537h（Ec/Et）1/3 =0.668，则l/r=6.73。由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG

D40-2000)P42图B.2.2可确定温度应力系数Bx为0.6，按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG

D40-2000)P41公式B.2.2可计算混凝土板的翘曲应力为：

σtm=σc*Ec*h*Tg*Bx/2=2.263(MPa)

根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P42公式B.2.3计算温度疲劳应力系数为：

kt=fr/σtm*[a*(σtm/ct)^c-b]=0.549

a,b,c为回归系数，由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P42表B.2.3确定。

由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P41公式B.2.1可计算温度疲劳应力为：

σtr=kt*σtm=1.241 MPa

由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P6表3.0.1可确定本项目道路的安全等级为：四级，确定可靠度系数为1.11

计算综合应力为：

ν(σpr+σtr)=3.851(MPa)

因此，所选的混凝土面板厚度能够满足设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用，

----------------下面是赠送的excel操作练习

不需要的下载后可以编辑删除

（Excel 2003部分）

1. 公式和函数

1. （1）打开当前试题目录下文件excel-10.xls；

（2）利用函数计算每个人各阶段总成绩，并利用函数计算各阶段的平均成绩；

（3）“平均成绩”行数字格式都为带一位小数（例如0.0）格式；

（4）同名存盘。

步骤：

a) 文件→在各阶段总成绩单元格内，点插入，点函数，在对话框中选择求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序）→在平均成绩单元格内，点插入，点函数，选择算术平均值函数AVERAGE，出现对话框后，采用求和时的相同方法，完成操作→选中平均成绩行，点右键点设置单元格，点数字，在分类项下点数值，设小数位为1， b) 确定→保存

2. （1）打开当前试题目录下文件excel-13.xls；

（2）根据工作表中给定数据，按“合计=交通费+住宿费+补助”公式计算“合计”数，并计算交通费、住宿费和补助的合计数； （3）所有数字以单元格格式中货币类的“￥”货币符号、小数点后2位数表现（如：￥2,115.00格式）； （4）同名存盘。

打开当前试题目录下文件excel-13.xls→在合计下的一个单元格内输入“=交通费（在该行的单元格，假如说是E3）+住宿费（同上）+补助（同上）”，回车（其他的合计可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→利用求和函数，参考1中的方法完成交通费、住宿费和补助的合计→选择文件中的所有数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点货币，选择货币符号为“￥”，设置小数点后为2位，确定→保存文件→本题完成

3. （1）打开当前试题目录下文件excel-2.xls；

（2）根据工作表中数据，计算“总成绩”列的数据。总成绩=一阶段成绩×0.3+二阶段成绩×0.3+三阶段成绩×0.4；

（3）“总成绩”列数据格式为小数点后2位小数（例：6.20）；

（4）同名存盘。

打开当前试题目录下文件excel-2.xls→在总成绩下的一个单元格内输入“=一阶段成绩（在该行的单元格，假如说是E3）*0.3+住宿费（同上）*0.3+补助（同上）*0.4”，回车（其他的合计可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→选中总成绩列的数据单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设置小数点后为2位，确定→保存文件→本题完成

4. （1）打开当前试题目录下文件excel-3.xls；

（2）计算“审定费”和“税后款”，“审定费=全书字数÷1000×3，税后款=审定费-审定费×5%”； （3）利用菜单将“审定费”和“税后款”列格式设置为货币类的“￥”货币符号、小数点1位（例￥1,280.0）； （4）同名存盘。 打开当前试题目录下文件excel-3.xls→在审定费下的一个单元格内输入“=全书字数（在该行的单元格，假如说是E3）/1000*3”，回车（其他的审定费可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→在税后款下的一个单元格内输入“=审定费（在该行的单元格，假如说是F3）-审定费*5%”，回车（其他的税后款可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→选中审定费及税后款列的数据单元格，点右键，点设置单元格格式，点货币，选择货币符号“￥”，设置小数点后为1位，确定→保存文件→本题完成

5. （1）打开当前试题目录下文件excel-8.xls；

（2）利用函数计算“总成绩”，利用公式“平均成绩=总成绩÷3”来计算“平均成绩”；

（3）同名存盘。 打开当前试题目录下文件excel-8.xls→在总成绩下的一个单元格，点插入，点函数，在对话框中选求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序→在平均成绩下的一个单元格内，输入“=平均成绩（在该行的单元格，假如说是B3）/3”，回车（其他平均成绩可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→保存文件→本题完成

6. （1）打开当前试题目录下文件excel-1.xls；

（2）利用公式计算每个项目的“合计”；

（3）“合计”列数据的格式和其它数据的格式相同；

（4）同名存盘。 打开当前试题目录下文件excel-1.xls→在合计下的一个单元格，点插入，点函数，在对话框中选求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序→利用格式刷将合计的列的数据格式刷成与其他数据格式相同的格式（使用格式刷的方法是，先选中合计列外的其他任意一个单元格，点格式刷，然后再点需要刷成该样格式的单元格即可）→保存文件→本题完成

7. （1）打开当前试题目录下文件excel-6.xls；

（2）计算出“净资产收益率”，净资产收益率=净利润÷净资产总额；

（3）“净资产收益率”行以保留三位小数的百分数形式表现（如：32.310%）；

（4）同名存盘。 打开当前试题目录下文件excel-6.xls→在净资产收益率下的一个单元格，输入“=净利润（在该行的单元格，假如说是B3）/净资产总额”，回车（完成一个单元格后，可以利用填充柄完成其他的单元格的操作，或者重复上面的顺序）→选中净资产收益率列下的数据单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，单百分比，将小数位数设为3位，确定→保存文件→本题完成