最新水泥混凝土路面设计例题资料
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1.路面类型的选择确定本设计为二级公路,位于四川地区,公路自然区划为Ⅴ区,路基土为粘性土,设计路段碎石、砂砾、石灰、水泥供应丰富,拟采用普通水泥混凝土路面结构。
交通组成表路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ -100表示。
① 轴载换算:161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni i i i s P N N δ式中 :s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数;i P —单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴—双轮组或三轴-双轮组轴型i级轴载的总重KN ;i N —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数;i δ—轴—轮型系数,单轴—双轮组时,1=i δ;单轴—单轮时,按式43.031022.2-⨯=ii P δ计算;双轴—双轮组时,按式22.051007.1--⨯=i i P δ;三轴—双轮组时,按式22.081024.2--⨯=i i P δ计算。
轴载换算结果如表7-2所示.表7—2 轴载换算结果② 计算累计当量轴次查《路线设计规范》得三级公路的设计基准期为20年,安全等级为三级,临界荷位处的车辆轮迹轮迹横向分布系数η是0.54~0。
62取0.54,075.0=r g ,则:[][]6201026.354.0365075.01)075.01(808.3813651)1(⨯=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N查《水泥混凝土路面设计规范》水泥混凝土路面所承受的轴载作用,按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作用次数分为4级,标准轴载累计作用次数大于1×106 时,属于重交通等级,故本设计属于重交通等级。
2.基层、垫层材料参数确定(1) 基层基层、应具有足够的强度和稳定性,在冰冻地区应具有一定的抗冻性。
拟选用石灰粉煤灰稳定粒料为基层。
配比为石灰:粉煤灰:稳定粒料=1:3:12,查《水泥混凝土路面设计规范》得回弹模量a MP E 13001=。
水泥混凝土路面设计1交通量计算某高速公路,在自然区划上属于IV6区,气候温和,雨量充沛,湿度较大。
现在拟新建一条高速公路,双向四车道,交通量年平均增长率为 6.0%,路基填土为亚粘土。
水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准荷载。
不同轴-轮型和轴载的作用次数,在表1-1中换算为标准轴载的作用次数。
计算设计年通过的标准轴载作用次数表1-1小于40KN的单轴和小于80KN的双轴略去不计;方向分配系数为0.5,车道分配系数为0.8。
贝N s =2838.189536 0.5 0.8=1136次)2. 交通参数分析由<<公路水泥混凝土路面设计规范>>(JTG D40-2002)中表3.0.1 ,高速公路的设计基准期为30年,安全等级为一级。
由表A.2.2,临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.2。
交通年平均增长率为6.0%。
计算设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为N s「(1+6 $-1^365N e 二-g r1136 1 0.0630 -1 3650.20.06-655.6137 104(次)由表 3.0.5 可知655.6137 104 (100 104,2000 104)属重交通等级。
3. 方案设计及比选现在按设计要求,设计多种方案,并进行方案比选如下:3.1假定路基为中湿状:3.1.1 方案一:3.1.1.1初拟路面结构由表3.0.1 ,相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。
根据高速公路、重交通等级和低级变异水平等级,查表 4.4.6,初拟普通混凝土面层厚度为h=0.24m。
基层选用水泥稳定碎石,厚hi=0.15m,底基层为= 0.20m的水泥稳定砂粒。
普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ,长5.0m 。
纵缝为设拉杆平缝, 横缝为设传力杆的假缝。
3.1.1.2路面材料参数的确定(1) 混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表3.0.6,取普通混凝土面层的弯拉强度标准值 f r 二5.0MPa ,相应 弯拉弹性模量标准值为 巳=31 103MPa (2) 土基的回弹模量参照《公路水泥混凝土路面设计规范》附录,查附录F.1,路基回弹 模量取&=35MPa 。
二级建造师考试《市政工程》考点解析:2K311014水泥混凝土路面的构造为了帮助考生们备考二级建造师考试,学尔森二级建造师考试频道特地整理二级建造师考试《市政工程》重要考点,本文为:二级建造师考试《市政工程》考点解析:2K311014水泥混凝土路面的构造,希望能助各位二级建造师考生一臂之力!2K311014 水泥混凝土路面的构造(学尔森二级建造师频道整理水泥混凝土路面的构造)一、垫层在温度和湿度状况不良的城镇道路上,应设置垫层,以改善路面结构的使用性能。
2. 垫层的宽度垫层材料应与路基宽度相同,其最小厚度为150mm。
3. 防冻垫层和排水垫层材料宜采用砂、砂砾等颗粒材料;半刚性垫层宜采用低剂量水泥、石灰或粉煤灰等无机结合料稳定粒料或土。
【例题1】在温度和湿度状况不良的城市道路上,应设置垫层,以改善路面结构的使用性能。
垫层分为( )。
A.防冻垫层B.隔水垫层C.排水垫层D.半刚性垫层E.刚性垫层【答案】ACD【例题2】水文地质条件不良的土质路堑,路床土湿度较大时,宜设置( )。
A.防冻垫层B.排水垫层C.半刚性垫层D.刚性垫层【答案】B二、基层(1)混凝土面层下设置基层的作用:(学尔森二级建造师频道整理水泥混凝土路面的构造)防止或减轻唧泥、板底脱空和错台等病害;在垫层共同作用下,控制或减少路基不均匀冻胀或体积变形对混凝土面层的不利影响;为混凝土面层施工提供稳定而坚实的工作面,并改善接缝的传荷能力。
(7)基层下未设垫层,路床为细粒土、黏土质砂或级配不良砂(承受特重或重交通时),或者为细粒土(承受中等交通时),应在基层下设置底基层。
底基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料等。
【例题3】基层应具有( ),坚实、平整、整体性好。
A.足够的抗冲刷能力B.排水能力强C.较大的刚度D.抗冻能力E.抗变形能力强【答案】ACE学尔森友情提示:学尔森提醒各位考生朋友,欢迎进入,你可以与更多考生交流相关事宜。
(完整word版)⽔泥混凝⼟施⼯配合⽐例题施⼯配合⽐试验室配合⽐是以⼲燥材料为基准计算⽽得,但现场施⼯所⽤的砂、⽯料常含有⼀定⽔分,因此,在现场配料前,必须先测定砂⽯料的实际含⽔率,在⽤⽔量中将砂⽯带⼊的⽔扣除,并相应增加砂⽯料的称量值。
设砂的含⽔率为a%;⽯⼦的含⽔率为b%,则施⼯配合⽐按下列各式计算:⽔泥:C`=C;砂⼦ S`=S(1+a%);⽯⼦G`=G(1+b%);⽔W`=W-S*a%-G*b% [例]某钢筋混凝⼟,混凝⼟设计强度为C30,现场机械搅拌,机械振捣成型,混凝⼟坍落度要求为50~70mm,根据施⼯单位的管理⽔平和历史统计资料,混凝⼟强度标准差σ取4.0MPa。
所⽤原材料:普通硅酸盐⽔泥32.5级,密度ρc=3.1,⽔泥强度富余系数K c=1.12;河砂M x=2.4,Ⅱ级配区,ρs=2.65g/cm3;碎⽯,D max=40mm,连续级配,级配良好,ρg=2.70g/cm3;⾃来⽔。
求:混凝⼟初步计算配合⽐。
[解]1.确定混凝⼟配制强度f cu.h=f cu.d+1.645σ=30+1.645×4.0=36.58(MPa)2.确定⽔灰⽐,根据强度要求计算:W/C=Af cu/(f cu.h+ABf cu)=0.46*32.5*1.12/(36.58+0.46*0.03*32.5*1.12)=0.45;根据耐久性要求由于结构处于⼲燥环境,对⽔灰⽐⽆限制,故取满⾜强度要求的⽔灰⽐。
3.确定⽤⽔量,查表4-12可知,坍落度55~70mm时,⽤⽔量185kg;4.⽔泥⽤量C0=W0*C/W=185*1/0.45=411kg,查表4-18,满⾜耐久性的要求。
5.确定砂率,参照表4-13,通过插值(内插法)计算,取砂率S p=32% 。
6.计算砂、⽯⽤量,因⽆引⽓剂,取α=1。
C0/ρc+W0/ρw+S0/ρs+G0/ρg+10α=1000;S p=S0/(S0+G0),解上述联⽴⽅程得:S0=577kg; G0=1227kg。
.热拌沥青混合料路面完工后待自然冷却,表面温度低于()后。
方可开放交通。
(0考点)A.30℃B.40℃C.50℃D.60℃【答案】C【解析】热拌沥青混合料路面完工后待自然冷却,表面温度低于50℃后。
方可开放交通。
参见教材P21。
讲义编号NODE95095700010100000103:针对本讲义提问]2.地下管线施工必须遵循()原则。
(07试题)A.先地上、后地下、先浅后深B.先地上、后地下、先深后浅C.先地下、后地上、先深后浅D.先地下、后地上、先浅后深【答案】C【解析】地下管线施工必须遵循先地下、后地上、先深后浅原则。
参见教材P10。
讲义编号NODE95095700010100000104:针对本讲义提问]3.填土路基碾压应先轻后重,最后碾压所用压路机不应小于()级。
(07试题)A.8tB.10tC.12tD.15t【答案】C【解析】填土路基碾压应先轻后重,最后碾压所用压路机不应小于12t级。
参见教材P10。
讲义编号NODE95095700010100000105:针对本讲义提问]4.沥青砼面层属于()路面。
(08考点)A.刚性B.柔性C.塑性D.弹性【答案】B【解析】沥青混凝土路面属于柔性路面。
参见教材P2。
讲义编号NODE95095700010100000106:针对本讲义提问]5.水泥稳定碎石基层采用的材料中,水泥的存放期自出厂日期算起,最长不得超过()。
(08考点)A.两个月B.三个月C.四个月D.半年【答案】B【解析】一般情况下,水泥的存放时间出场以后存放一周才能使用,最长不能超过三个月,超过三个月要重新进行检验和试验。
经过监理工程师的见证取样合格后才可使用。
参见教材P208。
讲义编号NODE95095700010100000107:针对本讲义提问]6.沥青砼面层碾压时,严禁在碾轮上涂刷或喷洒()。
(08考点)A.掺洗衣液的水B.柴油C.隔离剂D.防粘剂【答案】B【解析】柴油可以和沥青相容,所以不可喷洒。
第八章水泥混凝土路面设计1.水泥混凝土板的宽度是指_____之间的距离或纵缝与路面边缘线之间的距离,板的长度是指__________之间的距离。
2.动荷系数是指_____和_____对路面疲劳损坏影响的比值。
3.混凝土路面设计强度是以混凝土的_____强度为标准,其龄期一般为_____天。
4.水泥混凝土路面板下基础强度参数以其基层顶面的_____模量乘以一个模量增长系数,得到基层顶面的_____模量。
5.为保证胀缝的传荷能力,应在胀缝中部设置_____杆,这种杆通常选用_____钢筋。
6.刚性路面交通量分类主要依据是使用初期的_____轴载日作用次数划分的,对重型交通量道路,其设计年限为_____年。
7.刚性路面在荷载作用下产生的变形_____,混凝土板的破坏,主要是_____引起的。
8.拉杆通常设在一缝,为了使车辆荷载应力有利传递,防止错台,通常在_____缝中设置传力杆。
9.刚性路面与其他建筑物相连时,一般以设置_____缝为宜,这种缝主要防止混凝土板由于_____应力而引起的裂缝。
10.刚性路面纵、横缝之间以相互_____为宜,当一次摊铺宽度大于4.5m时,增设纵向_____缝。
二、选择题1.我国水泥混凝土路面设计是以()为标准轴载。
A.BZZ-100或BZZ-60;B.后轴重100kN的轴载;C.黄河JN-150或解放CA-10B;D.8000磅2.我国水泥混凝土板下基础的强度参数,选用()为指标。
A.反力模量K;B.回弹模量月;C.计算回弹模量;D.基层材料弹性模量3.我国现行水泥路面设计规范规定,产生最大综合疲劳损坏的临界荷位为板的()。
A.纵缝边缘中部;B.横缝边缘中部;C.板块中部;D.任意位置4.水泥混凝土路面现行设计规范采用()理论。
A.弹性层状体系;B.极限荷载;C.经验法;D.弹性地基板5.防止水泥混凝土路面板块出现横向位移的有效措施是()。
A.设置传力杆;B.设置拉杆;C.设置角隅钢筋;D.增强板下基础强度6.传力杆应选用()钢筋。
第三章水泥混凝土路面设计3.1交通分析3.1.1 可靠度设计标准及变异系数范围、可靠度系数的选用3.2 标准轴载作用次数的换算计算设计使用年限内的标准轴载累计作用次数eN轴载换算的计算公式为:161100nis i iipN Nδ=⎛⎫= ⎪⎝⎭∑轴载换算结果表按规范查表得:交通等级为重,水泥混凝土路面的设计基准期为30年,安全等级为二级,临界荷载处的车轮轮迹横向分布系数η=0.22。
交通年增长率为0.089 。
设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为()[]()[]次6301013.966 22.0908.03651908.01130036511⨯=⨯⨯-+=⨯-+=ηγγts e N N属于重交通等级普通混凝土设计弯拉强度r f (MPa ) 5.0钢纤维混凝土设计弯拉强度r f (MPa )6.03.3 初拟路面结构查表得相应于安全等级二级的变异水平为中级。
查表得初拟普通混凝土面层厚度为0.26m ;基层采用水泥稳定粒料,厚0.18m ;垫层为0.15m 低剂量无机结合料稳定土,普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m ,长m 5。
纵缝为设拉杆平缝,横缝为设传力杆的假缝。
3.4 路面材料参数确定查表可知,取普通混凝土的弯拉强度标准值为 5.0MPa,相应弯拉弹性模量标准值为31Gpa ,低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600Mpa ,水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa 。
计算基层顶面当量回弹模量如下:2222112222221213000.186000.1510130.180.15x h E h E E MPa h h +⨯+⨯===++()()()123312112211222133111240.180.1513000.186000.1511 2.5712413000.186000.15x h h E h E h D E h E h MN m --+⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭+⨯+⨯⎛⎫=+++=• ⎪⨯⨯⎝⎭()11331212 2.570.3121013x x x D h m E ⎛⎫⨯⎛⎫=== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭0.450.45010136.221 1.51 6.221 1.51 4.29330x E a E --⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥=-=-=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦0.550.55010131 1.441 1.440.79230x E b E --⎛⎫⎛⎫=-=-= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭()11330.7920010134.2930.3123016530bx t x E E ah E MPa E ⎛⎫⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭普通混凝土面层相对刚度半径mE E h r t c g 800.01651000/326.0537.0 /537.033=⨯⨯==3.5 荷载疲劳应力标准荷载在临界荷位处产生的荷载应力计算为:MPa h r ps 996.026.08.0.0770 077.02-0.62-6.0=⨯⨯==σ因纵缝为设拉杆平缝,接缝传荷能力的应力折减系数r k =0.87。
3420-2020水泥混凝土配合比设计例题解:1、已知单位用水量为180kg,水灰比0。
72、计算每立方米混凝土水泥用量;用水量、水灰比=180、0。
7=257kg、m3核验水泥用量是否符合耐久性允许最小水泥用量260kg、m3,计算得水泥用量257kg、m3小于不符合规定,水泥用应取260kg、m33、选用砂率=35%4、计算每立方米混凝土砂、石用量,按重量法计算;已知每立方米混凝土用水量=180kg、m3,水泥用量=260kg、m3,砂率=35 %,假定混凝土拌合物2400kg、m3260+G+S+180=2400S、(G+S)=0。
35G+S=2400-260-180=1960kg、m3S=(G+S)0。
35=19600。
35=686kg、m3G=(G+S)-S=1960-686=1274kg、m3按重量法计算得到的理论配合比如下;水泥260kg 砂686kg 碎石1274kg 水180kg配合比;1:2、64:4、9:0。
69二、根据已知条件计算配合比:P。
O42、5水泥(水泥富余系数Yc=1、1;砂率SP为37%;用水量为190Kg、m3;标准差σ取4、5MPa,细骨料含水率为3、1%;粗骨料含水率为0。
6%)工地需要配置强度等级为C35的混凝土,求工地每方混凝土的水:水泥:细骨料:粗骨料用量理论配合比及施工配合比。
解:据题意已知条件计算C35混凝土理论配合比;1、水灰比计算:混凝土配制强度=35+1、645标准差4、5=42、4回归系数;ab根据石子品种查表得碎石a=0。
46,b=0。
07水泥实际强度=42、51、1=46。
75W、C=0。
4646。
75、(42、4+0。
460。
0746。
75)=0。
492、计算每立方米混凝土水泥用量;用水量、水灰比=190、0。
49=388kg、m3核验水泥用量是否符合耐久性允许最小水泥用量260kg、m3,计算得水泥用量388kg、m3大于规定符合3、选用砂率=37%4、计算每立方米混凝土砂、石用量,按重量法计算;已知每立方米混凝土用水量=190kg、m3,水泥用量=388kg、m3,砂率=37 %,假定混凝土拌合物2400kg、m3388+G+S+190=2400S、(G+S)=0。
第十四章:水泥砼路面设计(例题与习题) 例14.1 已知水泥混凝土路面结构为:土基弹性模量为MP E 250=,垫层厚cm h 153=,MP E 1503=,基层厚cm h 182=,MP E 10002=,面层水泥混凝土厚cm h 221=,MP E 280001=。
(1) 求基层顶面当量回弹模量t E ;(2) 求基层顶面计算回弹模量tc E ;(3) 求纵缝边缘中部最大应力ps σ。
解:由题有:(1) 由62515003==E E ,cm h 153=, 查图16-11(P 426),在横轴上62515003==E E 处作竖直线,与曲线cm h 153=相交,从交点作水平线,与纵轴相交于1.9,所以,垫层顶面当量回弹模量MP E E t 5.47*9.103==。
继续,由215.47100032==t E E ,cm h 182=, 查图16-11(P 426),在横轴上215.47100032==t E E 处作竖直线,与曲线cm h 182=相交,从交点作水平线,与纵轴相交于3.2,所以,基层顶面当量回弹模量MP E E t t 152*2.332==。
(2) 由公式:t tc E n E *=有:322.1)(*10*718.18.03==-t c E hE n ,有:MP E n E t tc 201*==。
(3) 方法一:查图法由cm h 221=,3.139201280001==tc E E ,查图16-13(P 429),在上横轴上cm h 221=处作竖直线,与曲线3.139201280001==tc E E 相交,从交点作水平线与直线kN P 100=相交,从交点作竖直线与下横轴相交于1.7,所以纵缝边缘中部最大应力MP ps 7.1=σ。
方法二:公式法由表16-10,有:A=0.8738,m=0.7381,n=0.8266。
由公式:20h P Al n mps =σ,取15.0=c μ,30.0=s μ, 则:cm E E h l c s s c 3.61)1(6)1(*3220=--=μμ 所以,纵缝边缘中部最大应力MP h P Al n m ps 694.120==σ。
4.2.1 重力式挡土墙的设计(1)设计资料:① 车辆荷载,计算荷载为公路-Ⅱ级。
② 填土内摩擦角:42°,填土容重:17.8kN/m 3,地基土容重:17.7kN/m 3,基底摩擦系数:0.43,地基容许承载力:[σ]=810kPa 。
③ 墙身材料采用5号砂浆砌30号片石,砌体a γ=22kN/m 3,砌体容许压应力为[]600=a σkPa ,容许剪应力[τ]=100kPa ,容许拉应力[wl σ]=60 kPa 。
(2)挡土墙平面、立面布置图4.1 挡土墙横断面布置及墙型示意图(尺寸单位:m )路段为填方路段时,为保证路堤边坡稳定,少占地拆迁,应当设置路堤挡土墙,拟采用重力式挡土墙。
(3)挡土墙横断面布置,拟定断面尺寸具体布置如上图所示。
(4)主动土压力计算 ①车辆荷载换算当H ≤2m 时,q=20.0kPa;当H ≥10m 时,q=10.0kPa 此处挡土墙的高度H=10m ,故q=10.0 kPa换算均布土层厚度:0100.6m 17.8q h γ=== ②主动土压力计算(假设破裂面交于荷载中部)破裂角θ:由14α=-︒,42φ=︒,422122φδ︒===︒ 得:42142149ψφαδ=++=︒-︒+︒=︒0011(2)()(31020.6)(310)92.322A a H h a H =+++=⨯++⨯⨯+=00011()(22)tan 22113 4.5(4.5 1.5)0.610(102320.6)tan(14)2231.8B ab b d h H H a h α=++-++=⨯⨯++⨯-⨯⨯+⨯+⨯-︒=tan tan tan 490.68834.5θψθ=-+=-︒==︒验核破裂面位置:堤顶破裂面至墙踵:()tan (103)tan34.58.93m H a θ+=+︒= 荷载内缘至墙踵:()tan 4.510tan14 1.58.49m b H d α+-+=+⨯︒+= 荷载外缘至墙踵:()0tan 4.510tan14 1.5715.49m b H d l α+-++=+⨯︒++= 由于破裂面至墙踵的距离大于荷载内缘至墙踵的距离并且小于荷载外缘至墙踵的距离抗滑稳定性验算,所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。
位置接缝做法钢筋
横向
缩缝
4~6m设置一道,一般做成假缝且不设连接钢筋,
高等级、重交通需要设置
?
? ?
施工缝尽量选在缩缝或胀缝处
纵向
缩缝B>4.5m,设带拉杆的假缝形式
? 施工缝一次摊铺小于路面宽度时,设带拉杆的平缝形式
位置接缝做法钢筋
横向
缩缝
4~6m设置一道,一般做成假缝且不设连接钢筋,
高等级、重交通需要设置
传力杆胀缝临近桥梁或其他固定构造物处或其他道路相交处
施工缝尽量选在缩缝或胀缝处
纵向
缩缝B>4.5m,设带拉杆的假缝形式
拉杆施工缝一次摊铺小于路面宽度时,设带拉杆的平缝形式
2600
2508507575
250850C30水泥混凝土 厚24cm 注:图中尺寸单位均以cm计。
水泥稳定碎石基层 厚38cm C30水泥混凝土1:1.52%
图例:
水泥稳定碎石级配碎石2%1:11:1浆砌片石级配碎石底基层 厚20cm
2%M7.5浆砌片石加固土路肩
(厚度30cm)1:1.5
2%硬路肩硬路肩中央分隔带250
序号实测项目检测工具或方法
1 弯拉强度△钻芯劈裂法
2 平整度3m直尺测得k(mm)
3 板厚度△钻芯取样法
4 抗滑构造深度铺砂法
5 相邻板间的高差抽量
6 纵横缝顺直度拉线
7 路面中线平面偏位经纬仪
8 路面宽度抽量
9 纵断高程水准仪
10 路面横坡水准仪。
一.典型试题解析例1-1 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别?材料含水后的影响?答:三者均表示材料单位体积的质量。
但测定方法不同,计算时采用的体积不同。
密度:采用材料的绝对密实体积;表观密度:采用材料的表观体积(实体体积+闭口孔隙体积);堆积密度:采用材料的堆积体积(材料总体积+颗粒间空隙体积)。
含水对密度、表观密度无影响,因密度、表观密度均指绝对干燥状态下的物理常数。
对堆积密度的影响则较为复杂,一般含水后堆积密度增大。
【评注】本题目主要考查密度、表现密度、堆积密度的基本概念。
相同点在于三者都是表示材料单位体积的质量,不同点在于计算时三者的体积概念不同。
材料密实体积——绝于状态,绝对密实,不含任何孔隙。
材料表观体积——自然状态,含闭口孔隙,不含开口孔隙。
材料堆积体积——绝干或含水状态,自然堆积状态,含颗粒间空隙。
例1-2 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174,178,165mpa,求该石材的软化系数,并判断该石材可否用于水下工程。
答:该石材的软化系数为kr=fb/fg=165/178=0.93∵该石材的软化系数为0.93>0.85,为耐水石材,∴可用于水下工程。
【评注】考点为软化系数的概念及耐水标准,还应区别气干和绝干状态。
软化系数为材料吸水饱和状态下的抗压强度与材料在绝对干燥状态下的抗压强度之比。
筛孔尺寸(mm)例1-1 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别?材料含水后的影响?答:三者均表示材料单位体积的质量。
但测定方法不同,计算时采用的体积不同。
密度:采用材料的绝对密实体积;表观密度:采用材料的表观体积(实体体积+闭口孔隙体积);堆积密度:采用材料的堆积体积(材料总体积+颗粒间空隙体积)。
含水对密度、表观密度无影响,因密度、表观密度均指绝对干燥状态下的物理常数。
对堆积密度的影响则较为复杂,一般含水后堆积密度增大。
【评注】本题目主要考查密度、表现密度、堆积密度的基本概念。
课后习题答题要点第十五章 水泥混凝土路面设计1. 介绍我国的水泥路面设计方法(包括设计指标、设计理论和设计步骤等)(1)设计指标水泥混凝土路面结构设计以设计基准期内行车荷载和温度梯度综合作用所产生的面层板疲劳断裂作为设计标准,并以设计基准期内最重轴载和最大温度梯度综合作用所产生的面层板极限断裂作为验算标准。
(2)设计理论:将路面视作弹性半空间地基有限大矩形小挠度薄板(3)设计步骤①根据相关的设计依据,进行行车道路面结构的组合设计(初拟路面结构,包括路床、垫层、基层和面层的材料类型和厚度),依据交通等级、公路等级和所选变异水平等级初选混凝土板厚度。
②按照初拟路面结构的组合情况,选择相应的结构分析模型。
③参分别计算混凝土面层板(单层板或双层板的面层板)的最重轴载产生的最大荷载应力、设计轴载产生的荷载疲劳应力、最大温度梯度产生的最大温度应力及温度疲劳应力。
④当荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和与可靠度系数的乘积,小于且接近于混凝土弯拉强度标准值,同时,最大荷载应力与最大温度应力之和与可靠度系数的乘积,小于混凝土弯拉强度标准值,则初选厚度可作为混凝土板的计算厚度。
⑤贫混凝土或碾压混凝土基层或者双层板的下面层板,需计算其荷载疲劳应力,并检算荷载疲劳应力与可靠度系数的乘积是否小于其材料的弯拉强度标准值。
⑥若以上要求不能同时满足时,应改选混凝土面层板厚度或(和)整调基层类型或(和)厚度,重新计算,直到得到满足。
⑦计算厚度加6mm磨损厚度后,按10mm向上取整,作为混凝土面层的设计厚度。
2 环境因素对水泥混凝土路面有什么影响,设计时如何考虑该影响?影响因素主要有温度、水分以及二者的联合作用。
温度随时间的变化以及板上下的温度梯度,产生温度胀缩应力和翘曲应力,造成水泥混凝土路面发生拱起破坏或收缩开裂,冰冻影响混凝土的耐久性;水分的蒸发造成混凝土面板或无机结合料稳定基层出现干缩裂缝,水分使得基层冲刷;冰冻地区,路基可能会产生翻浆和冻胀。
水泥混凝土路面施工复习题1、路基干湿类型分为几种?新旧公路如何划分干湿类型?路面设计一般要求路基处于干燥或中湿状态。
⑴、路基干湿类型分为:干燥、中湿、潮湿和过湿;⑵、对于旧公路,按不利季节路槽底面以下80cm深度范围内路基土的平均稠度确定;对于新建公路,路基尚未建成,可用路基临界高度为标准来确定。
2、对路面的基本要求主要有哪几方面?路面的结构组成包括哪些?高级路面有哪几种?⑴、①强度、刚度和稳定性;②平整度;③抗滑性;④少尘;⑤耐久性;⑥噪声低。
⑵、面层、基层、垫层⑶、水泥混凝土路面、沥青混凝土路面、热拌沥青碎石路面、整齐石块作面层的路面3、路面垫层的作用?垫层材料要求是强度要求不高,水稳性、隔热性一定要好。
垫层起排水、隔水、防冻、防污和扩散应力的作用。
4、半刚性基层的材料包括哪几种?半刚性基层材料的特点是什么?粒料类基层有哪几种?⑴、半刚性基层的材料包括:水泥稳定类、石灰稳定类和水泥、石灰综合稳定类⑵、特点:整体性强、承载力高、刚度大、水稳性强是我国二级以上公路里面基层的主要结构形式。
⑶、粒料类基层常分为:嵌锁型和级配型5、表征土基强度与刚度指标有哪些?回弹模量和加州承载比6、水泥砼路面分块的目的是什么?混凝土板接缝分为哪几种?哪些情况下需设置胀缝?⑴、水泥砼路面分块的目的:为防止混凝土的干缩裂缝和冷缩裂缝;⑵、混凝土板接缝分为:纵缝和横缝。
其中纵缝包括纵向施工缝和纵向缩缝;横缝包括横向缩缝、横向施工缝和横向胀缝。
⑶、在临近桥梁或其他固定构造物处或与其他道路相交处应设置横向胀缝;在次要道路弯道加宽段起终点断面处的横向接缝,应采用胀缝形式7、防止砼路面板块出现横向位移有效措施是设置拉杆,拉杆采用什么钢筋?哪些位置该设置传力杆?传力杆采用什么钢筋?⑴、螺纹钢筋⑵、横向的缩缝、施工缝和胀缝处,⑶、光面钢筋8、为简化计算工作,通常选取板纵缝边缘中部为产生最大综合疲劳损坏的临界荷位。
混凝土板厚的设计依据是什么?混凝土板厚的设计依据是:我国规范采用荷载疲劳应力和温度疲劳翘曲应力综合作用所产生的疲劳损坏作为确定混凝土板厚的设计依据。
路面工程习题-练习(附答案)一、填空题(每空1分,共18分)1、沥青混合料按照强度构成原理可以分为密实型和嵌挤型两大类。
2、石灰土强度形成的机理主要是_离子交换_、结晶作用、火山灰作用和碳酸化作用四种化学和物理化学作用的结果。
3、水泥混凝土路面的主要破坏形式有断裂、唧泥、错台、拱起。
4、水泥混凝土路面的横向接缝有缩缝、胀缝、施工缝。
5、刚性路面板厚计算中应考虑的作用力因素主要有温度应力、荷载应力。
6、5、沥青混合料的配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段。
二、选择题(单选或多选题,每题1分,共25分)1、下列哪些是半刚性材料(CD)A.级配碎石 B.级配砾石 C.二灰土 D.水泥碎石2、影响沥青路面压实的主要因素有(ACD)A.压实温度 B.沥青用量C.碾压速度 D.碾压遍数3、水泥混凝土路面的优点有(ABD)A.强度高B.稳定性好C.开放交通早 D.耐久性好4、我国的沥青混合料配合比设计方法为(C)A.维姆法 B.Superpave法 C.马歇尔法D.重型击实法5、水泥混凝土混合料配合比设计的参数有(ACD)A.水灰比 B.稳定度 C.砂率 D.单位用水量6、碎石路面的强度形成主要依靠石料的(B)A.粘结作用 B.嵌挤作用 C.密实作用D.摩阻力作用7、表征路面抗滑性能指标的是(B)A.摆式摩擦系数B.构造深度C.平整度D.横坡度8、下列哪些是粒料类材料(C)A.水泥土B.二灰碎石C.级配碎石 D.石灰土碎石9、规范中沥青路面设计理论为(C)A.应力扩散理论B.板壳理论C.多层弹性连续体系理论 D.三层弹性体系理论10、以下属于高级路面的有(ABD)A.沥青砼B.水泥砼C.热拌沥青碎石D.SMA11、水泥混凝土路面横缝处设置的钢筋称为(B)A.拉杆 B.传力杆C,补强钢筋 D.拉筋12、测定路表平整度的设备有(CD)A.摆式摩擦系数仪 B.横向力系数测定车C.连续平整度测定仪 D.三米直尺13、公路沥青路面设计规范中路面结构的验算指标为(C)A.设计弯沉值 B.容许弯沉值C.弯拉应力 D.剪应力14、下列材料属于工业废渣的有(AD)A.粉煤灰 B.水泥C.石灰D.煤渣15、下列结合料稳定类适合作高速公路基层的有(AC)A.二灰砂砾B.水泥土 C.水泥砂砾 D.二灰土16、水泥混凝土路面设计时以重100KN的单轴荷载作为标准轴载,将其它轴重换算成标准轴载时是按(B)进行的。
水泥混凝土路面设计
公路自然区划II 区拟建一条二级公路,中湿路基为黏质土,采用普通混凝土路面,路面宽9m ,设计车道使用初期标准轴载日作用次数为2100,交通量年增长率为5%。
试设计水泥混凝土路面。
解: 1、交通分析
查表1可知二级公路的设计基准期为20年,其可靠度设计标准的安全等级为三级。
临界荷载位置处的车辆轮迹横向分布系数查表2取0.39. 设计基准期内的累计作用次数:
()[]()[]
次
420
1105.98805.039.0365105.01210036511⨯=⨯-+=-+=r r N N t
e η
查表3可知属重交通等级。
2、初拟路面结构
由表1可知安全等级三级的变异水平等级为中级。
根据二级公路、重交通等级和中级变异水平,查表4初拟普通混凝土面层厚度为0.22m 。
基层可选用水泥稳定粒料,厚0.18。
垫层为0.15m 的低剂量无机结合料稳定土。
普通混凝土板的平面尺寸为4.5m,长5m 。
纵缝为设拉杆的平缝,横缝为不设传力杆的假缝。
3、路面材料参数确定
取重交通等级的普通混凝土面层,查表5得弯拉强度标准值5.0MPa ,弯拉弹性模量标准值31GPa 。
中湿路基路床顶面回弹模量查表6得30MPa ,低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量为600MPa,水泥稳定粒料基层回弹模量为1300MPa. 4、计算基层顶面当量回弹模量
MPa h h h E h E E X 101315.018.015.060018.013002
22222212
22211=+⨯+⨯=++=
1
2
2112213
223
11)
11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D X
57
.2)15.06001
18.013001(4)15.018.0(1215.06001218.013001233=⨯+⨯++⨯+⨯=-
m E D h X X x 312.01013
57
.21212
33=⨯==
293
.430101351.1122.651.1122.645.045
.00=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫
⎝⎛-⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣
⎡⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-⨯=--E
E a X
792
.030101344.1144.1155
.055
.00=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⨯-=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=--E
E b X
MPa E E E ah E X b
x t 16530101330312.0293.4)(
3
1792.03
1
00=⎪⎭⎫
⎝⎛⨯⨯⨯==
5、普通混凝土面层的刚度半径
m E E h r t C 677.0165
3100022.0537.0537.033
=⨯⨯=
6、荷载应力
MPa
h r ps 259.122.0677.0077.0077.0260.0260.0=⨯⨯==--σ
7、修正系数确定
因纵缝为设拉杆平缝,查表7得到接缝传荷能力的应力折减系数 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
504
.2)105.988(057.04=⨯==n
e f N k
根据公路等级,查表8可得综合系数20
.1=c k
8、荷载疲劳应力
MPa
k k k ps c f j pr 29.3259.120.1504.287.0=⨯⨯⨯==σσ
9、翘曲应力
II 区最大温度梯度查表9取88℃/m 。
已知板长L=5m,L/r=5/0.67=7.46,普通混凝土的板厚87
.0=j k
h=0.22m,查图1得Bx=0.71。
则混凝土的温度翘曲应力:
MPa
B hT E X g
c c tm 13.271.028822.0310001012
5=⨯⨯⨯⨯⨯==
-ασ
10、温度疲劳应力系数
II 区的回归系数可查表10,温度疲劳应力系数:
532.0041.00.513.2828.013.20.5323.1=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫
⎝⎛⨯⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=b f a f k c r tm tm r t σσ
11、温度疲劳应力
MPa
k tm t tr 13.113.2532.0=⨯==σσ
12、可靠度系数
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%。
根据目标可靠度和变异水平等级,查表11得可靠度系数r r=1.13。
13、判断结构是否满足要求
()MPa
f r c tr pr r 0.599.413.129.313.1)(=≤=+⨯=+σσ
普通混凝土面层厚度0.22m 可以承受设计基准期内的荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。
表1水泥混凝土路面可靠度设计标准
公路技术等级 高速公路 一级公路 二级公路 三、四级公路 安全等级
一级
二级
三级 四级
设计基准期(年) 30
30 20
20
80
目标可靠度(%)95 90 85
目标可靠指标
1.64 1.28 1.04 0.84 变异水平等级低低-中中中-高
表2车辆轮迹横向分布系数
公路等级纵缝边缘处
高速公路、一级公路、收费站0.17-0.22
二级及二级以下公路行车道宽大于7m 0.34-0.39
行车道宽小于等于7m 0.54-0.62
表3水泥混凝土路面交通分级
交通等级特重重中等轻
设计车道标准轴
累计作用次数
Ne(10^4)
>2000 100-2000 3-100 <3
表4水泥混凝土面层厚度的参考范围
交通荷载等
级
极重特重重
公路等级- 高速一级二
级高
速
一级二级
变异水平等
级
低低中低中低中低中面层厚≥320320~280 300~260 280~240 270~230 260~220
度 (mm)
交通荷载等
中等轻
级
公路等级二级三、四级三、四级三、四级
高中高中高中
变异水平等
级
250~220 240~210 230~200 220~190 210~180 面层厚
度 (mm)
表5混凝土弯拉强度标准值
交通等级特重重中等轻
弯拉强度标准值 5.0 5.0 4.5 4.0
弹性模量(GPa)31 31 29 27
表6中湿路基路床顶面回弹模量经验参考值范围
土组公路自然区划
II III IV V VI
土质砂26-42 40-50 39-50 35-60 50-60
黏质土25-45 30-40 25-45 30-45 30-45
粉质土22-46 32-54 30-50 27-43 30-45
表7各类接缝的传荷系数
接缝类型挠度传荷系数应力传荷系数j k
设传力杆胀缝≥60≤0.82
不设传力杆胀缝50-55 0.84-0.86
设传力杆缩缝≥75≤0.75
设拉杆平口纵缝35-55 0.8-0.91
设拉杆企口纵缝77-82 0.72-0.74
表8综合系数
公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路综合系数Kc 1.3 1.25 1.20 1.10
表9最大温度梯度标准值Tg
公路自然区划II、V III IV、VI VII
最大温度梯度83-88 90-95 86-92 93-98
表10回归系数a、b和c的取值
系数自然区划
II III IV V VI VII
a 0.828 0.855 0.841 0.871 0.837 0.834
b 0.041 0.041 0.058 0.071 0.038 0.052
c 1.323 1.355 1.323 1.287 1.382 1.270
表11可靠度系数
变异水平等级目标可靠度(%)
95 90 85 80
低 1.2-1.33 1.09-1.16 1.04-1.08 -
中 1.33-1.5 1.16-1.23 1.08-1.13 1.04-1.07 高- 1.23-1.33 1.13-1.18 1.07-1.11。