黄河JN150 黄河 JN362 跃进 230 日野KB211 太拖拉138 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 49.00 101.60 63 127 60.00 200.00 50.20 104.30 51.4 160 10416.50 1.00 396.60 2.354×﹣106 381.70 2.086×﹣6 492 492 21 21 350 350 123 123 74 74 2.26 634.26 5.13 0.06 14.64 47.85 1.04 0.05 0.85 4.19 412.10 2.089×10 ﹣6480.80 3.066×﹣106 N???iNi(i?1nPi16) P712.37

② 计算累计当量轴次

根据表设计规范，二级公路的设计基准期为20年，安全等级为四级，轮迹横向分布系数?是0.54~0.62取0.62，gr?0.069，则

Ns(1?gr)t?1?365323.64?(1?0.069)20?1Ne????365?0.62?2969916gr0.069其交通量在100?104~2000?104中，故属重型交通。 旧路弯沉资料: 桩号 K3+500 K3+800 K3+950 K4+100 弯沉值 187 160 169 158 桩号 K3+600 K3+850 K4+000 K4+200 弯沉值 120 196 165 99 桩号 K3+750 K3+900 K4+050 K4+300 弯沉值 113 131 156 165 ????K4+350 K4+600 K4+900 190 162 182 K4+400 K4+700 K4+950 183 144 183 K4+500 K4+800 K5+000 158 126 185 弯沉值数据的处理及原路面当量回弹模量计算 1).第一段:(K3+500~K3+950) 原路面实测弯沉值的平均值:

L=(187+120+113+160+196+131+169)/7=164.14

标准差: S?计算弯沉值:

?l01?l1???l202?l1?...?l0n?l1n?2??2?7.51

l1??l1?ZaS?K1K2K3

??164.14?1.645?7.51??1.2?1.0?1.0?211.79?0.01mm?

2p?2?0.7?10.65m1m2?1000?1.1?1.0?77.44Mpa l1211.79

当量回弹模量: Et?1000

2).第二段:(K4+000~K4+400)

L=(165+156+158+99+165+190+183)/7=145.14 标准差:

S??l01?l2???l202?l2?...?l0n?l2n?2??2?7.16

计算弯沉值: l2?l2?ZaSK1K2K3

=(145.14+1.645?7.16)1.2?1.0 ?1.0=188.34

??当量回弹模量: Et?1000

2p?2?0.7?10.65m1m2?1000?1.1?1.0?58.57Mpa l1280.023).第三段(K4+500~K5+000)

L=(158+162+144+126+182+183+185)/7=162.86

标准差:

S??l03?l3???l203?l3?2?...?l0n?l3??2n?3.49

计算弯沉值: l2?l3?ZaSK1K2K3

=(162.86+1.645 ?3.49) ?1.2 ?1.0 ?1.0=202.32

??当量回弹模量: Et?10002p?2?0.7?10.65m1m2?1000?1.1?1.0?70.57Mpa 计l1232.41算中各参数均查取自<规范>.

( 2 )原路面层顶当量回弹模量计算

由于在柔性路面的旧路上用水泥混凝土进行补强,需重新计算原路面当量回弹模量:

Et?1373913739??52.36Mpa 1.041.04l1211.79 ( 3）路面结构组合设计

对水泥混凝土路面而言,基础的回弹模量对路面结构的影响并不大, 同时出于对施工便利,原料采购等方面因素的考虑.故对三路段采用同一结构进行补强.采用路段二的当量回弹模量进行设计计算.

①初拟路面结构

三级公路相应的安全等级为四级，变异水平为高。根据三级公路、重交通等级和高级变异水平等级，初拟普通混凝土面层厚度为22cm，基层采用沥青碎石，厚15cm；普通混凝土板的平面尺寸为长5m，宽度为3.75m纵缝为拉杆平缝，横缝为不设传力杆的假缝。

②确定基层顶面当量回弹模量Es,Etc

由设计资料土基回弹模量E0?39.16MPa，沥青碎石E1?1300MPa 设计弯拉强度：fcm?5.0MPa，Ec?3.1?104MPa 计算基层顶面当量回弹模量如下：

h12E1?0.152?1300 Ex?2??1300MPa 2h10.15E1h13(h1)21?1 Dx??()

124E1h11300?0.153(0.15)21??()?1 ?0.37(MN?m)

1241300?0.1512Dx312?0.373 hx?()?()?0.150m

Ex1300??E1300?0.45??)?4.278 a?6.22??1?1.51(x)?0.45??6.22??1?1.51?(?E39.16??0??11 b?1?1.44(Ex?0.551300?0.55)?1?1.44?()?0.790 E039.1611E13003 Et?ahE0(x)3?4.278?0.1500.790?39.16?()?120.289MPa

E039.16bx

普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B.1.3-2）计算为： r?0.537h(EcEt)?0.537?0.22?(3.1?1013413)?0.472?m? 39.16④计算荷载疲劳应力?p

按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为： ?ps?0.077r0.6h?2?0.077?0.4720.6?0.22?2?1.158MPa

因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数Kr?0.87。考虑设计基准期内荷应力累计疲劳作用的疲劳应力系数

0.057Kf?Ne0.057?2969916?2.33

根据公路等级，考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损坏影响的综合系数Kc?1.10

按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为

?pr?KrKfKc?ps?0.87?2.33?1.10?1.158?2.592MPa ⑤温度疲劳应力

由《规范》查得Ⅳ区最大温度梯度取92(℃／m)。

?10.593 , 板长5m ,l?5r0.472 由图B.2.2可查普通混凝土板厚h?0.22cm,Bx?0.690。按式（B.2.2）,最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：

?tm?acEchTg21?10?5?31000?0.22?92Bx??0.690?2.165MPa

2 温度疲劳应力系数Kt，按式（B.2.3）计算为 Kt??fr??tmc5.0?2.1651..323?a()?b?0.841?()?0.058?0.508 ????tm?f2.1655.0??r?? 再由式（B.2.1）计算温度疲劳应力为 ?tr?Kt?tm?0.508?2.165?1.099MPa

查表3.0.1 ，三级公路的安全等级为四级，相应于四级安全等级的变异水平为中~高级，目标可靠度为80%。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.3，确定可靠度系数rr?1.11

按式（3.0.3）

rr(?pr??tr)?1.11?(2.592?1.099)?4.097MPa?fr?5.0MPa ∴所选普通混凝土面层厚度（0.22cm）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。

三.水泥混凝土路面设计 1）轴载分析

本地区交通组成情况如下表

交通组成表 车 型 解放 CA-10 B 黄河 JN-150 总重后轴重后轴数 辆 / 日 车 型 解放 CA-10 B 150.60 101.6 1 360 黄河 JN-150 （ kN ） （ kN ） 80.25 60.0 1 900