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混凝土路面结构设计及其验算
一、初拟路面结构1.确定荷载等级:根据老师给的交通量,进行轴载换算,有两种方法(以轴型为基础和以车辆类型为基础),算出Ne,再根据P215表6-16确定出荷载等级。(轴载换算可利用excel)2.选择面层类型:面层板主要有:普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土、钢纤维混凝土等面板(一般选择普通混凝土面层板,其他面板的厚度和普通混凝土面板的一样,因为钢筋并非为增加板的抗拉强度而加,而是为了可以限制裂缝的扩张),面层板的厚度参照p398表9-15确定。3.基层的确定:基层材料的选择和厚度的确定根据p398表9-17来确定。(基层选择粒料类的最好)4.功能层:功能层一般是为了应对特殊需求而设置,功能层的类型有:防冻层、排水层、加固类三种。具体见p399的内容,功能层厚度一般在150~200mm之间。注:功能层在结构验算中是要参与的(在计算地基顶面当量回弹模量时)
二、结构验算1.选择计算模型:根据p400的内容和自己初拟的基层类型选择计算模型,常用的是(1)弹性地基单层板模型(2)弹性地基双层板模型。最好选择弹性地基单层板模型,因为单层板验算简单。(1)单层板模型验算:(所有公式在p402、p403、p404、p391,计算例子在p405)○1计算地基顶面当量回弹模量Et(这里的地基是指的是面层板以下所有的结构层,回弹模量的查找和沥青路面基层在同一页)○2荷载应力:(1)混凝土面层板的疲劳应力计算spr(先算荷载应力sps,再算三个修正系数Kr、Kc、Kf,最后算spr)(2)计算最重轴载在临界荷处产生的最大荷载应力sp,max(先算spm,再算修正系数Kr、kc,这两个系数和前边值一样,最后算sp,max)○3温度应力:(1)面层板最大温度应力st,max(先算BL,再算CL,最后算st,max)(2)面层板疲劳应力str(先算kt,再算str)○4两种极限状态的验证:p391的式9-42和9-43第一个是疲劳应力(荷载疲劳应力+温度疲劳应力),验证其是否小于水泥混凝土弯拉强度值。第二个式最大应力(最重轴载在临界荷位处产生的最大荷载应力+最大温度梯度产生的最大翘曲应力),验证其是否小于水泥混凝土弯拉强度值。(2)双层板模型验算:(所有公式见p408、p409,计算例子见p409)双层板模型验算与单层板模型验算相比,多了一个下层板荷载疲劳应力的计算(先算荷载应力,再算荷载疲劳应力,不是所有的双层板模型中的下层板都要计算荷载疲劳应力,只有碾压混凝土、贫混凝土、水泥混凝土下层板才要计算荷载疲劳应力)
三、HPDS 2017使用方法在使用该软件计算时,不分是计算模型1还是2,他能根据你输入的基层的材料自动套用模型1还是2的公式,而且该软件还可以计算旧沥青混凝土路面上铺装水泥混凝土面层时的地基顶面当量回弹模量,前提是你要有弯沉值。 作者:bili_36195540622
二、结构验算1.选择计算模型:根据p400的内容和自己初拟的基层类型选择计算模型,常用的是(1)弹性地基单层板模型(2)弹性地基双层板模型。最好选择弹性地基单层板模型,因为单层板验算简单。(1)单层板模型验算:(所有公式在p402、p403、p404、p391,计算例子在p405)○1计算地基顶面当量回弹模量Et(这里的地基是指的是面层板以下所有的结构层,回弹模量的查找和沥青路面基层在同一页)○2荷载应力:(1)混凝土面层板的疲劳应力计算spr(先算荷载应力sps,再算三个修正系数Kr、Kc、Kf,最后算spr)(2)计算最重轴载在临界荷处产生的最大荷载应力sp,max(先算spm,再算修正系数Kr、kc,这两个系数和前边值一样,最后算sp,max)○3温度应力:(1)面层板最大温度应力st,max(先算BL,再算CL,最后算st,max)(2)面层板疲劳应力str(先算kt,再算str)○4两种极限状态的验证:p391的式9-42和9-43第一个是疲劳应力(荷载疲劳应力+温度疲劳应力),验证其是否小于水泥混凝土弯拉强度值。第二个式最大应力(最重轴载在临界荷位处产生的最大荷载应力+最大温度梯度产生的最大翘曲应力),验证其是否小于水泥混凝土弯拉强度值。(2)双层板模型验算:(所有公式见p408、p409,计算例子见p409)双层板模型验算与单层板模型验算相比,多了一个下层板荷载疲劳应力的计算(先算荷载应力,再算荷载疲劳应力,不是所有的双层板模型中的下层板都要计算荷载疲劳应力,只有碾压混凝土、贫混凝土、水泥混凝土下层板才要计算荷载疲劳应力)
三、HPDS 2017使用方法在使用该软件计算时,不分是计算模型1还是2,他能根据你输入的基层的材料自动套用模型1还是2的公式,而且该软件还可以计算旧沥青混凝土路面上铺装水泥混凝土面层时的地基顶面当量回弹模量,前提是你要有弯沉值。 作者:bili_36195540622
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