日本法水泥路面.docx
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日本法水泥路面
日本法
4.1路床
(1)从高速公路施工实践得知,路床表面的承载力系数(K30)以>10Kg/cm3为宜。
(2)混凝土面板设计中,使用直径为75cm承载板时K(K75)值与K30间有如下关系:
K75=K30/2.2
K30:
荷载强度/垂直变形
4.2基层
4.2.1结构
(1)为了确保混凝土路面板厚和表面良好的平整度,基层应尽可能均匀、平整。
本规范中混凝土路面原则上采用水泥稳定基层。
(2)采用粒料基层时,以改善基层耐水性及平整度为目的,在基层上面设计4cm沥青中间层,这是粒料基层厚度以11cm为准。
(3)混凝土路面的标准断面可采用图4.1所示结构。
图4.1混凝土路面标准断面
4.2.2材料规格
表4.2基层材料质量规格与标准级配范围
(1)路床、路基材料的液限和塑性指数关系,表4.3.
表4.3路床、基层材料的稠度
(2)水泥稳定基层材料中常混有团粒(含土块)和软弱颗粒,除石屑及河砂外,其他材料团粒混入率应<10%。
(3)水泥稳定基层使用矿渣水泥和普通硅酸盐水泥即可,可选择配合比设计结果最经济的材料。
(4)设置沥青中间层时,下层水泥稳定基层或粒料类基层的骨料最大粒径可达40mm。
4.2.3配合比设计
(1)设计标准值
①水泥稳定基层:
无侧限抗压强度试验方法。
表4.4
表4.4水泥稳定基层的标准值
②沥青中间层:
沥青混合料马歇尔试验方法。
表4.5
表4.5沥青中间层的马歇尔实验标准值
③粒料基层:
CBR试验方法。
表4.6
表4.6粒料基层的标准值
考虑到现场施工条件下材料中可能混入团粒等不良影响,可将设计强度指标提高10%~20%。
4.3混凝土路面板
表4.7设计混凝土面板厚度
图4.2大型交通量与混凝土路面厚度
(1)混凝土路面板厚的理论计算方法有《水泥混凝土路面设计规范》所示设计方法。
还可参考日本道路工团实验所技术资料第408号《关于混凝土路面资料》,1982年3月。
(2)承受磨耗的地区,由于受轮胎的磨耗引起的车辙的影响,维修周期设计年限有可能低于20年。
(3)隧道内混凝土路面板后采用25cm。
(4)收费前后与主线相比,交通条件明显不同,该路段混凝土路面板厚考虑其使用条件采用25cm。
4.4铺筑范围与结构
2采用计算法求混凝土路面板厚的方法
混凝土路面板厚,是按轮载应力与温度应力的合成应力进行疲劳计算求解的。
混凝土路面板的设计包括对自由边缘,纵缝边缘及板中三部分进行设计计算。
2.1车轮荷载应力计算
σ=2.12(1+0.54μ)p/h2(log10l-0.75log10a-0.18)(自由边缘)
σ=1.59(1+0.54μ)p/h2(log10l-0.75log10a-0.18)(纵缝边缘)
σ=1.1(1+μ)p/h2(log10l-0.75log10a-0.268)(板中)
σ:
计算点(自由边缘,纵缝边缘,板中)最大抗折应力(kg/cm2)
μ:
混凝土泊松比
p:
车轮荷载(kg)
h:
混凝土路面板厚(cm)
E:
混凝土弹性模量(kg/cm2)
l:
相对刚度半径=(Eh3/12(1-μ2)K)1/4(cm)
K:
基层承载力系数(kg/cm2)
设计时所用的大型车轮载分布按表12.车轮荷载距板边及板中距离不同时,板边板中应力系数如表13,设计时采用的车轮频度关系见表14.
2.2温度应力计算
σt=0.35CW×α×E×θ’
σt:
混凝土板底面的温度应力设计值(kg/cm2)
CW:
翘曲约束系数(表15)
α:
混凝土的膨胀率
θ’:
混凝土板的温度差(表16)
轮载应力与温度应力组合值见表17.
2.3疲劳设计
轮载应力和温度应力合成后的混凝土疲劳应力曲线,以下图为准。
2.4计算例
设计年限取20年,设计数值如表18.
温度应力计算及温度应力与轮载应力合成的应力,如表21.
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