6.5 路面结构计算
6.5.1 单层混凝土板荷载应力分析应按下列步骤进行:
1 选取混凝土板的纵向边缘中部作为产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位。
2 标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力应按下式确定:
6.5.3 双层混凝土板荷载应力分析应按下列步骤进行:
1 双层混凝土板的临界荷位为板的纵向边缘中部。标准轴载在临界荷位处产生的上层和下层混凝土板的荷载疲劳应力σpr1和σpr2,分别按式(6.5.1-1)计算确定;但结合式双层板仅需计算下层板的荷载疲劳应力σpr2。其中,应力折减系数、荷载疲劳应力系数和综合系数的确定方法,与单层混凝土板完全相同。
2 标准轴载在临界荷位处产生的分离式双层板上层和下层的荷载应力或者结合式双层板下层的荷载应力,应按下列公式计算:
6.5.4 双层混凝土板温度应力分析应按下列步骤进行:
1 双层混凝土板上层和下层的温度疲劳应力σtr1和σtr2分别按本规范式(6.5.2-1)计算确定,但分离式双层板仅需计算上层板的温度疲劳应力σtr1,结合式双层板仅需计算下层板的温度疲劳应力σtr2。其中,温度疲劳应力系数的确定方法与单层混凝土板相同。
2 分离式双层混凝土板上层的最大温度翘曲应力应按下列公式计算:
6.5.5 混凝土板厚度计算宜符合下列规定:
1 应依据所设计的道路技术等级,确定路面结构的设计安全等级以及相应的设计基准期、目标可靠度和变异水平等级。
2 调查采集交通资料,应包括初始年日交通量、日货车交通量、方向和车道分配系数、各类货车的轴载谱、设计基准期内交通量年平均增长率等。
3 应将各级轴载作用次数换算为标准轴载的作用次数,并计算设计车道的初始年日标准轴载作用次数;应依据道路等级和车道宽度,选定车辆轮迹横向分布系数;应根据设计基准期内设计车道上的标准轴载累计作用次数,确定设计车道的交通等级。
4 应依据施工技术、管理和质量控制的预期水平,选定路面材料性能和结构尺寸的变异水平等级,并依据所要求的目标可靠度,确定可靠度系数。
5 应根据道路等级和交通等级,并按设计道路所在地的路基土质、温度和湿度状况、路面材料供应条件和材料性质以及当地已有路面使用经验,进行结构层组合设计,初选各结构层的材料类型和厚度。
6 应根据交通等级,选取水泥混凝土的最低抗弯拉强度标准值,确定混合料试配弯拉强度的均值,进行混凝土混合料组成设计;并应通过试验或经验数值确定相应的混凝土弹性模量。
7 应按所选基层和垫层材料类型,进行混合料配合比设计,通过试验或经验数值确定各类混合料的回弹模量标准值。
8 对新建道路,应依据土组类型和道路所在地的自然区划按经验值确定路床顶面的回弹模量标准值。将路床顶面以上和基层顶面以下的各结构层转化成单层后,计算确定基层顶面的当量回弹模量值。对改建道路,应通过弯沉测定确定旧路面的计算回弹弯沉值后,计算确定旧路面顶面的当量回弹模量值。
9 应按道路等级选定综合系数,按纵缝类型和基层情况选取应力折减系数,应按设计基准期内标准轴载累计所用次数计算荷载疲劳应力系数,计算标准轴载产生的荷载应力。
10 应按道路所在地的自然区划确定最大温度梯度,确定温度应力系数,计算最大温度应力,计算温度疲劳应力系数,确定温度疲劳应力值。
11 当荷载疲劳应力同温度疲劳应力之和与可靠度系数乘积小于且接近混凝土弯拉强度标准值,则初选厚度可作为混凝土面层的计算厚度。否则,应改选面层厚度,重新计算,直到满足要求为止。面层设计厚度应为计算厚度按10mm向上取整。