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湖南省属IV区，雨量充沛集中，雨型季风性强，台风暴雨多，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，路面结构应结合排水系统进行设计。土基为黏质土，湿软，强度低。
采用普通混凝土路面，路面宽度7 m。经交通调查分析得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为2000。 1．交通分析
由 ，二级公路的设计使用年限为20年，安全等级为三级。由表 ，临界荷位处的车轮轮迹横向分布系数取0.54，取交通量年平均增长率为5％。按试（ ）可计算得到设计年限内标准轴载累计作用次数Ne为
20 NS(1?gr)t?1?3652000??1?0.05??1?365Ne? ???0.54gr0.05?????1.303?107次属重交通等级。 2．初拟路面结构
由表 知，相应于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变异水平等级，查表 ，初拟普通混凝土面层厚度为0.22m，基层厚度为0.30m，排水基层选用多孔隙水泥稳定碎石，厚为0.10m，底基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚0.20m，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3.5m、长4 m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 3．路面材料参数确定
按表 和表 ，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值为31Gpa。
查表 ，路基土回弹模量取30MPa。查表 ，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，多孔隙水泥稳定碎石基层回弹模量取1300MPa。
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计算基层顶面当量回填模量如下：
Ex1?h2E2?h3E3h2?h33223221300?0.202?600?0.152??1048Mpa0.202?0.1522?h?h3?EhEhDx1?22?33?212124?11?????Eh??22E3h3?2?11300?0.203600?0.153?0.20?0.15??11???????
121241300?0.20600?0.15???3.08(MN?m)?1hx1?312Dx1/Ex1?312?3.08/1048?0.328(m)?0.45?0.45?????Ex1?1048????6.22??1?1.51??a?6.22?1?1.51????4.322?E???30??????0??????Ex1?b?1?1.44??E???0??0.55?1048??1?1.44???30???0.55?0.7961/3?Ex1?b??Et1?ahxE10???E0?1/3
?1048??4.322?0.3280.796?30????30??175Mpa底基层顶面当量所对应的厚度为0.175m。
Ex2?Dx2h1E1?h4Et1h1?h43223221300?0.102?175?0.1752??452Mpa220.10?0.1752Eh?h?h4?Eh?11?t14?112124?11???EhEht14?112?????11300?0.103175?0.1753?0.10?0.175??11???????
121241300?0.10175?0.175???0.655(MN?m)?1hx2?312Dx2/Ex2?312?0.655/452?0.259(m)??Ex2a?6.22?1?1.51??E??0??????0.45?0.45????452???6.22??1?1.51?????3.44930?????????Ex2?b?1?1.44??E???0??0.55?452??1?1.44???30???0.55?0.6761/3?Ex2?b??Et2?ahxE20???E0?1/3
?452??3.449?0.2590.792?30????30??103Mpa普通混凝土面层的相对刚度半径计算为：
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r?0.5373Ec/Et2?0.537?331000/103?0.794m
4．荷载疲劳应力
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?0.7940.6?0.22?2?1.385MPa
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载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数为： Kf?Nen?(1.303?107)0.057?2.544； 根据公路等级，由表16-24。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=1.20。
荷载疲劳应力计算为
?pr?KrKfKc?ps?0.87?2.544?1.20?1.385?3.68Mpa 5.温度疲劳应力
查全国公路自然区划图可知，该区处在IV区，查表得IV区最大温度梯度取86（℃/m）。普通混凝土面层板长4m，L/r=4/0.794=5.04，由图16-14可知普通混凝土面层h=0.22m，Bx=0.66。
最大温度梯度时普通混凝土板的温度翘曲应力计算为
?tm??cEchTg21?10?5?31000?0.22?86Bx??0.66?1.94MPa
2普通混凝土面层温度疲劳应力系数Kt
已知，该区自然区划为IV区，a?0.841,b?0.058,c?1.323
c1.323??fr???tm?5.0??1.94???a??Kt??b?0.841??0.058?????0.470??tm??f1.945.0?????????r?? 温度疲劳应力计算为：?tr?Kt?tm?0.470?1.94?0.91MPa可编辑
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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%。查表16-22，确定可靠度系数γr=1.08。
?r??pr??tr??1.08??3.68?0.91??4.957MPa?fr?5.0MPa
因而，所选普通混凝土面层厚度（0.22m）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。
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二级水泥混凝土路面结构设计
