既有改扩建路面结构水泥混凝土基层拼宽疲劳开裂验算案例
就上一期半刚性基层路面结构验算来继续展开，没看第一期的可看这里，交通量数据分析等均省略。
本段为水泥混凝土基层+水稳碎石底基层，根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）4.4.6规定，水泥混凝土基层应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)的相关要求，主要为3.0.5条中混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产生疲劳断裂作为设计标准，同时基层顶面当量回弹模量Et的最小值应满足《广东省公路路面典型结构应用技术指南》6.2.1第四条款要求。
主要计算步骤如下：
根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)附录B2.3-1具体计算步骤如下：
■B.2.4
（1）求得粒料层当量回弹模量、求得与粒料层总厚度hx有关的回归系数以求得新建公路的板底地基当量回填模量，并与指南进行对比检算；
（2）求得混凝土面层板的截面弯曲刚度、求得混凝土面层板的相对刚度半径；
■ B.4.2、B.2.3、B.2.1
（1）根据B.4.2-2求得设计轴载在下层板临界荷位处荷载应力；
（2）根据B2.3-1求得设计基准期内的荷载疲劳应力系数；
（3）根据B.2.1求得综合系数；
（4）可靠度系数取1.25；
■ B.4.2
（1）根据B.4.2-1求得设计轴载在下层板处荷载应力；
（2）根据3.0.5求得基层材料弯拉强度设计值与标准值进行比较，确定是否满足设计要求。
1初拟路面结构方案
初拟路面结构方案需保证水泥混凝土基层与其齐平，考虑老路的加铺，初拟路面结构方案如下：
与此同时，建立有限块体模型，考虑单圆荷载作用下的弹性层状结构进行分析，随后利用荷载的叠加原理得到双圆标准轴载作用下的结构应力分布，除按照规范进行路面结构验算外，分析路面结构力学响应情况，如位移、应力应变等分析。
交通量输入参数一致，所以设计轴载计算结果完全相同。
根据公式（A.4.2）计算得到：
（1）对应于沥青混合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为7554.06万次；
（2）对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为4554.71万次；
（3）对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为532219.56万次；
（4）对应于路基顶面竖向压应变当量设计轴载累计作用次数为14131.85万次；
（5）本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为2332.21万辆，交通等级属于重交通，经过计算大客车及中型以上货车交通量为3238.75辆/d·车道，因此属于二级特重交通。
根据《广东省公路路面典型结构应用技术指南》表3.2.1，最小路基回弹模量应为60MPa方能满足设计要求。
1.无机结合料层疲劳开裂验算（不以该项为设计指标）
虽然不以该项为设计指标，本次仍进行了无机结合料底基层的疲劳开裂验算。
2.基层材料弯拉强度检算
根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)：
■B.2.4
（1）求新建公路的板底地基当量回填模量为248.6Mpa，不小于特重交通要求的120Mpa；
（2）求得混凝土面层板的截面弯曲刚度为32.8MN·N，求得混凝土面层板的相对刚度半径为0.6161m。
■ B.4.2、B.2.3、B.2.1
（1）根据B.4.2-2求得设计轴载在下层板临界荷位处荷载应力0.569Mpa；
（2）根据B2.3-1求得设计基准期内的荷载疲劳应力系数3.012；
（3）根据B.2.1求得综合系数1.15；
（4）可靠度系数取1.25；
■ B.4.2
（1）根据B.4.2-1求得设计轴载在下层板处荷载应力1.971Mpa；
（4）根据3.0.5求得基层材料弯拉强度设计值为2.46Mpa，与标准值2.6Mpa进行比较，满足设计要求。
基于此编制了水泥混凝土基层计算表格：
由上表可知，所选路面结构和材料能满足各项验算内容的要求。
为综合验算及评价路面结构设计的合理性，建立有限块体模型，考虑单圆荷载作用下的弹性层状结构进行分析，随后利用荷载的叠加原理得到双圆标准轴载作用下的结构应力分布，除按照规范进行路面结构验算外，分析路面结构力学响应情况，如位移、应力应变等分析。
模型求解平衡后，Z方向总位移呈W型分布，当距轮中心的距离越近时，路面结构的路表位移越大，当距轮中心的距离越远时，路表位移则越小，其中在当量圆圆心处不同轴载的路表位移均达到最大值，而轮隙中心的路表位移较于当量圆圆心处小。
由于计算采用手算就可以对基层疲劳开裂进行检算，计算表格编制过程也不难，如果大家有需要水泥混凝土基层疲劳断裂检算表格的话，还是那句话，留言留言留言
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