第三分篇(1分篇)第五章 水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计 水泥混凝土路面的设计理论和标准
水泥混凝土路面的设计理论
对地基采用不同的模型，其中主要有三种，： ➢文克勒（Winkler）地基模型，如图2-14-a所示。 ➢弹性半空间地基模型，如图2-14-b所示。 ➢巴斯特纳克（Pasternak）地基模型，如图2-14-c所示，来自a）Winkler地基模型
b）弹性半空间地基模型
c）Pasternak地基模型
设计标准和验算标准
小结
水泥混凝土路面结构分析采用弹性地基板理论。我国现行规范规定 水泥混凝土路面设计采用弹性地基板理论，而地基模型则采用以弹性模 量和泊松比表征的弹性地基模型。以在行车荷载和温度梯度综合作用下， 不产生疲劳断裂作为设计标准。
水泥混凝土路面的设计理论
基本假定条件： ➢板为具有弹性常数 （弹性模量）和 （泊松比）的等厚弹性体； ➢作用于板上的荷载，可近似地忽略竖向压缩应变和剪切应变的影响， 利用薄板弯曲理论进行计算分析； ➢弹性地基在接触面处对板仅作用竖向反力，即地基和板之间无摩阻力； 同时，在荷载作用下，板同地基的接触保持完全连续，板的挠度即为地 基顶面的挠度。
水泥混凝土路面的 设计理论和标准
模块二
01
公路
02
路面设计
03
04
识读沥青路面
沥青路面设计
识读水泥混凝土路面
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面 设计理论和标准
C目 录 ONTENTS
1 水泥混凝土路面的设计理论 2 水泥混凝土路面的设计标准与验算标准
水泥混凝土路面的设计理论
➢ 水泥混凝土路面结构分析采用弹性地基板理论。弹性地基板理论 把刚度大的水泥混凝土面层看作是支承于弹性地基上的小挠度弹性板。 水泥混凝土面板的刚度远大于基层（功能层）和路基的刚度，在荷载作 用下，具有良好的荷载扩撒能力，其所产生的弯曲变形远小于其厚度， 因此，可采用小挠度薄板理论分析。 ➢我国现行规范规定水泥混凝土路面设计采用弹性地基板理论，而地基 模型则采用以弹性模量和泊松比表征的弹性地基模型。
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计水泥混凝土路面设计是道路工程设计的重要组成部分，其设计原则和规范的制定对保障道路的安全和使用寿命具有重要意义。
随着科技的进步和经验的积累，水泥混凝土路面设计规范也在不断完善和更新。
以下是最新规范下的水泥混凝土路面设计内容。
一、基本要求1.路面设计应满足道路使用功能的需要，保证安全、舒适和可持续使用。
2.路面设计应考虑当地气候条件、交通量和设备状况等因素，确定适当的厚度和结构形式。
3.路面设计应满足最低使用期限要求，并考虑日常维护和修复的便利性。
二、材料选择1.水泥：采用符合国家标准的水泥，确保材料质量和性能的稳定性。
2.粗细骨料：采用符合国家标准的骨料，保证骨料的强度和稳定性。
3.混凝土配合比：根据设计要求，选择合适的配合比，确保混凝土的强度和耐久性。
三、路面厚度设计1.路面厚度应根据设计交通量、使用年限和地质条件等因素确定，确保路面的承载能力和使用寿命。
2.路面厚度设计应满足最小标准厚度要求，并考虑增加适当的厚度以提高路面的耐久性。
3.路面厚度设计应考虑垮塌、裂缝和变形等因素，避免由于路面不均匀沉降引起的损坏。
四、路面结构1.路面结构形式应根据设计交通量和地理条件等因素确定，包括刚性路面、半刚性路面和柔性路面等形式。
2.刚性路面一般适用于交通量较大的道路，半刚性路面适用于交通量适中的道路，柔性路面适用于交通量较小的道路。
3.路面结构形式应考虑降低噪音、提高舒适性和减少油污等因素，并采取合适的措施进行防滑处理。
五、施工工艺1.路面施工应按照国家标准和规范的要求进行，采用适当的施工方法和工艺措施。
2.路面施工应进行充分的土质处理和水平校正，确保路面的平整度和纵坡要求。
3.路面施工应严格控制施工质量和厚度，避免出现坑洼、裂缝和不均匀沉降等问题。
六、养护管理1.路面养护管理应建立完善的制度和方案，包括定期巡检、维护和修复等工作内容。
2.路面养护管理应及时发现和处理路面损坏和缺陷，减少进一步扩大和加剧的可能性。
水泥混凝土路面—水泥混凝土路面设计
1 交通分析——交通荷载分级
水泥路面的设计轴载及轴载换算
按疲劳断裂设计标准进行结构分析时，以轴重100kN的单轴-双轮
组荷载作为设计轴载。对极重交通荷载等级的水泥混凝土路面，宜
选用货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。各级轴载作
贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度 不宜小于40mm。无机结合料稳定碎石基层上应设封层。
面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。
平面尺寸及接缝设计
❖ 平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝 两侧的横缝不得相互错位。
❖ 纵向接缝的间距（板宽）宜在3.0~4.5m范围内选用。 ❖ 横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混
混凝土面层板的温度翘曲应力系数CL与单层板公式不同。
温度翘曲应力系数CL
CL
1 11
sinh t cost cosht sin t cost sin t sinh t cosht
t L / 3rg
knrg4 Dc r3 knr4 Dc rg3
1
r
Dc
Dc
Db Db
kn
r ( pr tr ) fr r ( p.max t.max ) fr
r bpr fbr
水泥混凝土路面设计示例
设计示例
公路自然区划Ⅲ区新建一条高速公路，单向三车道，行车道宽 11.75m。路基土为黄土（低液限粉土），路床顶距地下水位2.0m， 当地粗集料主要为花岗岩。拟采用碾压混凝土做基层。应交通调查分 析得知，设计轴载Ps=100KN，最重轴载Pm=250KN，设计车道使用 初期设计轴载日作用次数为42000，交通量年平均增长率为7%。试 设计该路面厚度。
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计水泥混凝土路面是道路建设中常用的路面类型，它具有强度高、耐久性好等优点，但其设计和施工过程中需要注意一些关键问题。
路面结构水泥混凝土路面的结构一般为：路面表层、基层和底层。
其中，路面表层是直接承受车辆荷载的层，是路面的耐久层；基层主要承受荷载分布于整个路面的作用，起到了均匀传递载荷的作用；底层则是为了减小地基沉降而设置的。
具体来看，水泥混凝土路面的结构如下所示：•路面表层：水泥混凝土面层•基层：水泥稳定碎石层•底层：碎石或湿土层路面设计车道宽度设计在水泥混凝土路面设计中，首先要确定车道宽度。
车道宽度一般可以根据不同的车辆通行量和车辆类型以及道路用途而进行设计。
常用的方法有：•根据设计车速和车辆类型选取标准车道宽度•根据车辆通行量和道路用途等因素确定车道宽度路面厚度设计水泥混凝土路面的主要结构是由水泥混凝土层构成，因此在路面设计中，需要根据不同的使用条件，按照一定的厚度要求来设计路面。
路面设计中确定厚度时需考虑以下因素：•路面结构：要求各层结构厚度合理。
•交通荷载：需要考虑设计年限内的车辆通行量及类型，计算得出车辆引起的荷载。
•路面类型：降低路面等级可以减少厚度和成本。
基层厚度设计基层厚度设计是水泥混凝土路面设计中的关键环节，基层结构是影响路面耐久性和运行状况的主要因素。
基层厚度应根据地基土壤承载力及所选材料的性能特点，采用试验和计算方法进行。
施工要点水泥混凝土路面的施工是确保路面质量的关键。
在施工过程中，需要注意以下要点：•批量施工，保证混凝土配合比准确。
•严格控制施工平整度和厚度，并保证道路质量和尺寸的精度。
•采用合适的光洁度和防滑性的表面处理方法，确保行车安全。
•对于白天和晚上的建设，应有不同的安全措施和设施。
水泥混凝土路面设计和施工关乎到道路质量和使用寿命，需要仔细论证和科学规划。
在路面设计和施工中，需要注意车道宽度、路面厚度和基层厚度等关键要点，并严格控制施工过程中的各项参数，确保路面质量达到设计要求。
水泥混凝土路面设计(最新规范)
注：本文档为手算计算书文档，包含公式、计算过程在内，可供老师教学，可供学生学习。
下载本文档后请在作者个人中心中下载对应Excel计算过程。
（若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议，请私信作者！）团队成果，侵权必究！（温馨提示，本文档没有计算功能，请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格，填入基本参数后，Excel表格会计算出各分项结果，并显示计算过程！）1.水泥混凝土路面设计1.1引言水泥混凝土路面板为刚性路面，具有较高的力学强度，在车轮荷载作用下变形较小。
所以，混凝土板通常工作在弹性阶段。
本水泥混凝土路面设计主要依据《公路水泥混凝土路面设计规范》。
在荷载图示方面采用静力作用均布面荷载，在地基模型方面，采用温克勒地基模型。
在路面板形态方面，采用半空间弹性地基有限大矩形板理论。
1.2题目广西隆林至百色高速公路（K10+800~K16+000）沥青及水泥混凝土路面设计。
1.3设计资料1、自然条件本项目（K10+800~K16+000）位于广西西北端，是滇、黔、桂三省区结合部，属广西山区与云贵高原东南边缘的过渡地带，区域地势由西北向东南逐渐降低，地形以山地为主。
当地属亚热带季风气候类型。
2、设计参数本道路预测交通量较大，重载运营车辆较多，超载现象严重。
标准轴载采用BZZ-100。
沥青路面设计年限（基准期）为15年。
水泥混凝土路面设计年限（基准期）为30年。
设计基准期内，预测交通量年增长率为8%~12%。
设计初始年交通组成如表1所示。
设计路段路基土为粘性路，路基平均填土高度为2.0m。
地下水位为地面下-1.0m。
2.行车荷载2.1车辆的类型和轴型由交通调查和预测得知，本路建成初期每昼夜双向混合交通量组成如上表，通过查表可知车辆轴重参数如下：在满足任务要求的前提下拟定年平均交通增长率为8.0%。
轴载换算由《公路水泥混凝土路面设计规范》得标准轴载的有关计算参数见下表：水泥混凝土路面结构设计以100KN 的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。
水泥混凝土路面设计告诉你每一步骤以及相应的规范
水泥混凝土路面设计告诉你每一步骤以及相应的规范水泥混凝土路面是一种常见的道路建设材料，在公路、城市道路和停车场等地广泛使用。
正确的路面设计可以提高路面的强度和耐久性，确保道路的平稳和安全。
下面将详细介绍水泥混凝土路面设计的每一步骤以及相应的规范。
第一步：确定设计要求在进行水泥混凝土路面设计之前，首先需要确定设计要求。
设计要求包括路面功能、交通量、设计速度、地形和气候条件等因素。
根据不同的要求，选择合适的水泥品种和合理的路面厚度。
第二步：确定路面结构根据设计要求，确定水泥混凝土路面的结构。
路面结构一般包括基层、底基层、底面层和面层。
基层是用来承载荷载并分散荷载的层，底基层是用来增加整体稳定性和承载力的层，底面层是用来保证路面平整度和强度的层，面层是用来保护底部层和提供驾车舒适性的层。
第三步：确定路面厚度根据交通量、荷载和土质条件等因素，确定水泥混凝土路面的厚度。
通常，路面厚度应根据所使用水泥的强度、设计速度和建设成本进行选择。
厚度的计算可以采用厚度设计软件或经验公式进行。
第四步：确定材料配合比根据设计要求和路面厚度，确定水泥混凝土路面的材料配合比。
配合比应满足强度、耐久性和施工性能等要求。
一般情况下，水泥混凝土的配合比包括水灰比、水泥用量、砂石比例和添加剂使用等。
第五步：确定施工工艺根据路面结构和材料配合比，确定水泥混凝土路面的施工工艺。
施工工艺包括挖掘、排水、基层处理、摊铺、压实和养护等步骤。
挖掘要求按照设计要求进行，排水要求保证路面排水畅通，基层处理包括平整化、加固和压实等。
摊铺时要保证均匀的厚度和完整的沥青面层，压实要使用合适的振动器进行。
第六步：确定养护措施以上是水泥混凝土路面设计的每一步骤以及相应的规范。
正确的设计和施工可以提高水泥混凝土路面的强度和耐久性，延长其使用寿命。
另外，需要注意的是，本文仅为基础指导信息，具体的设计和施工应根据当地的道路设计规范进行。
水泥混凝土路面设计
为了简化计算工作，通常选取使面层板内产生最大应力或最大疲劳损坏的 一个荷载位置作为应力计算时的临界荷位。现行设计方法采用疲劳断裂作 为设计标准，利用可考虑荷载应力和温度应力综合疲劳作用下的疲劳方程， 分析不同接缝传荷能力的路面疲劳损耗.
2.荷载应力计算
设计轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力应按下式计算：
错台、唧泥产生原因：
混凝土板下存在自由水 总轴载的反复作用 细粒料的流动
面层：普通混凝土、碾压混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、钢纤维混
凝土
普通混凝土：纵缝位置通常按车道宽度设定缝内设置拉杆，横缝间距 一般采用（4·6m）随基层刚度的增大而减小，交通繁重时缝内设置传 力杆
碾压混凝土：平整度较差，接缝处难以设置拉杆或传力杆
tr kt tm
tm
c Ec hTg
2
BL
BL 1.77e4.48hc CL 0.131 1 CL
CL
1 sinh t cos t cosh t sin t cos t sin t sinh t cosh t
t L 3r
kt
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tm
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tm
fr
c
b
五 设计过程 1.收集并分析交通参数； 2.初拟路面结构； 3.确定材料参数； 4.计算荷载疲劳效应； 5.计算温度应力； 6.检验初拟路面结构。
水泥混凝土路面结构设计
目录
01 结构组成和组合设计 02 普通混凝土路面设计及程序 03 复合式混凝土路面设计
结构组成和组成设计
一、结构组成及要求
组成： 路基、垫层、基层、面层、路肩、路面排水
要求： 出现不均匀支撑的情况
膨胀性黏土不均匀收缩、膨胀变形
水泥混凝土路面施工设计
水泥混凝土路面施工设计水泥混凝土路面是指使用水泥作为主要胶凝材料，与石料、细集料和水按照一定比例混合制成的路面材料。
水泥混凝土路面具有强度高、耐久性强、施工方便等特点，广泛应用于各种道路、机场跑道、停车场等场所。
本文将对水泥混凝土路面的施工设计进行详细介绍。
一、基础处理在进行水泥混凝土路面施工之前，必须对基础进行处理。
首先，清除基础上的油污、灰尘等杂物，并保持基础表面干燥。
其次，进行基础的平整、压实和处理。
如果基础较为松软，可以采取填土加固的方式，提高基础的承载能力。
二、材料选用在水泥混凝土路面的施工过程中，需要选用合适的材料。
首先，选择优质的水泥，保证水泥的质量和稳定性。
其次，选择合适的石料、细集料和水，确保混凝土的强度和耐久性。
在选择石料时，应考虑石料的硬度、强度和颗粒分布等因素。
三、混合比设计水泥混凝土路面的混合比设计是路面施工的关键。
根据路面的设计要求和使用环境，确定合适的混合比。
混合比设计包括水灰比、石料、细集料和水的配合比例。
通过试验和实践，确定最佳的混合比，以保证混凝土的强度和耐久性。
四、施工工艺水泥混凝土路面的施工工艺主要包括浇筑、振实和养护。
首先，在施工之前，需要搭建好施工框架，确保混凝土的浇筑和振实工作能够顺利进行。
其次，在浇筑阶段，需要根据混凝土的流动性和稠度进行浇筑，确保整个路面的均匀性和密实性。
最后，在养护阶段，需要对新浇筑的水泥混凝土路面进行养护，保持路面的湿润和温度适宜，防止龟裂和开裂的产生。
五、质量控制在水泥混凝土路面施工的过程中，需要进行质量控制，确保路面的质量达到设计要求。
质量控制包括对原材料的检验、混凝土的强度试验、路面平整度的检测等。
通过对施工过程的全程监控和质量检验，确保施工质量和路面的使用寿命。
六、环境保护在水泥混凝土路面施工的过程中，需要注意环境保护问题。
首先，在施工现场周围设置挡土墙和护坡，防止施工期间的泥沙和污水流入附近的河流和水域。
其次，在施工过程中，减少噪音和粉尘的产生，保护周边环境。
第三分篇(1分篇)第五章水泥混凝土路面设计
(5)路肩水泥混凝土面层的厚度通常采用与行车道面层等厚，其基层宜与 行车道基层相同。选用薄层时，其厚度不宜小于150mm，基层应采用开级 配粒料。
第十七页，共51页。
第三节 水泥混凝土路面接缝设计
❖ 水泥混凝土面层板具有热胀冷缩的性质。由于一年四季气温的变化， 水泥混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩，从而引起混凝土板的轴 向变形。
❖ 设缝目的：防止温度变化引起的胀缩应力、翘曲应力和施工要求。 ❖ 接缝设置（如图）
图3-1-5-2 a)混凝土板的翘曲变形 b) 开裂 c)
断裂
图3-1-5-3 路面接缝设置 1指横缝；2指纵缝
断裂类
1．水泥混凝土面层的强度特性
强度
• 立方体强度 • 棱柱体抗压强度 • 劈裂强度 • 抗拉强度 • 弯拉强度 • 剪切强度 • 黏结强度抗弯拉强度 Nhomakorabea劈裂强度
水泥混凝土抗压强度与耐磨性的关系
第六页，共51页。
1．水泥混凝土面层的强度特性
❖ 1）抗压强度 ❖ 试件的标准尺寸：150× 150×l50mm； ❖ 2）弯拉强度 ❖ 试件的标准尺寸：150mm×150mm×550mm（28d龄期） ❖ 3）劈裂强度：试件的尺寸为圆柱体试件l00mm或150mm ❖ 4）抗拉强度：试件的尺寸为150×150×l50mm立方体
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第一节 水泥混凝土路面设计综述
滑模施工
钢筋混凝土路面
第二页，共51页。
第一节 水泥混凝土路面设计综述
——以水泥混凝土做面层(配筋或不配筋)的路面，亦称刚性路面。 面层板和基(垫)层所组成
水泥混凝土路面设计
70cm、直径18-20mm、间距1.0-1.5m螺纹筋。 ②拉杆设置土路面构造
a
b
c
分别是什么缝？？？
➢4）纵横缝的布置
2、水泥混凝土路面构造
①交角：纵缝与横缝一般垂直正交，纵缝两旁的横缝一般成一条直线。 在交叉口、匝道位置处，尽量使得纵横缝的夹角为钝角；
向裂缝。 原因：①混凝土摊铺机仅能摊铺一个车道宽度，纵缝做成真缝形式（平头缝）
②混凝土摊铺机全路幅摊铺，摊铺宽度两侧做成真缝；摊铺宽度范围内按照车道宽度设置纵缝， 做成假缝或者企口缝；
2、水泥混凝土路面构造
➢2）纵缝的位置 ①根据路面设计宽度，按3～4.5m设置，一般等间距。 ②一般选择在车道标线处；靠近中央分隔带的内侧车道，路缘带与车道间不另设纵缝；外侧车道，纵 缝外移路缘带宽度；
2、水泥混凝土路面构造
2、水泥混凝土路面构造
5）水泥混凝土路面的接缝的设置
✓ 设置目的
①水泥混凝土硬化过程中的收缩； ②施工过程应设置横向工作缝和纵向工作缝； ③混凝土面板的热胀冷缩
温度均匀变化时：水平拉伸或水平压缩 温度不均匀变化时：白天，板表面温度高于板底温度，水泥砼板中部有向上隆起的趋势，受阻后，
但未经处治的砂砾基层细料含量和塑性指数不能太高，否则仍会产生唧泥。
2、水泥混凝土路面构造
➢ （1）基层的作用 ③防冰冻 在季节性冰冻地区，用对冰冻不敏感的粒状多孔材料铺筑基层，可减少路基的冰冻深度，减
轻冰冻的危害作用。
④防毛细水对基层的影响 在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层可排除路表渗入水及隔断地下毛细水。 ⑤提供施工平台 面层施工(如立侧模，运送混凝土混合料等)提供方便。
公路水泥混凝土路面设计规范
1总则1．0．1 为适应交通运输发展和公路建设的需要，提高水泥混凝土路面的设计质量和技术水平，保证工程安全可靠、经济合理，制定本规范。
1．0．2 本规范适用于新建和改建公路和水泥混凝土路面设计。
1．0．3 水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析确定。
水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配制等。
水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应，满足预定的使用性能要求。
1．0．4 水泥混凝土路面设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语、符号2．1 术语2．1．1 水泥混凝土路面cement concrete pavement以水泥混凝土做面层（配筋或不配筋）的路面，亦称刚性路面。
2．1．2 普通混凝土路面plain concrete pavement除接缝区和局部范围外面层内均不配筋的水泥混凝土路面，亦称素混凝土路面。
2．1．3 钢筋混凝土路面jointed reinforced concrete pavement面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路面。
2．1．4 连续配筋混凝土路面continuous reinforced concrete pavement面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。
2．1．5 钢纤维混凝土路面steel fiber reinforced concrete pavement在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。
2．1．6 复合式路面composite pavement面层由两层不同类型和力学性质的结构层复合而成的路面。
2．1．7 水泥混凝土预制块路面concrete block pavement面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。
2．1．8 碾压混凝土roller compected concrete采用振动碾压成型的水泥混凝土。
水泥混凝土路面施工设计方案
目录第一章综合说明一、编制依据二、编制原那么三、编制范围四、工程概况五、主要工程数量第二章施工总体部署一、部署原那么二、组织机构三、总体目标第三章工程施工方案和方法一、路基放样二、挖方路基施工三、水泥混凝土面层第四章质量保证体系及质量保证措施一、质量创优目标二、质量保证体系及质量目标的实现三、质量保证总体措施四、分项工程质量保证措施五、原材料质量保证措施六、成品保护措施第五章平安保证体系及平安保证措施一、平安施工管理目标二、平安保证体系三、平安措施第六章工期保证措施一、工期保证措施二、工期奖罚措施第七章季节性施工措施一、雨季施工措施二、夏季施工措施第八章环境保护与文明施工措施一、环境保护及文明施工管理体系二、文明施工及环境保护措施第一章综合说明一、编制依据〔一〕、业主与我单位共同签订的工程承包施工?合同书?和招标文件、设计图纸及变更记录。
〔二〕、******************工程施工设计图。
〔三〕、现场踏勘、调查所掌握的第一手资料。
〔四〕、我单位现有技术力量、队伍素质、机械装备、财务实力和组织协调能力及多年来在类似工程施工中积累的丰富施工经历。
二、编制原那么〔一〕、遵循设计图纸、施工标准、规程、验收标准的原那么。
在编写主要工程施工方法中，严格按设计图纸要求，执行现行施工标准、规程及验收标准，确保工程质量。
〔二〕、坚持实事求是的原那么。
在制定各具体工程实施方案过程中，充分研究、分析本工程的特点、难点，坚持科学组织、合理安排、均衡生产，确保优质高效完本钱合同段建立任务。
〔三〕、坚持施工全过程严格管理的原那么。
在各道工序施工中，认真自检，严格执行监理工程师指令，尊重业主和设计代表意见，严格管理。
〔四〕、坚持专业化作业与综合管理相结合的原那么。
在施工组织安排上，以专业队为根本组成形式，机械化作业为主，充分发挥专业人员和先进优良设备之优势，并采取综合管理手段合理配置，以到达整体优化目的。
〔五〕、实施工程法管理，利用网络技术对生产资源及生产诸要素进展优化配置，保证实现本钱、工期、质量、平安及社会信誉等预期目标。
水泥混凝土路面设计
1-2
13 25.6 19.7 59.2 28.7 68.2 21.3 61.4 28.7 68.2 23.7 69.2 49 101.6 50.2 104.3
736.813 1
616.215 1
524.16 1
595.868 1
524.16 1
569.13 1
416.456 1
412.145 1
2750 2750 800 800 530 530 1700 1700 630 630 850 850 870 870 600 600
1.35×10-8 0.93×10-6 2.53×10-6 0.182 5.89×10-4 1.161 1.82×10-5
0.69 6.99×10-4
1.38 4.79×10-5
2.35 4.001 1121.550 4.022 962.82
拖挂车 前轴
1-1
60
382.07
240
五十铃
后轴
2-3
第5章 水泥混凝土路面设计
5.1 交通量计算：
根据我国的《公路自然区划标准》（JTJ013-86），本项目属于湖
南省境内，为东南湿热Ⅳ区。现拟新建一条高速公路，双向四车道，设
计基准期为30年，交通量年平均增长率为8.5%，车道系数0.20，路基土
为粘性土。
计算设计日通过的标准轴载作用次数
车 型 车 轴 轴轮型
，混凝土线膨胀系数。 温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为 ，
其中a,b,c为回归系数：本项目在湖南，为Ⅳ5区，分别取0.841， 0.058，1.323。
再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为 由表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的 变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水 平等级，查表3.0.3，，确定可靠度系数，取为1.26 按式（3.0.3） 综上所述，所选的普通混凝土面层厚度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。
水泥混凝土路面设计说明书
水泥混凝土路面设计说明书第一篇：水泥混凝土路面设计说明书水泥混凝土路面设计说明书路面设计的原则路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。
路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50％以上。
因此，做好路面设计是至关重要的。
路面设计内容应包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计、路面结构设计和经济评价。
1.1 路面类型与结构方案设计路面类型选择应在充分调查与勘察道路所在地区自然环境条件、使用要求、材料供应、施工和养护工艺等，并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。
由于路面工程量大，基垫层材料应尽可能采用当地材料，并注意使用各类废弃物。
必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。
同时，应注意路面的功能和结构承载力等是通过设计、施工、养护等共同保证的，可采用寿命周期费用分析技术合理确定路面类型和结构。
1.2 路面建筑材料设计路面建筑材料设计往往是路面设计中不受重视的一块内容，原因在于设计仅仅依据设计规范或当地经验确定路面结构层次，指定各层次材料的标准规范名称。
本次设计运用了大学期间所学的工程技术与材料科学知识，合理考虑了道路所在地的自然环境、材料所在路面结构层次的功能等，论证合理地选择了材料类型和建议配比。
1.3 路面结构设计路面结构设计就是对拟订的路面结构方案和选定建筑材料，运用规范建议的设计理论和方法对结构进行力学验算。
现阶段公路路面使用的路面类型主要有沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，设计者应综合考虑当地的环境、降水、材料、交通量等各方面因素后选定路面的类型，然后进行设计。
路面设计2.1 水泥混凝土路面结构设计标准现行《公路水泥混凝土路面设计规范》的设计标准主要以路面表面设计弯沉值作为设计控制指标，验算道路路面水泥混凝土面层能否承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。
2.2 累计当量轴次计算Ne=[(1＋r)t－1]×365N1η/rNe—设计年限内一个车道上的累计当量轴次（次）t—设计年限N1—路面竣工后第一年的平均日当量轴次（次/d）r—设计年限内交通量的平均年增长率η—横向分布系数，取0.362.3 各层材料计算参数的确定2.3.1 水泥混凝土路面结构设计主要需要确定混凝土路面设计弯拉强度和弯拉弹性模量，土基、基层、垫层的回弹模量，对基层，应注意其顶面的当量回弹模量和计算回弹模量的确定。
水泥路面设计
水泥路面设计110水泥路面设计本次课程设计要求将上学期勘测设计课程设计所设计的路线全线进行水泥路面设计，并绘制完整的路面设计图纸。
为了降低路面的设计难度，凡根据规范要求需要进行设计钢筋混凝土路面的部分，可以仍然按照普通混凝土路面进行设计，但是需要在设计说明书中加以说明。
第一节水泥路面设计的主要内容水泥混凝土路面设计，应根据公路的使用要求，结合当地环境因素、材料供给、施工经验等，通过技术经济分析，确保路面能按规定的安全等级和目标可靠度，承受预期的交通荷载作用。
设计内容主要包括：(1)结构组合设计拟定结构层次，选定各层材料类型及厚度。
(2)材料组成设计按照交通等级所规定的抗折强度及其它技术性能的要求，通过理论和经验计算得到混凝土配合比。
(3)平面分块设计路面板通常划分成矩形板，板块宽度为一个车道宽，长度略大于横向宽度，一般取1.1：1~1.3；交叉口，车道宽度变化处等特殊路段，应进行个别设计。
(4)接缝设计按照接缝功能，并基于方便施工的原则，进行接缝构造设计。
(5)水泥混凝土路面厚度设计以弯抗强度作为厚度设计控制指标，初拟混凝土板厚度，计算荷载疲劳应力( p rσ)与温度疲劳应力(tr σ)产生的综合应力，在足够的可靠度水平下，不超过混凝土的抗弯拉强度。
第二节水泥路面结构组合设计⒈面层水泥混凝上面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整度好。
面层一般采用素混凝土。
如果面板的平面尺寸较大、形状不规则，或路面结构下埋有地下设施、高填方、软土地基、填挖交界段的路基有可能产生不均匀沉降时，应采用钢筋混凝土面层。
承受重载、大交通的高等级公路可选用连续配筋混凝土面层。
二级及二级以下公路、服务区停车场，可选用碾压混凝土作面层。
标高受限制路段、收费站、混凝土加铺层、桥面铺装等处，可选用钢纤维混凝土面层。
服务区停车场、二级及二级以下公路桥头引道沉降未稳定段的路面，可选用由矩形或异形混凝土预制块铺砌的面层。
预制块的长度一般为20~25cm ，宽度10~12.5cm ，长宽比通常为2：1。
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起终点处的宽度不应小于1m。
四、交叉口接缝布设
应与交通流方向相适应，并易于排水 整齐美观，方便施工
混凝土板板角不宜小于900
分清相交道路主次，保持主要道路的接缝位置和形式全线贯通 考虑主、次道路的协调性，必要时可调整主要道路的横缝位置。
交叉口接缝布设
1－纵缝(企口式) 2－胀缝 3－缩缝
图3-1-5-11 混凝土路面与斜交桥梁相接时的构造示意
4．混凝土面层与沥青路面相接
图3-1-5-12 混凝土路面与沥青路面相接段的构造布置 （单位：mm）
第四节 普通水泥混凝土路面设计简介
一、普通水泥混凝土路面设计方法
我国现行的《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D402011）中，对混凝土路面设计引入了目标可靠度、材料性能和 结构尺寸参数的变异水平等级等指标来进行设计。
第一节 水泥混凝土路面设计综述
滑模施工
钢筋混凝土路面
第一节 水泥混凝土路面设计综述
——以水泥混凝土做面层(配筋或不配筋)的路面，亦称刚性路面。 面层板和基(垫)层所组成
车辆荷载 面层 基层 垫层
路基
水泥混凝土路面分类 普通混凝土路面 钢筋混凝土路面 连续配筋混凝土路面 钢纤维混凝土路面 复合式路面 水泥混凝土预制块路面
第三篇 第五章
路面工程
（第一分篇）
水泥混凝土路面设计
教学要求
1.知道水泥混凝土路面设计的基本原理和特点； 2.能正确选用水泥混凝土路面的面层、基层和底基层、垫层 的类型； 3.叙述水泥混凝土路面构造、板块划分和各种接缝的适用性 ； 4.知道公路水泥混凝土路面设计应收集的资料及分析、处理 的方法； 5.知道水泥混凝土路面设计的依据、内容和方法； 6.会进行普通水泥混凝土路面纵向与横向的缩缝、胀缝、施 工缝设计； 7.会计算单层水泥混凝土面层的厚度。
三、水泥混凝土路面的特点
优点：
强度高： 稳定性好： 缺点： 水和水泥用量大： 有接缝，舒适性差： 开放交通迟： 修复困难： 对超载敏感；
耐久性好：
能见度好： 平整度和粗糙度好：
养护费用少，运输成本低
第二节 水泥混凝土路面结构组合设计
一、路基
路基——要求稳定、密实、均质．变形小；
0.40~0 0.50~0 0.60~0 0.75~1 .60 .70 .90 .20 0.45~0 0.55~0 0.70~1 0.80~1 .70 .80 .00 .30
易冻胀土
潮湿路基 很易冻胀土
三、面板
理论分析表明，混凝土面板的横断面宜采用中间薄两边厚的型 式（厚边式），但施工不便，实际情况一般采用等厚式断面。
4．传力杆
传力杆应采用光面钢筋。横向缩缝传力杆的尺寸、间距和要求 与胀缝相同，可按表3-1-5-6选用。 传力杆尺寸和间距（mm）
面层厚度（mm） 220 240 260 280 ≥300 传力杆直径 28 30 32 32-34 34-36 传力杆最小长度 400 400 450 450 500
交通荷载等级
公路等级 高速
特
重
一级 二级 高速
重
一级 二级
变异水平等级
面层厚度 （mm） 交通荷载等级
低 320～ 280
中 300～ 260
中
低
中
低
中
低
中
280～240 等
280～240 270～230
260～220 轻
公路等级
变异水平等级 面层厚度 （mm） 高
二级
中 250～ 220
三、四级
高 240～210
表3-1-5-6
传力杆最大间距 300 300 300 300 300
二、纵向接缝的构造
1.纵向施工缝
一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。
2.纵向缩缝
普通水泥混凝土路面一次铺筑宽度大于4.5m时，碾压混凝土面 层一次铺筑宽度大于7.5m时，应设置纵向缩缝。
图3-1-5-8 纵缝构造（尺寸单位：mm） a）纵向施工缝；b）纵向缩缝
注：拉杆直径、长度和间距的数字为直径×长度×间距
三、纵横向接缝的布设
普通水泥混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土和钢纤维混凝土 面层的平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交
，纵缝两侧的横缝不得相互错位。
横向接缝的间距（即板长）应按面层类型和厚度选定：普通 水泥混凝土面层宜为4～6m，面层板的长宽比不宜超过 1.35。 纵向接缝的间距（即板宽）宜在3.0～4.5m范围内选用。 纵缝应与路线中线平行。在路面等宽的路段内或路面变宽路 段的等宽部分，纵缝的间距和形式应保持一致。路面变宽段的加 宽部分与等宽部分之间，应以纵向施工缝隔开。加宽板在变宽段
一、水泥混凝土路面力学特性
水泥混凝土属脆性材料，抗弯拉强度比抗压强度低得多，水泥混 凝土面层在车轮荷载作用下，当弯拉应力超过混凝土的极限弯拉强度 时，水泥混凝土板便产生断裂破坏。常见破坏——断裂破坏、疲劳破 损、温度翘曲应力引起的破坏。
接缝类
断裂类
1．水泥混凝土面层的强度特性
强度
• 立方体强度 • 棱柱体抗压强度
图3-1-5-5 横向缩缝构造 （尺寸单位：mm） a）设传力杆假缝型；b）不设传力杆假缝型
2．横向缩缝的构造（适用高速公路）
高速公路的横向缩缝槽口宜增设深20mm、宽6～10mm的浅槽 口，其构造如图
图3-1-5-6 浅槽构造（尺寸单位：mm）
3．横向施工缝的构造
图3-1-5-7 横向施工缝构造（尺寸单位：mm） a）设传力杆平缝型；b）设拉杆企口缝型
第三节 水泥混凝土路面接缝设计
水泥混凝土面层板具有热胀冷缩的性质。由于一年四季气温的变化 ，水泥混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩，从而引起混凝土板 的轴向变形。 设缝目的：防止温度变化引起的胀缩应力、翘曲应力和施工要求。 接缝设置（如图）
图3-1-5-2 a)混凝土板的翘曲变形 b) 开裂 c)断裂
水泥混凝土弯拉强度标准值
交通荷载等级
水泥混凝土的弯拉强度标准值 (MPa) 钢纤维混凝土的弯拉强度标准值 (MPa) 极重、 特重 ≥5.0 ≥6.0
表3-1-5-1
中等
4.5 5.5
重
≥5.0 ≥6.0
轻
4.0 5.0
2．水泥混凝土面层的疲劳特性
水泥混凝土面层承受行车荷载及温度和湿度变化所产生的应力
的反复作用。水泥混凝土出现疲劳损坏时所能经受的反复应力重复 作用次数，称为水泥混凝土的疲劳寿命。疲劳寿命随反复应力的增
大而减小，不同疲劳寿命时水泥混凝土能承受的反复应力的大小，
称作水泥混凝土的疲劳强度。
规范规定
水泥混凝土路面面层是以行车荷载疲劳应力和温度疲劳应力 综合作用下不产生断裂作为设计标准，即行车荷载产生的荷载疲 劳应力和温度翘曲疲劳应力之和不超过水泥混凝土弯拉强度的设 计值。
抗弯拉强度
劈裂强度
• 劈裂强度
• 抗拉强度 • 弯拉强度 • 剪切强度 • 黏结强度
水泥混凝土抗压强度与耐磨性的关系
1．水泥混凝土面层的强度特性
1）抗压强度 试件的标准尺寸：150× 150×l50mm； 2）弯拉强度 试件的标准尺寸：150mm×150mm×550mm（28d龄期） 3）劈裂强度：试件的尺寸为圆柱体试件l00mm或150mm 4）抗拉强度：试件的尺寸为150×150×l50mm立方体
二、基层
①防唧泥——其细料含量和塑性指数不能太高
②防冰冻——粒状多孔材料
③降低路基不均匀变形。 ④防水——铺筑开级配粒料。 ⑤方便施工——基层为面层施工(如立侧模，运送混凝土混合 料等)提供方便。 ⑥延长路面寿命
三、垫层
垫层——水稳性、隔热性好，就地取材
各交通荷载等级的基层/底基层材料类型
交通荷载等级
极重、特重 重 中等、轻
表3-1-5-2
基层材料类型/底基层材料类型
贫混凝土、碾压混凝土、沥青混凝土/级配碎石、水泥稳 定碎石、二灰稳定碎石 密级配沥青稳定碎石、水泥稳定碎石/级配碎石、水泥稳 定碎石、二灰稳定碎石 水泥稳定碎石、二灰稳定碎石/未筛分碎石、级配砾石或 不设
各类基层合适的厚度
各类材料基层和底基层的结构层适宜施工厚度
的水泥混凝土面层的胀缝、施 工缝和自由边的角隅，以及承 受极重交通的水泥混凝土面层 缩缝的角隅，宜配置角隅钢筋 。通常选用2根直径为 12~16mm的螺纹钢筋，置于 面层上部，距顶面不小于 50mm，距边缘为100mm，如 图3-1-5-10所示。
图3-1-5-10 角隅钢筋布置(尺寸单位：mm)
3．混凝土面层与固定构造物相接
4－进水口
五、混凝土路面的端部处理
1．普通混凝土面层的边缘钢筋
当采用板中计算 厚度的等厚式板时， 或混凝土板纵、横向 自由边缘下的基础有 可能产生较大的塑性 变形时，应在其自由 边缘和角隅处设置下 述两种补强钢筋。
图3-1-5-9 边缘钢筋布置（尺寸单位：mm）
2．普通混凝土面层的角隅钢筋
承受极重、特重或重交通
100～200
水泥混凝土路面结构层最小防冻厚度(m)
当地最大冰冻深度(m) 路基干湿类型 路基土类别 0.50~1 1.00~1 1.50~2 >2.00 .00 .50 .00 0.30~0 0.40~0 0.50~0 0.60~0 .50 .60 .70 .95
易冻胀土 中湿路基 很易冻胀土
0.40~0 0.50~0 0.60~0 0.70~1 .60 .70 .85 .10
图3-1-5-3 路面接缝设置 1指横缝；2指纵缝
接缝种类：
从接缝的方向分：横缝、纵缝
横缝：垂直于行车方向的接缝 纵缝：平行于行车方向的接缝
1指横缝；2指纵缝