水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计
第六章水泥混凝土路面设计1.设计资料新建永州至蓝山高速位于自然区划Ⅳ区，采用普通混凝路面设计，双向四车道，路面宽 26m，交通量年平均增长率为8.0%2.交通分析使用初期设计车道每日通过标准轴载作用次数N s根据昼夜双向交通量统计，有使用初期设计车道日标准轴载换算车型前后轴轴轮数Pi(kpa)轴载系数交通量N iδi (P i /100) 16δi Ni小客车前轴1–116000后轴1–123中客车前轴1–1500 SH130后轴1–21大客车前轴1–1400 CA50后轴1–21小货车前轴1–11000 BJ130后轴1–21中货车前轴1–1600 CA50后轴1–21中货车前轴1–1400 EQ140后轴1–21大货车前轴1–149400 JN150后轴1–21特大车前轴1–1日野后轴1–21300KB222拖挂车前轴1–1601200五十铃后轴3–21000〔小于 40KN的单轴和小于 80KN的双轴略去不计，方向分配系数为a=0.5 ，车道分配系数为 b=0.8 〕。
na i N i (Pi)16N s a bi 1100 ×使用年限内的累计标准轴次N e查?公路水泥混凝土路面设计标准? (JTG D40—2021) ，设计基准期为 t =30a ，临界荷位处轮迹横向分布系数取0.2, 交通量年平均增长率 g γ=8.0%，累计标准轴次〔使用年限内的累计标准轴次〕 ：N s [(1 g ) t1] 3657N eg 1.74 10故此路属于重交通等级3. 初拟路面结构查?公路水泥混凝土路面设计标准?(JTG D40—2021) 水泥混凝土面层厚度的参考范围：高速公路〔重交通等级〕平安等级为一级，变异水平为低级；按设计要求，根据路基的干湿类型，设计6 种方案，并进行方案比选。
枯燥状态方案一：(1) 初拟路面结构初拟水泥混凝土面层厚度 h=25cm 。
基层选用水泥稳定碎石，厚度 h 1=15cm 。
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。
混凝土路面设计标准
混凝土路面设计标准一、前言混凝土路面作为交通运输系统的重要组成部分，其设计标准的制定和实施对于保障公路安全、提高公路使用寿命、降低维护成本等方面具有重要的意义。
本文对混凝土路面设计标准进行全面、详细的介绍，旨在为相关设计人员提供参考和指导。
二、设计原则混凝土路面的设计应遵循以下原则：1.安全性原则：路面设计必须保证行车安全，确保车辆能够平稳行驶，避免出现车辆侧滑、打滑等现象。
2.经济性原则：路面设计应在满足安全性基础上，尽可能减少材料和人工的使用量，降低施工和维护成本。
3.持久性原则：路面设计应具有较长的使用寿命，能够承受车辆和自然环境的磨损和影响，减少修缮次数。
4.适应性原则：路面设计应根据道路使用情况、环境条件、地形地貌等因素进行合理的选择和调整，以适应不同的道路需求。
三、设计步骤混凝土路面的设计应按照以下步骤进行：1.路面类型选择：根据道路等级、交通量、地形地貌、环境条件等因素，选择适当的路面类型，包括水泥混凝土路面、沥青混凝土路面、半刚性基层路面等。
2.设计参数确定：根据路面类型、设计载荷、环境条件、地形地貌等因素，确定路面设计参数，包括路面结构层数、厚度、材料强度等。
3.路面结构设计：根据设计参数，确定路面结构的各层次，包括基层、底基层、面层等，以满足路面要求。
4.材料选择：根据路面结构设计，选择适宜的材料，包括水泥、石子、沥青等。
5.施工工艺设计：根据材料的特性和路面结构的要求，设计适宜的施工工艺，包括混凝土浇筑、压实、养护等。
四、设计要点混凝土路面的设计应注意以下要点：1.设计载荷：设计载荷是路面设计的重要参数，应根据道路使用情况、车辆类型、交通量等因素进行合理确定。
2.路面结构设计：路面结构的设计要符合路面的使用要求，特别是要考虑路面强度、平整度、排水性等方面的要求。
3.材料选择：材料的选择应根据路面结构的要求，特别是要考虑材料的强度、耐久性、耐久性、热胀冷缩性等方面的要求。
4.施工工艺设计：施工工艺的设计要充分考虑材料的特性和路面结构的要求，特别是要考虑混凝土浇筑、养护、压实等方面的要求。
水泥混凝土路面结构构造设计详解
2R P l ) Kl 2
第三节 水泥路面的应力分析
5）威斯特卡德公式的试验修正公式
• ①角隅修正
威氏公式是理论推导得来的，与实际情况有出入。美国1930年在阿灵顿进行了 试验路，对公式进行了修正。
板体与地基紧密接触时，不修正，理论值近似于实测值； 板底脱空时，实测比计算大30%~50%，需修正，Kelly提出板角修正式:
– 公式左边三项分别代表：可靠度系数、荷载疲劳应力
第四节 路面结构的可靠度
◆8、水泥混凝土路面可靠度的概念
NR : 路面结构的疲劳寿命 Ne : 设计年限内累计当量标准轴载
f Ne
f NR
Ne
NR
干涉区
第五节 水泥路面的设计参数
➢1、设计基准期、目标可靠度和目标可靠度指标
➢2、面板与基层间的摩阻系数
第一节 水泥路面设计概述
◆4、水泥路面的轴载换算与交通分级
➢1）水泥路面的标准轴载及轴载换算
单轴双轮组－100kN
NNee
336655NNs [s1[1
t
t1]1]
公路等级
高速公路、一级公路
二级、三级、四级公路
行车道宽>7m 行车道宽≤7m
纵缝边缘处（临界荷位） 0.17~0.22 0.34~0.39 0.54~0.62
➢ 3）水泥路面的设计标准
✓①结构承载能力
控制板不出现断裂，要求荷载应力与温度应力的疲劳 综合作用满足材料的设计抗拉强度：
即：
✓②行驶舒适性
控制错台量，要求设置传力杆（基层及结构布置满 足）
✓③稳定耐久性
第一节 水泥路面设计概述
◆3、水泥路面结构设计的主要内容
1）路面结构层组合设计； 2）混凝土路面板厚度设计； 3）混凝土面板的平面尺寸与接缝设计 4）路肩设计； 5）混凝土路面的钢筋配筋率设计
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。
公路水泥混凝土路面设计规范
公路水泥混凝土路面设计规范一、材料选用水泥混凝土路面的材料应选用优质的水泥、细骨料、粗集料和水。
水泥应符合国家标准，细骨料和粗集料应具有一定的强度和稳定性。
混凝土的配合比应根据路面荷载和环境条件来确定，以确保路面的强度和耐久性。
二、路面结构设计水泥混凝土路面的结构应根据路面所承受的荷载和交通流量来确定。
一般而言，路面结构包括基层、底基层、底盖层和面层。
基层应采用优质的填料，底基层和底盖层应采用适当的厚度和强度。
面层应采用均匀的水泥混凝土，厚度一般为15-25厘米。
三、施工工艺要求在水泥混凝土路面施工过程中，应按照统一的施工工艺和施工要求进行。
主要包括以下几个方面：1.土地平整：施工前需对土地进行平整处理，确保路面基层的平整度。
2.基层浇筑：基层的浇筑应均匀、连续，确保基层的强度和稳定性。
3.面层施工：面层施工分为铺筑、压实和养护三个阶段。
铺筑时，应保持水泥混凝土的均匀性和密实性。
压实时，应采用专业的压路机进行，确保路面的平整度和密实度。
养护时，应进行适当的养护措施，以促进混凝土的硬化和强度发展。
四、质量控制水泥混凝土路面的质量控制是保证路面质量和使用寿命的关键。
在施工过程中，应进行严格的质量控制，包括对材料的检测和验收、施工工艺的控制和全过程的质量监控。
同时，还应进行定期的检查和维护，及时发现和处理路面的缺陷和损坏。
五、使用寿命维护水泥混凝土路面的使用寿命维护是保持路面长期使用的重要措施。
在使用过程中，应定期进行巡查和维护，及时处理路面的裂缝、变形和冲刷等问题。
同时，还应进行定期的修复和养护，以保持路面的平整度和功能。
综上所述，水泥混凝土路面设计规范是确保公路建设质量和使用寿命的重要保障。
通过合理的材料选用、路面结构设计、施工工艺要求和质量控制，以及定期的维护和养护，可以使水泥混凝土路面具备良好的强度、稳定性和耐久性，满足公路交通的需要。
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说明
路面设计说明4.1、主要技术指标车行道：双车道面层类型：水泥混凝土路面自然区划：本路段经过地区属中华人民共和国自然区划V2区设计标准轴载：双轮组单轴IOOkN横坡：时单向坡4.2、路面结构设计水泥险路面面层：水泥混凝土路面，厚度20cm。
调平层：级配碎石调平层，厚度4cm底基层：手摆片石，厚度16CIDO水泥混凝土路面设计基准期10年，设计基准期内车道所承受的标准轴载BZZ-IOO,累计作用次数为950932次，为中交通等级，基层顶面当量回弹模量146. 2MPa,变异水平等级为中级，可靠度系数为L 06。
基层顶面竣工验收弯沉值LS= 100.0 （0. Olnun）土基顶面竣工验收弯沉值LS= 310.0 （0. Olmm）水泥混凝土设计抗弯（折）拉强度为4. 5Mpa （抗压强度不小于30Mpa）,混凝土弯拉模量29GPa.水泥稳定粒料回弹模量为1500 MPa,新建路基30 Mpa o4.3、水泥混凝土面层组成设计设计以荷载应力和温度应力产生综合疲劳损坏作为设计标准，以纵缝边缘中部作为临界荷位，综合疲劳应力不高于水泥混凝土板的弯拉强度作为控制指标，对路面厚度进行了计算。
中湿段的路面总厚度不小于水泥混凝土路面的防冻最小厚度。
单车道路面混凝土基本板块尺寸为4.5mX4.5m （长X宽）。
水泥混凝土板厚均为20厘米，设计弯拉强度不小于4. 5MPa,路面面层弯拉弹性模量为Ec=29GPa,要求使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥，水泥标号为42.5号，所用石料必须满足有关规范对石料强度指标的技术要求，砂的细度模数宜在2. 0-3. 5之间。
路面的抗滑以构造深度不低于0.6mm,混凝土水灰比不大于0. 46,掺用的外加剂应经配合比试验应符合要求后方可使用。
假缝上部的槽口用切缝机进行切割。
构造物横穿公路时，构造物顶面至板底距离小于120Cm时，其顶面及两侧各6m 范围内的混凝土面板采用钢筋网补强。
水泥混凝土路面的设计计算
水泥混凝土路面的设计计算1.路面设计荷载计算设计荷载是路面结构设计的基础，需要考虑到车辆轴载、重车通行频次等因素。
根据不同的道路类型和交通量，可以选择不同的设计荷载标准，例如一般道路设计荷载为60kN，高速公路为100kN。
设计荷载可以根据实际情况确定。
2.路面厚度计算路面结构的主要功能是为交通提供平整、安全的行车路面，要求路面具有一定的厚度，能够承受车辆荷载并分散到下层土体中。
根据路面结构和荷载情况，可以采用不同的厚度设计方法进行计算。
例如根据美国AASHTO设计方法，可以根据车辆荷载和所需寿命确定路面厚度。
3.路面材料特性选择水泥混凝土路面中的材料包括水泥、骨料、沙子和水。
这些材料的选择要考虑到路面的承载能力、耐久性以及施工工艺等因素。
例如，水泥的选择要考虑到其强度等级和早期强度发展特性；骨料的选择要考虑到颗粒大小、形状等因素。
4.路面结构设计水泥混凝土路面的结构设计包括基层、底基层、面层等组成。
基层的作用是分散荷载到下层土体中，可以采用砾石、碎石或者碎石混凝土进行铺设。
底基层是为了提供路面的平整度和耐久性，可以采用砂砾混凝土进行铺设。
面层是水泥混凝土路面的承载层，要求具有较高的强度和平整度。
5.路面施工工艺设计水泥混凝土路面的施工工艺设计包括路面准备、铺设和养护等步骤。
路面准备包括路基处理、基层铺设和底基层施工等；铺设包括制浆、铺浆、振捣和压光等；养护包括初始养护和维护养护等。
施工工艺需要根据路面结构和材料特性进行合理设计，确保路面质量。
第八章水泥混凝土路面设计
第八章水泥混凝土路面设计1．水泥混凝土板的宽度是指_____之间的距离或纵缝与路面边缘线之间的距离，板的长度是指__________之间的距离。
2．动荷系数是指_____和_____对路面疲劳损坏影响的比值。
3．混凝土路面设计强度是以混凝土的_____强度为标准，其龄期一般为_____天。
4．水泥混凝土路面板下基础强度参数以其基层顶面的_____模量乘以一个模量增长系数，得到基层顶面的_____模量。
5．为保证胀缝的传荷能力，应在胀缝中部设置_____杆，这种杆通常选用_____钢筋。
6．刚性路面交通量分类主要依据是使用初期的_____轴载日作用次数划分的，对重型交通量道路，其设计年限为_____年。
7．刚性路面在荷载作用下产生的变形_____，混凝土板的破坏，主要是_____引起的。
8．拉杆通常设在一缝，为了使车辆荷载应力有利传递，防止错台，通常在_____缝中设置传力杆。
9．刚性路面与其他建筑物相连时，一般以设置_____缝为宜，这种缝主要防止混凝土板由于_____应力而引起的裂缝。
10．刚性路面纵、横缝之间以相互_____为宜，当一次摊铺宽度大于4．5m时，增设纵向_____缝。
二、选择题1．我国水泥混凝土路面设计是以（）为标准轴载。
A．BZZ-100或BZZ-60；B．后轴重100kN的轴载；C．黄河JN-150或解放CA-10B；D．8000磅2．我国水泥混凝土板下基础的强度参数，选用（）为指标。
A．反力模量K；B．回弹模量月；C．计算回弹模量；D．基层材料弹性模量3．我国现行水泥路面设计规范规定，产生最大综合疲劳损坏的临界荷位为板的（）。
A．纵缝边缘中部；B．横缝边缘中部；C．板块中部；D．任意位置4．水泥混凝土路面现行设计规范采用（）理论。
A．弹性层状体系；B．极限荷载；C．经验法；D．弹性地基板5．防止水泥混凝土路面板块出现横向位移的有效措施是（）。
A．设置传力杆；B．设置拉杆；C．设置角隅钢筋；D．增强板下基础强度6．传力杆应选用（）钢筋。
水泥混凝土路面设计及施工技术规程
水泥混凝土路面设计及施工技术规程一、前言水泥混凝土路面作为公路、机场、停车场等基础设施的主要建筑材料之一，其设计和施工质量直接关系到其使用寿命和安全性能。
本文旨在全面介绍水泥混凝土路面的设计和施工技术规程，以便读者能够更好地理解和掌握相关知识。
二、路面设计1. 设计标准水泥混凝土路面的设计应符合《公路水泥混凝土路面技术规程》（JTG F30-2004）和《水泥混凝土路面设计规范》（JTJ 070-2000）等国家标准的要求。
2. 设计参数水泥混凝土路面的设计参数包括路面厚度、路面结构、路面坡度、路面强度等。
其中，路面厚度是最基本的设计参数，其确定应考虑车辆荷载、路面结构、材料强度等因素。
3. 路面结构水泥混凝土路面的结构应根据路段所处的地理条件、交通量、车速等因素进行设计。
一般情况下，混凝土路面结构采用水泥混凝土面层、砂石垫层和基础层的组合形式。
4. 路面坡度水泥混凝土路面的坡度应根据路段所处的地形条件、排水要求等因素进行设计。
一般情况下，路面坡度应保证路面排水畅通，同时满足行车舒适性和安全性要求。
5. 路面强度水泥混凝土路面的强度应根据车辆荷载、路面结构、材料强度等因素进行设计。
一般情况下，路面强度应满足车辆荷载和交通量要求，同时保证路面的平整度和耐久性。
三、施工技术规程1. 前期准备水泥混凝土路面施工前应进行充分的前期准备工作，包括场地平整、基础施工、材料采购等。
2. 模板制作水泥混凝土路面的模板制作应根据设计要求进行，模板应具有良好的防水性能和平整度。
3. 材料搅拌水泥混凝土路面的材料应按照设计要求进行配制，搅拌过程中应注意控制水灰比和搅拌时间。
4. 浇筑施工水泥混凝土路面的浇筑施工应按照施工图纸进行，控制浇筑厚度和均匀性，同时注意施工现场的温度和湿度。
5. 养护处理水泥混凝土路面的养护处理应根据材料的性质和施工现场的实际情况进行，一般情况下，应采取湿养或覆盖养护的方式。
四、质量控制1. 施工质量检验水泥混凝土路面的施工质量检验应按照国家标准和施工图纸的要求进行，包括材料检验、现场检查、试验等。
水泥混凝土路面设计及施工技术规程
水泥混凝土路面设计及施工技术规程一、前言水泥混凝土路面是公路交通建设的常用路面形式，其优点在于耐久性好、承载能力强、平整度高、施工容易等。
水泥混凝土路面设计及施工技术规程是为了保证路面建设质量，提高路面使用寿命，保障行车安全而制定的。
本文将从路面设计、路面结构、材料选择、施工技术等方面介绍水泥混凝土路面的设计及施工技术规程。
二、路面设计1.设计要求水泥混凝土路面设计应满足以下要求：（1）承载能力：保证路面承载交通荷载的能力；（2）平整度：保证路面平整度，使行车舒适性好，减少车辆磨损；（3）排水性能：保证路面排水良好，避免积水对路面的影响；（4）耐久性：保证路面耐久性好，延长使用寿命；（5）经济性：保证路面建设费用合理，降低路面使用成本。
2.路面结构水泥混凝土路面结构应包括路面基层、底基层、中间层和面层四个部分。
（1）路面基层：路面基层应采用自然土壤或人工填料，其厚度应根据地基承载力、地下水位等情况确定；（2）底基层：底基层应采用碎石或砾石料，其厚度应根据地基承载力、地下水位等情况确定；（3）中间层：中间层应采用沥青混合料或水泥稳定碎石，其厚度应根据交通荷载、路面使用寿命等情况确定；（4）面层：面层应采用水泥混凝土，其厚度应根据交通荷载、路面使用寿命等情况确定。
3.材料选择（1）水泥：水泥应选择符合国家标准的水泥，其28d抗压强度应不低于42.5MPa；（2）砂：砂应符合国家标准，石粉含量不应超过5%；（3）石子：石子应符合国家标准，石子直径应小于水泥混凝土厚度的1/2，石子强度不应小于水泥混凝土强度的70%；（4）水：水应符合国家标准，应保证水泥混凝土的坍落度和流动性。
4.施工技术（1）基层处理：基层应进行平整、压实等处理，确保基层坚实平整；（2）底基层施工：底基层应先进行碾压，再进行湿铺碾压，碎石应均匀铺设，碎石厚度应符合设计要求；（3）中间层施工：中间层应进行混合、铺设、压实等工序，保证中间层厚度和质量符合设计要求；（4）面层施工：面层应先进行模板的制作和安装，然后进行混凝土的浇筑和振捣，保证面层厚度和质量符合设计要求；（5）养护：水泥混凝土路面在浇筑后应进行养护，保证水泥混凝土的强度和耐久性。
第十二章 水泥混凝土路面结构设计
水泥混凝土路面结构防冻最小厚度（cm） 表12-5
设计年限内当地最大冻深（cm） 路基干湿类 型 路基土质
50~100
低、中、高液限粘土 30~50 40~60 40~60 45~70
101~150
40~60 50~70 50~70 55~80
151~200
50~70 60~85 60~90 70~100
图12—3重复荷载作用 下不同基层的累积变形量 (砂砾基层曲线上的数字为压实度)
图12—2基层类型对接缝传荷能力的 影响(Ew=[2w1/(w1+w2]%,w1和w2相 应为未受荷 和受荷板的挠度;面层厚 22.86cm基层厚15cm,缝隙宽1.65mm)
2. 垫层
垫层的设置要求 在交通特别繁重、路基湿软或季节性冰冻地区，为 防止路基可能产生的不均匀冻胀对混凝土面层的不 利影响，路面结构应有足够的总厚度，以便将路基 的冰冻深度约束在有限的范围内。超出面层和基层 厚度的总厚度部分可用基层下的垫层（防冻层）来 补足；路面结构的最小总厚度，随冰冻线深度、路 基的潮湿状况和土质而异，其数值可参照下表125选定。
传力杆直径 28 30 32 35 38
传力杆最小长度 400 400 450 450 500
传力杆最大间距 300 300 300 300 300
2. 缩缝
缩缝一般采用假缝形式，即只在板的上部设缝隙，当板收缩时将 沿此最簿弱断面有规则地自行断裂。横向缩缝可等间距或变间距布置。 横向缩缝顶部应锯切槽口，宽3~8mm，深度约为板厚的 1/5~1/4，一般为5~6cm，槽内填塞填缝料，以防地面水下渗及石砂 杂物进入缝内。高速公路的横向缩缝槽口宜加深20mm、宽6~10mm 的浅槽口，其构造如图12-5所示。
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计第一节设计原则与规定第10.1.1条本章适用于接缝处设传力杆、不设传力杆及设补强钢筋网的水泥混凝土路面(以下简称混凝土路面)的设计。
设计内容包括结构组合设计、混凝土板厚度设计、混凝土板平面尺寸设计、接缝构造和传力杆设计、局部补强钢筋与钢筋网设计等。
第10.1.2条混凝土板的厚度，按行车产生的荷载应力不超过水泥混凝土在设计年限末期的疲劳强度并验算温度翘曲应力后确定。
混凝土板长度的确定应使最大行车荷载应力和最大翘曲应力的迭加值不超过水泥混凝土的弯拉强度。
第10.1.3条行车荷载应力和温度翘曲应力均按弹性半无限地基上的弹性薄板理论，用有限元法计算。
各项计算可用电子计算机或本章所列计算公式及图表计算。
第二节设计标准及参数第10.2.1条混凝土路面设计以100kN轴载作为标准轴载。
其他各级轴载Pi的作用次数Ni应按式(10.2.1)换算为标准轴载Pk的作用次数Nc。
式中Nci——设计初期，机动车车行道上日交通量换算为日标准轴载的轴数(n/d)；N——被换算各级轴载的轴数(n/d)；Pk——标准轴载，为100kN；Pi——被换算各级轴载(kN)；αn——与汽车后轴轴数及其他因素有关的后轴数系数，见表10.2.1。
后轴数系数αn表10.2.1注：1EC为水泥混凝土弯拉弹性模量(MPa)；为基层顶面的计算回弹模量(MPa)。
2EC/值在表列范围内而非表列数值时，可用插入法求αn。
双后轴轴距大于1.35m时，分别按单后轴计。
轴载小于40kN的轴数可不计。
轴载大于或等于40kN时均应换算为标准轴载的轴数。
第10.2.2条混凝土路面的交通等级按设计初期设计车道的日标准轴载的轴数分为四级。
交通等级及采用的设计年限见表10.2.2。
混凝土路面交通等级及设计年限表10.2.2交通等级日标准轴载的轴数(n/d) 设计年限(a)特重重中等轻≥15001500>≥500500>≥200<20040303020第10.2.3条设计年限内设计车道上标准轴载累计数N按下式计算。
第十六章水泥混凝土路面设计
第⼗六章⽔泥混凝⼟路⾯设计第⼗六章⽔泥混凝⼟路⾯设计⼀、教学⽬的和要求1、教学⽬的：本章主要学习⽔泥混凝⼟路⾯的损坏模式和设计标准，弹性地基板的应⼒分析、⽔泥混凝⼟路⾯结构层组合设计、⽔泥混凝⼟路⾯板平⾯尺⼨的确定、⽔泥混凝⼟路⾯的接缝设计和加铺层设计。
2、教学要求：掌握⽔泥混凝⼟路⾯板厚设计，⽔泥混凝⼟路⾯荷载应⼒和温度应⼒分析；熟悉弹性地基板体系理论，复合式混凝⼟路⾯厚度设计；了解其他设计⽅法简介；⼆、教学重点、难点重点：⽔泥混凝⼟路⾯板厚设计步骤；难点：弹性地基板体系理论。
三、授课学时：4学时四、教学进程本章学习要求：⼀、⽔泥混凝⼟路⾯的损坏模式和设计标准掌握⽔泥混凝⼟路⾯在⾏车荷载和环境因素作⽤下出现的破坏类型，主要有断裂、唧泥、错台、拱起和接缝挤碎等，了解产⽣损坏类型的原因。
重点掌握⽔泥混凝⼟路⾯结构设计是以防⽌⾯层板断裂为主要设计标准，了解⽔泥混凝⼟路⾯设计的弹性地基板理论。
⼆、⽔泥混凝⼟路⾯结构设计内容熟悉⽔泥混凝⼟路⾯结构设计包括路⾯结构层组合设计、混凝⼟⾯板厚度设计、混凝⼟⾯板的平⾯尺⼨与接缝设计、路肩设计、普通混凝⼟路⾯的钢筋配筋率设计等内容。
三、⽔泥混凝⼟路⾯板厚设计1.交通分析与轴载换算掌握我国公路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。
熟悉对于各种不同汽车轴载的作⽤次数，可按等效疲劳断裂原则换算成标准轴载的作⽤次数，并根据标准轴载的作⽤次数判断道路的交通繁重程度，熟悉轴载换算公式。
掌握按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作⽤次数分为特重、重、中等和轻4个等级。
2.基层顶⾯当量回弹模量熟悉⽔泥混凝⼟⾯板下的地基依据等弯曲刚度的原则换算为回弹模量和厚度当量的单层结构，按双层体系进⾏计算。
了解其计算分为新建公路和旧柔性路⾯两种情况。
重点熟悉新建公路的基层顶⾯当量回弹模量值的计算，并注意区分新旧规范的差别。
3.混凝⼟板的设计弯拉强度掌握⽔泥混凝⼟路⾯的强度以28d龄期的弯拉强度作为设计控制指标。
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2) 其次，混凝土的抗弯拉强度远小于抗压强度，约为其 1/6～1/7，因此决定水泥混凝土板尺寸的强度指标是抗弯拉 应力；
3) 同时，由于混凝土板与基层或土基之间的摩阻力一般不 大，所以在力学图式上可把水泥混凝土路面结构看作是弹 性地基板，用弹性地基板理论进行分析计算。
4. 破坏类型和设计标准
水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的作用下可能出现的 破坏类型主要有： 1) 断裂；2) 唧泥；3) 错台；4) 拱起；5) 接缝挤碎等 从保证路面结构承载能力的角度，混凝土路面结构设计应以 防止面层板断裂为主要设计标准；从保证汽车行驶性能的角度 ，应严格控制接缝两侧的错台量。 混凝土路面板的疲劳破坏不仅与荷载重复次数有关，而且与 温度周期性变化产生的温度翘曲应力重复作用有关。
图16-11 混凝土路面板的翘曲变形 a)气温升高时； b)气温降低时
假设：温度沿板断面呈直线变化、板和地基始终保持接 触，不计板自重。
第五节 水泥砼路面结构组合设计
一、面层混凝土板
应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。 一般采用设接缝、不配筋的普通混凝土； 面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地
2. 我国
《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2011: 以弹性半空间地基有限大矩形板模型为基础，以100KN单 轴双轮标准轴载作用于矩形板纵向边缘中部产生的最大荷载 应力控制设计。 采用了可靠度设计方法，以行车荷载和温度梯度综合作用 产生的疲劳断裂作为设计的极限状态。
五、混凝土路面交通等级
4.标准轴载累计当量作用次数
t N [( 1 g ) 1 ] s r N 365 e g r
临界荷位处车辆轮迹横向分布系数η 公路等级 高速公路、一级公路 二级、二级以 行车道宽＞7m 下公路 行车道宽<7m 纵缝边缘处 0.17-0.22 0.34-0.39 0.54-0.62
3. 混凝土板必须具有足够的抗弯拉强度和厚度
1) 混凝土的抗弯拉强度远低于抗压强度，在车轮荷载作用 下当弯拉应力超过混凝土的极限抗弯拉强度时，混凝土板 便产生断裂破坏。 2) 在车轮荷载的重复作用下，由于疲劳效应混凝土板会在 低于其极限抗弯拉强度时出现破坏。 3) 板顶面和底面的温差会使板产生温度翘曲应力，板的平 面尺寸越大，翘曲应力也越大。 4) 水泥混凝土为脆性材料，在断裂时相对拉伸变形很小， 在荷载作用下土基和基层的变形情况对混凝土板的影响很 大，不均匀的基础变形会使混凝土板与基层脱空。
注：车道、行车道较宽或者交通量较大时，取高值；反之，取低值。
5.交通等级划分
第三节 水泥混凝土路面应力分析
一、水泥混凝土路面温度应力分析
水泥混凝土路面板内不同深处的温度，随气温的 变化而变化。这种变化使混凝土板出现膨胀和收缩变 形的趋势。当变形受阻时，板内便产生胀缩应力或翘 曲应力。
1. 胀缩应力
路面板防止两种因素综合作用产生的疲劳开裂，必须使荷载 疲劳应力(σp)与温度疲劳翘曲应力(σt)和不超过混凝土的抗弯拉 强度(fcm)，即 σp+σt≤fcm
为了防止混凝土路面拱起、错台、接缝挤碎和唧泥，除了采 用排水基层、耐冲刷基层和增强接缝传荷能力外，还可加强日 常养护等。
二、水泥混凝土路面结构设计内容
1. 路面结构层组合设计
2. 混凝土面板厚度设计 3. 混凝土面板的平面尺寸与接缝设计
4. 路肩设计
5. 混凝土路面(连续配筋、钢筋混凝土路面)的钢筋配筋率设计
三、混凝土路面结构设计理论与方法
1. 世界各国：
以弹性地基板的荷载应力、温度应力分析方法为基本理 论，以混凝土路面板的弯拉应力作为极限状态和设计控制指 标。 采用温克勒地基模型或弹性半空间均质地基模型。
由轴载谱和轴载当量换算系数计算得到设计车道使用初期 的标准轴载日作用次数：
ADTT N n ( k p ) s i p , ij ij 3000 i j
kp,ij—各种轴型不同轴载级位的标准轴载当量换算系数； ni—每3000辆2轴6轮以上客、货车辆中i种轴型出现的次数； Pij—i种轴型j级轴载的频率(以分数计)
1. 设计基准期
2. 轴载当量换算
Pi N s i Ni 100 i 1
n
16
3. 交通调查与轴载分析
由于轻型车对混凝土路面的疲劳损伤可以不计，因此将 统计的年平均日交通量中的2轴4轮以下的轻型客货车辆所 占的交通量剔除不计，从而得到设计基准期初期的年平均 日货车交通量（双向）。 再乘以方向系数（通常为0.5）和车道分布系数才能得到 设计车道在设计基准初期的年平均日货车交通量ADTT。
2. 翘曲应力
1) 当气温变化较快时，板顶面与底面产生温度差，胀缩变形 大小也就不同。
2) 当气温升高时，板顶面温度较其底面高，板顶膨胀变形较 板底的大，则板中部隆起；当气温下降时，板顶面温度较其 底面板低，板顶收缩变形较板底大。
3) 因而板的边缘和角隅翘起。由于板的自重、地基反力和相 邻板的钳制作用，使部分翘混凝土路面设计
第一节 概述 第二节 弹性地基板体系理论简介 第三节 水泥混凝土路面应力分析 第四节 水泥混凝土路面可靠度设计 第五节 水泥混凝土路面结构组合设计 第六节 我国水泥混凝土路面设计方法
1
第一节 概述
一、混凝土路面结构特征
1. 水泥混凝土路面结构属于弹性层状体系
2. 采用弹性地基板理论进行分析计算
混凝土浇筑的初期，混凝土尚未完全硬化，其抗拉强度 不足以抵抗收缩应力，板将出现开裂。
混凝土板温度升高时，如果未设置胀缝，板的膨胀受阻， 板内将出现膨胀应力。
为了减少收缩应力，在混凝土板内设置各种接缝，板被 划分为有限尺寸的板块。这时板的自由收缩受到板与基础 的摩阻力所约束，此摩阻力随板的自重而变。因变形受阻 而产生的板内最大应力出现于板长的中央。 板划分为有限尺寸板块后，因收缩而产生的应力很小， 可不予考虑。