水泥混凝土路面设计计算案例
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计算书【范本模板】
目录1课程设计题目 (2)2课程设计主要内容 (2)3路面厚度计算 (2)3。
1 交通分析 (2)3。
2初拟路面结构 (4)3.3路面材料参数确定 (6)3。
4 荷载疲劳应力 (10)3.5温度疲劳应力 (11)3。
6验算初拟路面结构 (12)4接缝设计 (13)4.1纵向接缝 (13)4。
2横向接缝 (14)5混凝土面板钢筋设计 (15)5。
1 边缘补强钢筋 (15)5.2 角隅钢筋 (15)6材料用量计算 (15)6。
1 面层 (15)6。
2 基层 (16)6.3 垫层 (17)7 施工的方案及工艺 (15)泥混凝土路面设计计算书1课程设计题目水泥混凝土路面设计：此为城市主干道三级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面,路面宽24m，经交通调查得知，设计车道使用初期轴载日作用次数为500。
试设计该路面结构. 2课程设计主要内容（1）结构组合设计；(2）材料组成设计；（3）混凝土板厚的确定；（4）板的平面尺寸确定；(5）接缝设计；（6）配筋设计;（7）材料用量计算；4路面厚度计算4。
1交通分析根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012一94)，不同等级公路的路面结构设计安全等级及相应的设计基准期、可靠度指标和目标可靠度查规范可知:三级公路的设计基准期为30年，安全等级为四级。
混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分部系数表4—2由表4—2知，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0。
35已知交通量设计年限内年增长率：8%。
荷载累计作用次数为：（次）4^10597.72335.036508.0]1)08.01[(500365]1)1[(30⨯=⨯⨯-+⨯=⨯⨯-+=ηr t r s e g g N N 交通量相轴载大小是路面设计的基本依据.随着交通量增大,对路面使用性能和使用寿命的要求相应提高.由此，在使用年限内对混凝土强度、面板厚度、基层类型和模量等方面提出了不同的技术要求。
为了区分各项要求在程度上的差别，按使用初期设计车道每日通过的标准铀载作用次数，将水泥混凝土路面承受的交通划分为特重、重、中等和轻四个等级，标准如下：公路混凝土路面交通分级表4—4由表4—4可得该公路属于重交通等级.4.2初拟路面结构由上表4—1知，安全等级为四级的道路对应的变异水平等级为低级.水泥混凝土面层厚度的参考范围表4—5根据三级公路、重交通等级和低级变异水平等级,由表4—5知,初拟普通混凝土面层厚度为220mm。
路面混凝土配合比计算与说明
路面混凝土配合比设计计算与说明一．计算依据：1．普通混凝土配合比设计规程，《JTJ55-2000》2．公路水泥混凝土路面设计规范《JTG D40-2003》3．公路工程集料试验规程《JTGE42-2005》二．材料来源：1．水泥：采用萍乡中材水泥有限公司生产的“中材”牌42.5级普通硅酸盐水泥。
2．碎石：采用上栗县金山镇南华采石场生产的碎石。
碎石按19~31.5mm ：9.5~19mm ：4.75~9.5mm = 30% ：55% ：15%比例掺配成符合规范的连续级配碎石。
3．砂：采用湖南平江砂场中砂，细度模数为2.72。
4．水：饮用水。
5．坍落度为30~50mm，砂率为39%三．计算步骤：1、确定5.0Mpa配制强度F cf,o=K F cf,o,K=1.15×5.0=5.75Mpa2、计算水灰比(w/c)W/C=1.5684/( F cf,o+1.0079－0.3987F CEf)=1.5684/(5.75+1.0079－0.3987×7.4)=1.5684/(6.7579-2.95038)=0.41 取W/C=0.393、计算单位用水量(Mwo)Mwo=104.97+3.09H+11.27×C/W+0.61ßS=104.97+3.09×3+11.27/0.39+0.61×30=161 kg4、计算单位水泥用量(Mco)Mco=Mw0/(W/C)=161/0.39=413kg5、计算砂石材料单位用量(Mso,Mgo)采用重量法计算：假定砼2420kg/m3Mso+Mgo=2420-161-413=1846砂率为39%Mso=1846×39%=720kg/m3Mgo=1846-720=1126 kg/m36、确定理论配合比为：水：161kg、水泥：413kg、砂：720kg、碎石：1126kg7、确定调试后的配合比采用理论配合比配制砼，调试坍落度、和易性，得最佳每立方米砼配合比为：1：0.39：1.74：2.73比例为：水泥用量砂用量碎石用量水用量413 720 1126 161比例： 1 ：1.74 ：2.73 ：0.39四．以上计算的配合比为基准配合比，另外分别按增加和减小水灰比0.03及保持砂率基本不变进行试拌，对其拌和物和易性分别进行检测，均能满足设计要求，并分别将拌和物制做试块，标准养护，进行7天和28天的抗弯拉强度检验，详见下表：五．根据经济合理，保证工程质量，方便施工的原则，拟定用试验编号为2的配合比为路面用混凝土的基准配合比，经28天强度检测符合设计要求。
4、6、12、15米宽水泥混凝土路面结构设计图
混凝土路面设计计算书(终极版)
目录1课程设计题目 (1)2课程设计目的 (1)3课程设计主要内容 (1)4路面厚度计算 (1)4.1交通分析 (1)4.2初拟路面结构 (3)4.3路面材料参数确定 (4)4.4 荷载疲劳应力 (6)4.5温度疲劳应力 (7)4.6验算初拟路面结构 (8)5接缝设计 (8)5.1纵向接缝 (8)5.2横向接缝 (9)6混凝土面板钢筋设计 (10)6.1 边缘补强钢筋 (10)6.2 角隅钢筋 (11)7材料用量计算 (11)7.1 面层 (11)7.2 基层 (12)7.3 垫层 (13)8施工要求说明 (13)参考资料 (15)水泥混凝土路面设计计算书1课程设计题目水泥混凝土路面设计：公路自然区划Ⅱ区拟建一条一级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，双向四车道，经交通调查得知，设计车道使用初期轴载日作用次数为4500。
试设计该路面结构。
2课程设计目的通过课程设计巩固和加深所学的专业知识，熟悉相关的设计规范和施工规范，掌握实际工程结构设计的全过程。
使学生将所学的专业基础和专业课知识在课程设计过程中有机的联系在一起，为进行实际的工程设计奠定基础。
要求学生课程设计之后对相关的设计规范、施工和试验规范等有比较系统和全面的了解，综合解决水泥混凝土路面结构设计中的实际问题，深入理解水泥混凝土路面的设计理论，掌握设计方法。
3课程设计主要内容（1）结构组合设计；（2）材料组成设计；（3）混凝土板厚的确定；（4）板的平面尺寸确定；（5）接缝设计；（6）配筋设计；（7）材料用量计算；（8）施工要求说明。
（9）设计图纸为A3路面结构详图一张（手工绘图），要求整洁、规范，图幅和数量符合要求。
（10）附参考文献4路面厚度计算4.1交通分析根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012一94)，不同等级公路的路面结构设计安全等级及相应的设计基准期、可靠度指标和目标可靠度如下表：公路技术等级 高速公路 一级公路 二级公路 三、四级公路安全等级 一级 二级 三级 四级 设计基准期 30 30 20 20 目标可靠度（%） 95 90 85 80 目标可靠指标 1.64 1.28 1.04 0.84 变异水平等级 低低~中中中~高由表4-1知，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级。
水泥路面计算书【范本模板】
2.6水泥混凝土路面设计计算书一、交通量计算表1轴载分配及换算二、确定交通等级板的平面尺寸选为宽4。
0m,长4.5m ，纵缝为设拉杆的平缝,横缝为不设传力杆的假缝。
取纵缝边缘中部作为临界荷位。
由于该路为双车道，取方向分配系数为0.5，车道分配系数取1。
0。
车道系数=车道分配系数⨯方向分配系数=1。
0⨯0。
5=0。
5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。
不同轴—轮型和轴载的作用次数，按式《规范》JTGD40-2006（3 .0 4-1）换算为标准轴载的作用次数。
161100ni s i i i P N N δ=⎛⎫= ⎪⎝⎭∑ 《规范》JTGD40—2006（3。
0。
4-1） 30.432.2210i i P δ-=⨯ 《规范》JTGD40-2006 （3.0.4—2 ）或 50.221.0710i i P δ--=⨯ 《规范》JTGD40—2006 (3.0。
4—3 ) 或 80.222.2410i i P δ--=⨯ 《规范》JTGD40-2006 （3.0.4-4 ）式中：轴载 i P （kN ）轮组 每日通过次数i N （次/d)i δ16i )P(pBZZ —100d 的轴载（次/d ）50 单轴-单轮 888 412。
8534 0。
000015 5.4992 60 单轴-单轮 204 381。
72270。
000282 21.9597 70 单轴—双轮 2171 1 0.003320 7。
2077 110 单轴-双轮 888 1 4.594900 4080.2712 120 单轴-双轮 186 118。
4884003438.8424 2⨯120双轴—双轮183.20436-10⨯ 12。
1166510⨯69。
8861∑=7624Ns-—100KN 的单轴-双轮组标准轴载的作用次数;Pi-—单轴-单轮、单轴-双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重（KN ）；n ——轴型和轴载级位数;i N ——各类轴型i 级轴载的作用次数；i δ——轴-轮型系数,单轴—双轮组时,i δ=1；单轴—单轮时,按式《规范》JTGD40-2006（3.0.4-2)计算；双轴—双轮组时，按式《规范》JTGD40-2006（3。
水泥混凝土路面设计
目录1设计资料 (1)2设计依据 (1)3设计方法与设计内容 (1)3.1交通分析 (1)3.2初拟路面结构 (2)3.3路面材料参数确定 (2)3.4荷载疲劳应力 (2)3.5 温度疲劳应力 (3)3.6检验初拟厚度 (3)3.7验算防冻层的厚度 (4)致谢 (5)参考文献 (6)新建水泥混泥土路面设计1设计资料新疆地区Ⅵ，区一条公路拟修建水泥混泥土路面。
预测该路竣工后，第一年的交通组成如表1所示，设计使用年限为30年，前20年交通量的平均年增长率7%，后10年交通量的平均年增长率为5%，季节性冰冻地区，冻结深度0.8m ，路基为粘性土，平均稠度为0.85，沿线开采沙砾，碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰供应表1 预测交通组成 车型 前轴重（KN ） 后轴重（KN ） 后轴数 后轴轮组 后轴距 交通量 交通 SH141 14.6 38.3 1 双轮组 - 400 解放 CA108 19.40 60.85 1 双轮组 - 300 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双轮组 - 200 依土兹TD50 42.20 80 1 双轮组 - 150 东风 EQ140100702双轮组>32002设计依据《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）3设计方法与设计内容3.1交通分析由表16-6，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.22。
各种轴型不同轴载级位的标准轴载当量换算系数公式：i j pij ij=100P K σ16（）结果见表3.1.1 轴—轮型系数三轴—双轮组 -8-0.22i =2.2410P πδ⨯ 双轴—双轮组 -5-0.22i =1.0710P πδ⨯ 结果见表3.1.1设计车道设计基准期初期的标准轴载日作用次数()1000s pijij jADTT N ni K P π=⨯∑∑=6123次标准轴载累计当量作用次数11(1)1365ts e N g N g η⎡⎤⨯+-⎣⎦=⨯⨯= 62.63310⨯次查表16-7可知，属于交通等级。
三级公路(A标段)水泥混凝土路面设计计算(土基30)
水泥混凝土路面设计设计内容 : 新建单层水泥混凝土路面设计公路等级 : 三级公路变异水平的等级 : 中级可靠度系数 : 1.07面层类型 : 普通混凝土面层序号路面行驶前轴数前轴重后轴数后轴重拖挂部分拖挂部分交通量车辆名称 (kN) (kN) 的轴数轴重(kN)1 货车 1 20.2 1 38.2 0 0 1562 货车 1 23.7 1 69.2 0 0 1723 货车 1 60 2 100 0 0 1594 客车 1 19.3 1 27.9 0 0 2965 客车 1 40 1 80 0 0 62序号分段时间(年) 交通量年增长率1 10 7 ％2 5 6 ％行驶方向分配系数 .6 车道分配系数 1轮迹横向分布系数 .54设计轴载 100 kN最重轴载 100 kN路面的设计基准期 : 15 年设计车道使用初期设计轴载日作用次数 : 192设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数 : 938581路面承受的交通荷载等级 :中等交通荷载等级混凝土弯拉强度 4.5 MPa 混凝土弹性模量 29000 MPa混凝土面层板长度 4 m 地区公路自然区划Ⅴ面层最大温度梯度 88 ℃/m 接缝应力折减系数 .87混凝土线膨胀系数 11 10-6/℃基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层层位基（垫）层材料名称厚度(mm) 材料模量(MPa)1 水泥稳定粒料 350 15002 级配碎石 200 2003 新建路基 30板底地基当量回弹模量 ET= 65 MPa中间计算结果 : ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明” )HB= 200 DC= 19.78 DB= 5.58 RG= .884SPS= 1.98 SPM= 1.98 SPR= 3.77 SPMAX= 1.72CL= .774 BL= .53 STMAX= 1.49 KT= .42STR= .63 SCR= 4.4 GSCR= 4.71 RE= 4.67 %SCM= 3.21 GSCM= 3.43 REM=-23.78 %HB= 206 DC= 21.61 DB= 5.58 RG= .905SPS= 1.931 SPM= 1.931 SPR= 3.68 SPMAX= 1.68CL= .752 BL= .496 STMAX= 1.43 KT= .4STR= .57 SCR= 4.25 GSCR= 4.55 RE= 1.11 %SCM= 3.11 GSCM= 3.33 REM=-26 %HB= 208 DC= 22.25 DB= 5.58 RG= .912SPS= 1.914 SPM= 1.914 SPR= 3.65 SPMAX= 1.67CL= .745 BL= .486 STMAX= 1.42 KT= .4STR= .57 SCR= 4.22 GSCR= 4.52 RE= .44 %SCM= 3.09 GSCM= 3.31 REM=-26.44 %HB= 210 DC= 22.9 DB= 5.58 RG= .919SPS= 1.898 SPM= 1.898 SPR= 3.62 SPMAX= 1.65CL= .737 BL= .475 STMAX= 1.4 KT= .39STR= .55 SCR= 4.17 GSCR= 4.46 RE=-.89 %SCM= 3.05 GSCM= 3.26 REM=-27.56 %混凝土面层荷载疲劳应力 : 3.62 MPa混凝土面层温度疲劳应力 : .55 MPa考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力 : 4.46 MPa （小于或等于面层混凝土弯拉强度）混凝土面层最大荷载应力 : 1.65 MPa混凝土面层最大温度应力 : 1.4 MPa考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力 : 3.26 MPa （小于或等于面层混凝土弯拉强度）满足路面结构极限状态要求的混凝土面层设计厚度 : 210 mm(取230mm)新建基(垫)层及路基顶面交工验收弯沉值计算新建基(垫)层的层数 : 2测定车后轴轴重 : 100kN层位基（垫）层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa) 综合影响系数1 水泥稳定粒料 350 1500 12 级配碎石 200 200 13 新建路基 30 1.2第 1 层顶面交工验收弯沉值 LS= 38.1 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)第 2 层顶面交工验收弯沉值 LS= 240 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 258.8 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)LS= 322.9 (0.01mm)(根据“公路路面基层施工技术规范”有关公式计算)。
水泥混凝土路面设计
取值0.353100050.150.000010.22700040.150.2200058204100207255752140.91.150.0570.0653.8729414.68352695267410.8341.270.0525混凝土板长L=5m最大温度梯度Tg=95℃/m面层与基层之间竖向接触刚度κn=3000MPa/m温度回归系数bt=1.27温度回归系数at=0.834温度回归系数ct=0.052基层疲劳应力系数κf 面路水泥混凝土面层水泥混凝土面层综合温度翘贫混凝土基层标设计参数板水泥稳定碎石底基层厚度h1=0.2m 水泥混凝土面层厚度hc=0.35m水泥混凝土面层弯拉弹性模量Ec=31000MPa 水泥混凝土面层弯拉强度标准值fcr=5MPa水泥混凝土面层泊松比v=0.15水泥混凝土面层线膨胀系数αc=0.00001贫混凝土基层厚度hb=0.2m贫混凝土基层弯拉弹性模量Eb=27000MPa 贫混凝土基层弯拉强度标准值fcb=4MPa水泥稳定碎石底基层回弹模量E1=2000MPa贫混凝土基层λ=0.065面层疲劳应力系数κf 贫混凝土基层泊松比v=0.15标准荷载Ps=100kN接缝传荷应力折减系数κr=0.9土基回弹模量E0=58MPa 最重荷载Pm=204kN 累计当量轴次Ne=20725575214次综合系数κc=1.15水泥混凝土面层λ=0.057计算过程计算结果结构极限判断Ex 2000hx 0.2α0.441546Et 276.9174Dc 113.3099Db 18.41432rg 0.944548σps 0.744268σpm 1.454729σbps 0.360201κf 3.872941κf 4.683526σpr 2.983396σp，max 1.505644σbpr1.940062r β0.156007ξ0.978698t 1.764513CL 0.85413BL 0.296046σt,max 1.525746κt 0.434911σtr0.663563可靠度系数r 面层疲劳应面层最大应基层疲劳应面层最大温度应力σt,max 温度疲劳应力系数κt 面层疲劳系数κf 基层疲劳系数κf 面层荷载疲劳应力σpr 面层最大荷载应力σp，max 基层荷载疲劳应力σbpr半刚性基层板弯曲刚度Db 路面结构总相对刚度半径rg土面层标准荷载在临界荷位产生的荷载应力σps 土面层最重荷载在临界荷位产生的荷载应力σpm 温度疲劳应力σtr温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL基层标准荷载在临界荷位产生的荷载应力σbps计算项目混凝土面板弯曲刚度Dc 板底地基综合当量回弹模量Et结构极限判断结算结果1.274.6316373.8498652.463878计算公式1.27系数rr=1.27疲劳应力最大应力疲劳应力。
水泥混凝土路面配合比设计
黑嘉公路逊克至逊克界段改建工程A1合同段水泥混凝土面层配合比验证报告黑嘉公路C1监理办路面用水泥混凝土配合比设计一、设计题目：路面用混凝土配合比设计二、设计资料：设计弯拉强度f r ＝4.5MPa。
满足三轴式混凝土摊铺整平机工作，要求混凝土拌和物坍落度为15mm。
公路所在地区属严寒地区。
水泥：黑河黑龙P.O42.5水泥28d抗折强度为7.7 Mpa、28d抗压强度为52.5Mpa细集料：黑龙江江砂，表观密度ρS= 2.730 g/cm3细度模数M x= 2.62含泥量0.6 %粗集料：卫东石场碎石碎石类型：火成岩表观密度ρG= 2.630 g/cm3；针片状含量7.2 %试验结果符合连续级配4.75-31.5mm水：饮用水。
原材料的各项指标均满足规范要求，可进行配合比设计。
三、设计步骤本工程为二级公路，取样本数量为20组，查表4.1.2.1，t取0.24；查表4.1.2.2，Cv取0.13；根据标段提供以往施工的20组试验记录并计算得S＝0.032。
f c ＝f r /（1－1.04Cv）+ ts＝4.5/（1－1.04×0.13）+ 0.24×0.032＝5.2111．水灰比的确定W/C＝1.5684/（f c＋1.0097－0.3595f s）＝1.5684/（5.211＋1.0097－0.3595×7.7）＝0.45满足耐久性及抗冻性的要求。
2．确定砂率该标面层混凝土用砂细度模数为2.62，查规范表4.1.4，砂率应取33%。
考虑到该标施工工艺为软做抗滑槽，取砂率为34%。
3．确定用水量根据三辊轴式混凝土摊铺整平机的施工要求，混凝土的坍落度为10～30mm，取坍落度为15 mm。
W0＝104.97＋0.309SI＋11.27×(C/W)＋0.61Sp＝104.97＋0.309×15＋11.27×1/0.45＋0.61×34＝155.4kg4．确定水泥用量C0＝W0/（W / C）＝155.4/0.45＝345.3水泥取350，满足规范表4.1.2－6的要求。
路面用水泥混凝土配合比设计
路面用水泥混凝土配合比设计一、设计依据1、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30-20052、《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30-2003）二、设计资料设计弯拉强度f r=4.5Mpa，要求混凝土拌合物坍落度为:30~60mm。
1、水泥：河南省太阳石水泥集团有限公司28d抗折强度为7.2Mpa、28d抗压强度为55.3Mpa2、细集料：南阳白河砂场河砂表观密度ρs=2.524g/cm3细度模数M X=2.90含泥量1.4%3、粗集料：荥阳福存石料厂4、水：饮用水三、配合比的设计与计算：1、计算配置28天弯拉强度值：据规范JTGF30-2003路面砼配合比设计规程，弯拉强度样本标准偏差s取0.675Mpa，保证率系数t取值0.56，变异系数c v取0.15。
f c=f r/(1-1.04c v)+ts=4.5/(1—1.04*0.15）+0.56*0.675=5.7Mpaf c—配置28d弯拉强度的均值f r—设计弯拉强度标准差2、计算适配强度f cu,o根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000），取δ=5则f cu,o=f cu,k+1.645*δ=30+1.645*5=38.23Mpaf cu,o—混凝土配置强度f cu,k—混凝土立方体抗压强度标准值δ—混凝土强度标准差3、计算水灰比W/C：W/C=1.5684/(f c+1.0097-0.3595*f s)=0.38f s为水泥实测抗折强度，f c为配置28d弯拉强度的均值4、根据集料种类和适宜坍落度，计算单位用水量：Wo=104.97+0.309S L+11.27C/W+0.61S P≈174选用坍落度SL为50mm；选用砂率S P为39%Wo—不掺外加剂与掺和料混凝土的单位用水量掺入外加剂的混凝土单位用水量为：Wow=Wo(1-β/100)≈125Wow—掺外加剂与掺和料混凝土的单位用水量5、计算水泥用量：Co=（C/W)*Wow≈329Co—单位水泥用量C/W—灰水比6、计算每立方米砼集料用量：[采用重量法计算，假定容重为2274kg/m3(不加减水剂)]Co+Wo+Mg+Ms=2274Mg+Ms=2274-329-125=1820Ms=1820*39%=710Mg1=(1820-710)*15%=266Mg2=(1820-710)*60%=666Mg3=(1820-710)*25%=278Co—单位水泥用量Wo—不掺外加剂与掺和料混凝土的单位用水量Ms—单位砂用量Mg1—单位5-10mm石子用量Mg2—单位10-20mm石子用量Mg3—单位16-31.5mm石子用量外加剂掺量为1%，每立方米用量为3.29kg/m37、确定基准配合比为：水泥：砂：碎石：水：外加剂=329：710：1110：125：3.29 8、试验记录详见配合比设计报告表，强度数据如下表9、基准配合比符合要求，采用配合比即为：水泥：砂：碎石：水：外加剂=329：710：1110：125：3.29四、每立方米混凝土碱含量根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）,对由外加剂带入混凝土的碱含量应进行控制。
水泥砼路面设计例题与习题
第十四章：水泥砼路面设计(例题与习题) 例14.1 已知水泥混凝土路面结构为：土基弹性模量为MP E 250=，垫层厚cm h 153=，MP E 1503=，基层厚cm h 182=，MP E 10002=，面层水泥混凝土厚cm h 221=，MP E 280001=。
(1) 求基层顶面当量回弹模量t E ；(2) 求基层顶面计算回弹模量tc E ；(3) 求纵缝边缘中部最大应力ps σ。
解：由题有：(1) 由62515003==E E ，cm h 153=， 查图16-11（P 426），在横轴上62515003==E E 处作竖直线，与曲线cm h 153=相交，从交点作水平线，与纵轴相交于1.9，所以，垫层顶面当量回弹模量MP E E t 5.47*9.103==。
继续，由215.47100032==t E E ，cm h 182=， 查图16-11（P 426），在横轴上215.47100032==t E E 处作竖直线，与曲线cm h 182=相交，从交点作水平线，与纵轴相交于3.2，所以，基层顶面当量回弹模量MP E E t t 152*2.332==。
(2) 由公式：t tc E n E *=有：322.1)(*10*718.18.03==-t c E hE n ，有：MP E n E t tc 201*==。
(3) 方法一：查图法由cm h 221=，3.139201280001==tc E E ，查图16-13（P 429），在上横轴上cm h 221=处作竖直线，与曲线3.139201280001==tc E E 相交，从交点作水平线与直线kN P 100=相交，从交点作竖直线与下横轴相交于1.7，所以纵缝边缘中部最大应力MP ps 7.1=σ。
方法二：公式法由表16-10，有：A=0.8738，m=0.7381，n=0.8266。
由公式：20h P Al n mps =σ，取15.0=c μ，30.0=s μ， 则：cm E E h l c s s c 3.61)1(6)1(*3220=--=μμ 所以，纵缝边缘中部最大应力MP h P Al n m ps 694.120==σ。
路面结构设计计算示例
课程名称：学生姓名：学生学号：专业班级：指导教师：年月日路面结构设计计算1 试验数据处理路基干湿状态和回弹模量路基干湿状态路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度~。
查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=~，H2=~，H3=~，本路段路基处于过湿~中湿状态。
土基回弹模量1) 承载板试验表承载板试验数据承载板压力（MPa）回弹变形（拟合后的回弹变形20 1035 2550 4165 5780 72119 剔除169 剔除220 剔除计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。
拟合过程如图所示：路基回弹模量：2101011000(1)4nii nii pDE lπμ===-=∑∑2）贝克曼梁弯沉试验表 弯沉试验数据测点 回弹弯沉（）1 1552 1823 1704 1745 1576 2007 1478 1739 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14170根据试验数据：l =∑li =155+⋯+170=178.4315.85(0.01mm)S =s=√∑(li−l )2n−1=式中：l ——回弹弯沉的平均值（）；S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。
根据规范要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。
计算代表弯沉值：1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S -=+=+⨯=l 1=l +z a s =178.43+1.645×20.56=212.25Z a 为保证率系数，高速公路、一级公路取，二、三级公路取，四级公路取。
土基的回弹模量：220201220.70106.5(1)(10.35)0.71246.3(MPa)200.860.01p E l δμα⨯⨯=-=⨯-⨯=⨯二灰土回弹模量和强度 抗压回弹模量二灰土抗压回弹模量为：735MPa 。
延宁公路水泥混凝土路面设计计算
＝ ．９ （ ａ ２７ ８ ＭＰ ） ５ 温度疲劳应力
本公路在公路 自然区划 Ｉ， Ｉ最大温度梯度取 ８ ８℃／ ｍ。
板长与路面板相对 刚度 半径 之 比， ， ． ／ ． ４ ６ ９ ６ ｆ ＝４ ５０ ６５＝ ． ７ ， ／ 查规范 的图 Ｂ ２ ２可得到 ＝０ ６５ ．． ．５ 。按规范 的式（ ． ． ） Ｂ ２ ２ 最大温度梯度 时混凝 土板的温度翘 曲应力为
，
＝ ．２ （ ａ １ ｏ ８ ＭＰ ） 荷载疲劳应力 的各项修正系数如下 。 计算板块 的纵 缝类型为设拉杆假缝 ， 接缝的传荷应力 折 减系数 砖 ＝ ．２ Ｏ９ 。 疲劳应力 系数 ＝『 ＝ ４ ６ ０。 。 ２４７ ， Ｊ １ ｏ ｏ。 ＝ ．６ 。 ＼ 『 ： ０ ９ ＿ 本公路 的公路 等级为二级公路 ， 规范的表 Ｂ １２ 查 ．． 可得 偏载和动 载综合 系数 ｜ ＝１２ ｉ ．。 ｝ 按规 范的式 （ ．．）荷载疲劳应力 计算 为 Ｂ １２ ，
摘
要： 介绍延 宁公路 水泥混凝土路 面设计计算 。
文献标识码 ： Ｃ 文章编号 ：０ ８— ３ ３ ２ ０ ） ２— ｏ ５一 １ １ｏ ３ ８ （ ０ ８ １ ０ ０ ｏ
关键词 ： 水泥混凝 土路 面 ； ； 设计 计算
中图分类号 ： ４ ６２ ６ Ｕ １． １
１ 交 通 分 析
． ｌ ／ ＝ ．８ （ Ｉ ｌ ＝ ２ ０ ７ ５ ｍ）
由规范的表 ３Ｏ １二级公路 的设计基 准期 为 ２ 年 。由 ．．， ０ 规范的表 Ａ２ ２ 临界 荷位 处 的车 辆轮 迹 横 向分 布系 数取 ．． ， ０３ 。按规范的式（ ． ． ） ．４ Ａ ２２ 计算 得 到设计 基 准期 内设 计车 道标准荷载 累计作用次数为
实例：水泥混凝土路面设计计算
1.路面类型的选择确定本设计为二级公路，位于四川地区，公路自然区划为Ⅴ区,路基土为粘性土，设计路段碎石、砂砾、石灰、水泥供应丰富，拟采用普通水泥混凝土路面结构。
交通组成表路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。
① 轴载换算：161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni i i i s P N N δ式中 ：s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；i P —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN ；i N —各类轴型i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数；i δ—轴—轮型系数，单轴—双轮组时，1=i δ；单轴—单轮时，按式43.031022.2-⨯=ii P δ计算；双轴—双轮组时，按式22.051007.1--⨯=i i P δ；三轴—双轮组时，按式22.081024.2--⨯=i i P δ计算。
轴载换算结果如表7-2所示。
表7-2 轴载换算结果② 计算累计当量轴次查《路线设计规范》得三级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级，临界荷位处的车辆轮迹轮迹横向分布系数η是0.54~0.62取0.54，075.0=r g ，则：[][]6201026.354.0365075.01)075.01(808.3813651)1(⨯=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N查《水泥混凝土路面设计规范》水泥混凝土路面所承受的轴载作用，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4级，标准轴载累计作用次数大于1×106 时，属于重交通等级，故本设计属于重交通等级。
2.基层、垫层材料参数确定（1） 基层基层、应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区应具有一定的抗冻性。
拟选用石灰粉煤灰稳定粒料为基层。
配比为石灰：粉煤灰：稳定粒料=1：3：12，查《水泥混凝土路面设计规范》得回弹模量a MP E 13001=。
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水泥混凝土路面设计计算案例
一、设计资料
某公路自然区划Ⅱ区拟新建一条二级公路，路基为粘性土，采用普通混凝土
路面，路面宽为9m ，经交通调查得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数
为2100次，试设计该路面厚度。
二、设计计算
（一）交通分析
二级公路的设计基准期查表10-17为20年，其可靠度设计标准的安全等级
查表10-17为三级，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数查表10-7取0.39取交
通量年增长率为5％.
设计基限期内的设计车道标准荷载累计作用次数按式（10-3）计算：
6
2010885.939.005
.0365]1)05.01[(2100365]1)1[(⨯=⨯⨯-+⨯=⨯-+⨯=ηr
t r s e g g N N 由表10-8可知，该公路属于重交通等级。
（二）初拟路面结构
相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级。
根据二级公路、重交通等级
和中级变异水平，查表10-1初拟普通混凝土面层厚度为0.22m 。
基层选用水泥
稳定粒料（水泥用量5％），厚度为0.18m 。
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4.5m ，长5m 。
纵缝为设计拉杆平缝（见图10-8
（a ）），横缝为设计传力杆的假缝（见图10-5（a ））。
（三）路面材料参数确定
查表10-11、表10-12，取重交通等级的普通混凝土面层弯拉强度标准值为
5.0MPa ，相应弯拉弹性模量为31GPa 。
根据中湿路基路床顶面当量回弹模量经验参考值表10-10，取路基回弹模量
为30MPa ，根据垫层、基层材料当量回弹模量经验参考值表10-9，取低剂量无
机结合料稳定土垫层回弹模量为600MPa ，水泥稳定粒料基层回弹模量为
1300MPs 。
按式（10-4）-（10-9），计算基层顶面当量回弹模量如下：
)(101315.018.015.060018.01300222
222
2122
2121MPa h h E h E h E =+⨯+⨯=++ )(57.2)15
.0600118.013001(4)15.018.0(1215.060018.01300)11(4)(122123312
21122132311m MN h E h E h h h E h E Dx ⋅=⨯+⨯++⨯+⨯=++++=--
)(312.0)1013
57.212()12(31
31m E D h x x x =⨯== 293.4])301013(51.11[22.6])(51.11[22.645.045.00=-=-=--E E a x 792.0)30
1013(44.11)(44.1155.055.00=-=-=--E E b x )(165)301013(30312.0293.4)(31792.03100MPa E E E ah E x b
x t =⨯⨯⨯== 普通混凝土层面的相对刚度半径按式（10-14）计算：
)(677.0)165
31000(22.0537.0)(537.031
31m E E h r t c =⨯⨯==
（四）荷载疲劳应力
标准轴载在临界荷位处产生得到荷载应力按式（10-13）计算：
σPs =0.077r 0.60h -2=0.077×0.6770.60×0.22-2=1.259(MPa)
因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的折减系数K r =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K ƒ=N v e =(9.885×106)0.057=2.504.根据公路等
级，由表10-13得到考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合修正系数
K c =1.02.
荷载疲劳应力按式（10-11）计算：
σpr =k r kƒk c σps =0.87×2.504×1.20×1.259=3.29(MPa)
(五）温度疲劳应力
由表10-14，Ⅱ区最大温度梯度取88℃/m 。
板长5m ，l/r=5/0.677=7.39，普通
混凝土板厚h=0.22m ，由图10-13查得B x =0.71.按式（10-16）计算温度翘曲应力： )(14.271.02
8822.0310*******MPa B hT E x g
C c tm =⨯⨯⨯⨯⨯==-ασ 温度疲劳应力系数k t ，按式（10-17）计算：
53.0]041.0)0
.513.2(828.0[13.20.5])([32.1=-⨯=-=b f f k c r tm tm t
t σασ 再由式（10-15）计算温度疲劳应力：
σtr =k t σtm =0.53×2.13=1.13（MPa ）
查表10-17，二级公路的安全等级为三级、变异水平等级为中级，目标可靠度
为85％.再查表10-16，确定可靠度系数γr =1.13。
按式（10-18）计算：
σr （σpr +σtr ）=1.13（3.29+1.13）=4.99（MPa ）≤ƒr =5.0（MPa ）
所以，所选普通混凝土面层厚度为0.22m 满足设计基准期内荷载应力和温度应
力的综合疲劳应力要求。
水泥混凝土路面设计课程设计
一、目的
通过本课程设计，掌握水泥混凝土路面结构组成、各种接缝的构造以及混凝土板厚度的确定方法，了解混凝土路面设计内容、设计步骤。
二、设计资料
（1）某地区一级公路拟建水泥混凝土路面，设计为四车道，路基宽25.5m，行车道宽15m,设置中间带，经调查和预测：使用初期公路上的交通组成如下：解放CA500为500辆/d,东风EQ140为2000辆/d，黄河JN360为200辆/d,黄河JN162为100辆/d,交通SH361为200辆/d,太脱拉138为150辆/d。
交通量年平均增长率为5﹪。
路基处于中湿状态，土基的回弹模量取42MPa。
（2）轴载及轴数见表10-21。
三、设计依据
《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2002)。
四、设计方法与设计内容
确定水泥混凝土路面板的厚度时，采用以混凝土材料的弯拉强度作为其设计技术标准，在考虑可靠度因素影响的情况下，使控制行车荷载反复作用在板内所产生的荷载疲劳应力与温度梯度反复作用在板内产生的温度疲劳应力之和不超过混凝土的弯拉强度。
并参照本章第四节和《公路水泥混凝土路面社会及规范》(JTG D40-2002)的设计方法，设计以下内容。
（1）设计混凝土路面的各层结构，确定其回弹模量和厚度；
（2）设计混凝土路面板的平面尺寸和各种接缝构造；
（3）设计混凝土路面板的厚度。
五、设计要求
设计成果包括以下内容：
（1）水泥混凝土路面的横断面图、各结构层组成图；（2）水泥混凝土路面的分块图、接缝构造图；
（3）确定水泥混凝土路面板厚的设计书。