混凝土路面设计计算书(终极版)
普通水泥混凝土路面计算书word精品文档17页
水泥混凝土路面厚度计算书一、原始资料公路自然区划：Ⅳ区公路等级：三级公路路基土质：粘质土路面宽度(m)： 6.5初期标准轴载： 122交通量平均增长： 5板块厚度(m)： 0.23基层厚度(m)： 0.22垫层厚度(m)： 0.15板块宽度(m)： 3.25板块长度(m)： 4路基回弹模量： 30基层回弹模量： 1300垫层回弹模量： 600基层材料性质：刚性和半刚性纵缝形式：设拉杆企口缝温度应力系数： 3.25计算类型：普通水泥混凝土路面厚度计算二、交通分析根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P6表3.0.1《可靠度设计标准》，本道路的等级为三级公路，故设计基准期为20年，安全等级为四级。
由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38表A.2.2《车辆轮迹横向分布系数》，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.62。
，交通量的年增长率为4%。
按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P38公式A.2.2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：Ne=Ns*[(1+gr)^t-1]*365*η/gr=912904.7次按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P7表3.0.5《交通分级》可确定轴载等级为：中等交通等级。
三、初拟路面结构初拟水泥混凝土路面厚度为：0.23m，基层选用刚性和半刚性材料，厚度为0.22m，垫层厚度为0.15m。
水泥混凝土面板长度为：4m，宽度为3.25m。
纵缝为设拉杆企口缝。
四、路面材料参数确定按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P8表3.0.6《混凝土弯拉强度标准值》可确定混凝土弯拉强度标准值为：4.5MPa。
根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P53表F.3《水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值》可确定弯拉弹性模量为29000MPa。
路基回弹模量选用：30MPa。
水泥混凝土路面计算
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: 四级公路变异水平的等级: 中级可靠度系数: 1.04面层类型: 普通混凝土面层设计轴载100 kN最重轴载150 kN路面的设计基准期: 10 年设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数: 8000路面承受的交通荷载等级:轻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 5 m 地区公路自然区划Ⅳ面层最大温度梯度86 ℃/m 接缝应力折减系数.87混凝土线膨胀系数10 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150 17002 级配砾石200 3003 级配砾石200 2504 新建路基30板底地基当量回弹模量ET= 115 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 RG= .679 SPS= 2.085 SPM= 3.053 SPR= 3.03 SPMAX= 2.66 CL= 1.019 BL= .739 STMAX= 1.84 KT= .49 STR= .9 SCR= 3.93 GSCR= 4.09 RE=-9.11 % SCM= 4.5 GSCM= 4.68 REM= 4 %HB= 205 DC= 21.3 DB= .5 RG= .695 SPS= 2.019 SPM= 2.955 SPR= 2.93 SPMAX= 2.57 CL= 1.008 BL= .713 STMAX= 1.82 KT= .48 STR= .87 SCR= 3.8 GSCR= 3.95 RE=-12.22 % SCM= 4.39 GSCM= 4.57 REM= 1.56 %HB= 207 DC= 21.93 DB= .5 RG= .702SPS= 1.994 SPM= 2.919 SPR= 2.9 SPMAX= 2.54CL= 1.002 BL= .702 STMAX= 1.81 KT= .48STR= .87 SCR= 3.77 GSCR= 3.92 RE=-12.89 % SCM= 4.35 GSCM= 4.52 REM= .44 %HB= 209 DC= 22.57 DB= .5 RG= .708SPS= 1.968 SPM= 2.881 SPR= 2.86 SPMAX= 2.51CL= .997 BL= .691 STMAX= 1.8 KT= .48STR= .86 SCR= 3.72 GSCR= 3.87 RE=-14 %SCM= 4.31 GSCM= 4.48 REM=-.44 %混凝土面层荷载疲劳应力: 2.86 MPa混凝土面层温度疲劳应力: .86 MPa考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力: 3.87 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: 2.51 MPa混凝土面层最大温度应力: 1.8 MPa考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力: 4.48 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: 199 mm通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:---------------------------------------普通混凝土面层200 mm---------------------------------------水泥稳定粒料150 mm---------------------------------------级配砾石200 mm---------------------------------------级配砾石200 mm---------------------------------------新建路基。
水泥混凝土路面计算书
路面计算书项目名称：******项目概述及路面结构说明:**段，路面宽为23m；自然区划为IV3区，采用水泥砼路面结构，设计使用年限为30年。
据交通量分析其设计使用年限内标准轴载累计作用次数为0.88×106次。
路面结构面层采用24cm普通砼，基层采用20cm3%～5.5%水泥稳定碎石，底基层为30cm二渣。
面板尺寸为长5m，宽3.75m、4m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为不设传力杆缩缝。
一、计算路基基顶当量回弹模量及砼面层相对刚度半径输入数据1、普通砼面层弯拉弹性模量Ec（MPa）=290002、面层厚度h（m）=0.243、基层材料回弹模量E1（MPa）=15004、基层厚度h1（m）=0.325、底基层材料回弹模量E2（MPa）=2506、底基层厚度h2（m）=0.27、土基回弹模量E0（MPa）=40二、计算荷载疲劳应力输入数据1、接缝传荷能力的应力折减系数kr=0.872、综合系数kc=1.23、设计基准期内标准轴载累计作用次数Ne(次）=0.88×1064、计算荷载疲劳应力系数v=0.057三、计算温度疲劳应力输入数据1、温度梯度值Tg（°C/m）=882、板长L（m）=5 L/r=8.353、由图B.2.2根据砼面板厚h及L/r查得温度应力系数Bx=0.654、面层砼弯拉强度标准值fr（MPa）=4.55、回归系数a=0.8416、回归系数b=0.0587、回归系数c=1.323四、计算极限状态输入数据1、可靠度系数Rr=1.13新建道路的基顶当量回弹模量及面层相对刚度半径计算Ex=(h12*E1+h22*E2)/(h12+h22)=1148.88Dx=(E1*h13+E2*h23)/12+((h1+h1)2/4)*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2))-1 =7.32hx=(12*Dx/Ex)^(1/3)=0.42a=6.22*(1-1.51*(Ex/E0）-0.45）=4.40b=1-1.44*(Ex/E0）-0.45=0.81基层顶面当面回弹模量Et=a*hxb*E0*(Ex/E0)1/3=222.96普通砼面层的相对刚度半径r=0.537*h*(Ec/Et)(1/3)=0.599荷载疲劳应力计算荷载应力σps=0.077*r0.6*h-2=1.17疲劳应力系数kf=Ne v=2.182荷载疲劳应力σpr=kr*kf*kc*σps=2.66温度疲劳应力计算温度翘曲应力σtm=αc*Ec*h*Tg*Bx/2=1.82温度疲劳应力系数kt=(fr/σtm)*(a*(σtm/fr)c-b)=0.448温度疲劳应力σtr=kt*σtm=0.818极限状态计算Rr*（σpr+σtr）=3.93结论：综合疲劳应力小于面层砼弯拉标准强度值，能够满足使用要求。
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。
水泥混凝土路面计算书
혀t혀准
혀혀 th‹ hth ht㤶 ht㤶 h혀准
其中：应力折减系数
th‹；综合系数 hth ；疲劳应力系数
hh tt h 㤶 t ‹ t h (4)温度应力
由规范表查得最大温度梯度取 88℃/m；综合温度翘曲应力与内应力的温度应力系数 计算如下：
h t
h h t‹
thh h
th t 㤶
（3）应结合当地时间基础，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重地运营行之有效的额新 材料、新工艺、新技术，以达到确保工程质量与耐久性的目的。
（4）路面设计方案应充分考虑沿线环境保护、自然生态平衡，有利于施工、养护工作人员 的健康与安全。
（5）对于地处不良地基的路段，应采取有效措施加快稳定路基沉降，路基沉降率达不到限 定要求时，绝不能仓促施工提前铺筑路面板。对于确实在短期内达不到限定沉降率要求的
t혀准
tthh ht
t h혀准
根据规范，确定可靠度系数γ ht ，验证结构极限状态是否满足要求：
혀t
ht tt㤶 t t
t≤
t h혀准
혀t혀准 t t혀准
ht
ht㤶 t ht
tt h ≤ t h혀准
拟定的由计算厚度 0.27m 的普通混凝土面层，厚度为 0.18m 的密集配沥青碎石（ATB-25）
路基状态 干燥
中湿
表2
水泥混凝土路面设计方案
结构层
厚度（cm）
水泥混凝土面层
27
密集配沥青碎石（ATB-25）基层
18
级配碎石底基层
20
水泥混凝土面层
27
密集配沥青碎石（ATB-25）基层
18
级配碎石底基层
20
水泥混凝土路面设计计算书
⽔泥混凝⼟路⾯设计计算书⽔泥混凝⼟路⾯设计计算书1、交通分析：三级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级，，车轮横向分布系数取0.55。
交通年增长率为6.5﹪。
计算设计基准期内设计车道标准荷载累计作⽤次数为：交通分析：路⾯设计以双轮组单轴100kN为标准轴载，⼩于和等于40kN（单轴）和80kN(双轴)的轴载忽略不计。
属于中等交通。
2、初拟路⾯结构本路线所处丽江市，所在⾃然区划为Ⅴ，由可靠度设计标准表，相应于安全等级四级的变异⽔平等级为中～⾼，取中级。
根据三级公路、中等交通等级和中级变异⽔平等级，查表，初拟普通混凝⼟⾯层厚度为0.22⽶，基层拟选⽤0.18⽶⽯灰粉煤灰稳定粒料为基层，垫层为0.15⽶采⽤⽯灰稳定⼟；路⾯结构总厚0.55⽶。
普通混凝⼟⾯板的平⾯尺⼨为3.25×4⽶。
纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传⼒杆的假缝。
3、路⾯材料参数确定查《⽔泥混凝⼟路⾯设计规范》，取普通混凝⼟⾯层的弯拉强度标准值为4.5MPa ，相应弯拉模量标准为：42.810c a E MP =?，路基⼟基回弹模量aMP E 400=，⽯灰粉煤灰稳定粒料回弹模量aMP E 13001=，⽯灰稳定⼟回弹模量aMP E 6002=。
计算基层顶⾯当量回弹模量如下：ax MP h h E h E h E 101315.018.060015.0130018.022********2121=+?+?=++=12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x 1233)15.0600118.013001(4)15.018.0(1215.06001218.01300-?+?++?+?=2.57()MN m =?mE D h x x x 312.0)101357.212()12(3131=?==0.450.45010136.221 1.51() 6.221 1.51() 4.02640x E a E --=-=-=757.0)401013(44.11)(44.1155.055.00=?-=-=--E E b x110.75733001013() 4.0260.31240()195.82040bx t xaE E ah E MP E ===普通混凝⼟⾯层的相对刚度半径计算为：()1133280000.537()0.5370.22()0.618195.820ctE r h m E ==??=4、荷载疲劳应⼒标准轴载在临界荷载处产⽣的荷载应⼒计算为：0.620.620.0770.0770.6180.22 1.192ps ar h MP σ--==??=因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能⼒的应⼒折减系数87.0=r K 。
水泥路面4.5m计算书(一号路正文)
表2单幅路面的纵缝拉杆参数
左板块
右板块
计算距离(m)
直径(mm)
长度(mm)
间距(mm)
行车道板块1
行车道板块2
4.5
14
700
650
图2路面平面示意图(m)
3.基层顶面当量回弹模量
按规范的式(B.1.5)计算基层顶面的当量回弹模量如下：
普通混凝土的刚度半径按规范的式(B.1.3-2)计算为：
5.温度疲劳应力
本公路在公路自然区划IV，最大温度梯度取92°C/m。板长与路面板相对刚度半径之比，l/r=5/0.687=7.275，查规范的图B.2.2可得到Bx=0.717。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
温度疲劳应力系数kt，按规范式(B.2.3)计算为
再由规范的式(B.2.1)计算温度疲劳应力为
水泥混凝土路面设计计算书
预新建的过溪段一号路市政道路工程，为双向2车道四级公路，在公路自然区划Ⅳ区，路基为中湿的中液限粘土，拟采用普通混凝土面层，路幅总宽度9m。经过交通调查得到：设计车道使用初期的标准轴载作用次数为110次/日，交通量年平均增长率为5%。
1.交通分析
由规范的表3.0.1，四级公路的设计基准期为20年。由规范的表A.2.2，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39。按规范的式(A.2.2)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：
根据计算结果.确认砼路面厚度大于21cm即可满足设计要求,根据通用做法,采用22cm砼路面层厚度。
路基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算
预新建的过溪段一号路，为双向2车道四级公路，在公路自然区划Ⅳ区，路基为中湿的中液限粘土，拟采用普通混凝土面层，路幅总宽度9m。采用公路路面设计程序系统进行计算，基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算结果如下：
水泥混凝土路面设计计算
15
粒料层的总厚度：hx（m）= 0.2
16
回归系数：a= 0.442
17
粒料层的当量回弹模量：Ex（MPa）= 120.0
18
板底地基综合回弹模量：Et（MPa）= 80.0
19
混凝土面层的弯曲刚度：Dc（MN*m）= 52.0
20
半刚性基层板的弯曲刚度：Db（MN*m）= 1.39
21
路面结构总相对刚度半径：rg（m）= 1.058
4
层间接触状况参数：rβ（m）= 0.131
5
与双层板结构有关的参数：ξ= 0.2146源自t= 1.4187
混凝土面层板的温度翘曲应力系数：CL= 0.540
8
温度应力系数：BL= 0.225
9
混凝土的线膨胀系数：αc= 1.0E-05
10
最大温度应力：σt,max（MPa）= 0.819
11
回归系数：αt= 0.837
1
7
设计轴载在面层板临界荷位处产生的荷载疲劳应力：σpr（MPa）= 3.951
8 最重轴载在面层板临界荷位处产生的荷载疲劳应力：σp,max（MPa）= 2.788
三
温度应力计算
1
最大温度梯度值：Tg（°C/m）= 87
2
板长：L（m）= 4.5
3
面层与基层之间竖向接触刚度：kn= 4599.4
7
面层材料泊松比：v c= 0.15
8
路床顶综合回弹模量：E0（MPa）= 60
9
基层材料回弹模量：E1（MPa）= 2000
10
基层材料厚度：h1（m）= 0.2
11
基层材料泊松比：v c= 0.2
12
水泥路面设计计算书
第四章 路面设计4.1水泥混凝土路面设计交通组成表车型名称单轴单轮组的个数轴重 （KN ）单轴双轮组个数 轴重 （KN ）双轴单轮组的个数 轴重 （KN ）三轴单轮组的个数 轴重 （KN ）交通量黄海DD640 1 32 1 70 0 0 0 0 1561 解放CA108 1 19.4 1 60.85 0 0 0 0 1600 黄河JN360 1 50 0 0 1 220 0 0 510 五十铃EXR181 16011001200694.1.1 轴载分析水泥混凝土路面结构设计以100KN 单轴—双轮组荷载为标准轴载。
⑴以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。
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；iP ——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 ；iN ——各类轴型i 级轴载的作用次数；n ——轴型和轴载级位数； iδ——轴—轮型系数，单轴—双轮组时，i δ=1；单轴—单轮时，按式43.031022.2-⨯=i i 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。
轴载换算结果如表所示车型名称 i Pi δi N 16)100(i i i P N δ 黄海DD640 前轴 32.00 2.22×103×32.00-0.431561 — 后轴 70.00 115615.188 解放CA108 前轴 19.40 2.22×103×19.40-0.431600 — 后轴 60.85 116000.526 黄河JN360 前轴50.002.22×103×50.00-0.43510 3.52×10-0.8后轴 220.00 1.07×10-5×220.00-0.22510 501.63 五十铃EXR181前轴60.002.22×103×60.00-0.4369 7.430 后轴 300.00 2.24×10-8×100.00-0.226924.157 161)(PP N N i i i ni δ∑== 531.508注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。
水泥混凝土路面设计计算(28+20+20)
7 8
设计轴载在面层板临界荷位处产生的荷载疲劳应力：σ pr（MPa）= 3.951 最重轴载在面层板临界荷位处产生的荷载疲劳应力：σ p,max（MPa）= 2.788
三 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
温度应力计算 最大温度梯度值：Tg（° C/m）= 87 板长：L（m）= 4.5 面层与基层之间竖向接触刚度：kn= 4599.4 层间接触状况参数：rβ （m）= 0.131 与双层板结构有关的参数：ξ = 0.214 t= 1.418 混凝土面层板的温度翘曲应力系数：CL= 0.540 温度应力系数：BL= 0.225 混凝土的线膨胀系数：α c= 1.0E-05 最大温度应力：σ t,max（MPa）= 0.819 回归系数：α t= 0.837 回归系数：bt= 1.382 回归系数：с t= 0.038 温度疲劳应力系数：kt= 0.187 温度疲劳应力：σ tr(MPa)= 0. 可靠度系数：γ r= 1.21 在设计轴载作用下： 在最重轴载作用下： γ r*（σ pr+σ tr)= 4.967 γ r*（σ p,max+σ t,max)= 4.364
综合疲劳应力小于面层混凝土设计弯拉标准强度值ƒr=5.0MPa，能够满足使用 要求。
2
二 1 2 3 4 5 6
荷载应力计算 荷载应力：σ ps（MPa）= 1.524 最重荷载应力：σ pm（MPa）= 2.786 考虑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：kf= 2.591 材料疲劳指数：λ = 0.057 考虑计算理论与实际差异以及动载等因素影响的综合系数：kc= 1.15 1
路面计算书
水泥路面结构设计计算书
..第五章水泥混凝土路面5.1 交通量计算该段高速公路位于Ⅳ7 区。
设计为双向四车道。
5-1 表交通量计算表车型小客车2轴中客车2轴大客车2轴中货2轴中货2轴中货2轴大货车2轴大货车2轴大货车3轴特大货车3轴特大货车3轴特大货车4轴特大货车（半拖挂）4 轴特大货车（半拖挂）5轴特大货车（拖挂）6轴特大货车（拖挂）车轴p轴轮型Ne， i合计前轴11.51— 10 1.6E+08后轴23.51— 2前轴301— 189后轴551— 2前轴401— 1962501后轴951— 2前轴301— 1454后轴601— 2前轴401— 1607后轴601— 2前轴451— 1404286后轴951— 2前轴351— 110881844后轴1401— 2前轴501— 134127758后轴1551— 1前轴551— 129738522后轴1753— 2前轴501— 11114582后轴1002— 2前轴801— 116938092后轴1252— 2前轴801— 116842385后轴1352— 2前轴652— 120195815后轴1502— 2前轴852— 120096408后轴1402— 2前轴602— 1772660后轴1003— 2前轴702— 18439809后轴1303— 2..方向分配系数取0.5，车道分配系数取0.8，标准轴载 100kN，最重轴载 250kN。
16P in则 N S 0.5 0.8N iP Si 1=0.5 0.841764=16705.8其中：5.2 交通分析车辆轮迹横向分布系数取0.2，高速公路设计基准期为30 年，安全等级为一级，交通量年平均增长率为7.6%。
计算累计标准轴次：N s t3011 g r 116705.8 1 0.076N e365η365 0.20 1.28E 08g r0.076因为 1 106 1.28108，所以属于特重交通等级。
5.3 拟定方案根据交通等级，现拟定在干燥和中湿状态下，分别设计三种方案。
水泥路面设计计算书
第四章 路面设计4.1水泥混凝土路面设计交通组成表4.1.1 轴载分析水泥混凝土路面结构设计以100KN 单轴—双轮组荷载为标准轴载。
⑴以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。
① 轴载换算：161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni i i i s P N N δ 式中 ：sN ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；iP ——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 ；iN ——各类轴型i 级轴载的作用次数；n ——轴型和轴载级位数； iδ——轴—轮型系数，单轴—双轮组时，i δ=1；单轴—单轮时，按式43.031022.2-⨯=i i 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。
轴载换算结果如表所示注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。
② 计算累计当量轴次根据表设计规范，二级公路的设计基准期为20年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数η是0.34~0.39取0.39，g r =0.086，则[][])(769.106197539.0365086.01)086.01(508.5313651)1(20次=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N 其交通量在44102000~10100⨯⨯中，故属重交通等级。
4.1.2 初拟路面结构根据二级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6 初拟两种方案。
如下：方案一：普通混凝土面层厚度为22cm ，基层采用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚15cm 。
垫层为15cm 天然砂砾材料。
普通混凝土板的平面尺寸为宽3.5m ，长5.0m 。
纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。
方案二：普通混凝土面层厚度为22cm ，基层采用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚15cm 。
垫层为15cm 级配碎砾石。
(整理)水泥路面结构计算书(大全)
（一）.特重交通（不包括高速公路）——城市快速路、货运主干路Ne=45*106 (次/车道)E0=30MPa fr =5.0MPa E C= 31GPa基层h1 =20cm 二灰碎石E1=1400MPa(6:14:80)底基层h2=20cm二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1400*0.22+1200*0.22)/(0.22+0.22)=1300a=6.22〔1-1.51（1300/30）-0.45〕=4.497b=1-1.44(1300/30)-0.55=0.819D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1400*0.23+1200*0.23)/12+0.42/4*(1/0.2*1400+1/0.2*1200)-1=6.903h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*6.903/1300)1/3=0.3994E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.497*0.39940.819*30(1300/30)1/3=223.520砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=25cmr=0.537*0.25(31000/223.520)1/3=0.695σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.6950.6*0.25-2=0.9903k r=0.87 k f=Ne0.057=2.730 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(45*106)0.057*1.25*0.9903=2.941设板长L=5m L/r=7.2 查图B.2.2 Bx=0.63北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=80℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*31000*0.25*80*0.63)/2=1.953按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=5/1.953〔0.828(1.953/5)1.323-0.041〕=0.5062σtr=k t*σtm =0.5062*1.953=0.989可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.231.23（0.989+2.941）=4.834 MPa＜fr =5.0 MPa 可（二）.特重交通——高速公路Ne=45*106 (次/车道)E0=30MPa fr =5.0MPa E C= 31GPa基层h1 =20cm 二灰碎石E1=1400MPa(6:14:80)底基层h2=20cm二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1400*0.22+1200*0.22)/(0.22+0.22)=1300a=6.22〔1-1.51（1300/30）-0.45〕=4.497b=1-1.44(1300/30)-0.55=0.819D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1400*0.23+1200*0.23)/12+0.42/4*(1/0.2*1400+1/0.2*1200)-1=6.903h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*6.903/1300)1/3=0.3994E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.497*0.39940.819*30(1300/30)1/3=223.520砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=27cmr=0.537*0.27(31000/223.520)1/3=0.7505σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.75050.6*0.27-2=0.8892k r=0.87 k f=Ne0.057=2.730 k c=1.30σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(45*106)0.057*1.30*0.8892=2.746设板长L=5m L/r=6.662 查图B.2.2 Bx=0.57北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=76℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*31000*0.27*76*0.57)/2=1.813按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=5/1.813〔0.828(1.813/5)1.323-0.041〕=0.4836σtr=k t*σtm =0.4836*1.813=0.877可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.331.33（0.877+2.746）=4.819 MPa＜fr =5.0 MPa 可（三）.特重交通（不包括高速公路）——城市快速路、货运主干路Ne=35*106 (次/车道)E0=30MPa fr =5.0MPa E C= 31GPa基层h1 =20cm 二灰碎石E1=1400MPa(6:14:80)底基层h2=20cm二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1400*0.22+1200*0.22)/(0.22+0.22)=1300a=6.22〔1-1.51（1300/30）-0.45〕=4.497b=1-1.44(1300/30)-0.55=0.819D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1400*0.23+1200*0.23)/12+0.42/4*(1/0.2*1400+1/0.2*1200)-1=6.903h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*6.903/1300)1/3=0.3994E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.497*0.39940.819*30(1300/30)1/3=223.520砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=24cmr=0.537*0.24(31000/223.520)1/3=0.667σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.6670.6*0.24-2=1.0485k r=0.87 k f=Ne0.057=2.692 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(35*106)0.057*1.25*1.0485=3.069设板长L=5m L/r=7.495 查图B.2.2 Bx=0.64北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=82℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*31000*0.24*82*0.64)/2=1.952按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=5/1.952〔0.828(1.952/5)1.323-0.041〕=0.506σtr=k t*σtm =0.506*1.952=0.988可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.231.23（0.988+3.069）=4.990 MPa＜fr =5.0 MPa 可（四）.特重交通——高速公路Ne=35*106 (次/车道)E0=30MPa fr =5.0MPa E C= 31GPa基层h1 =20cm 二灰碎石E1=1400MPa(6:14:80)底基层h2=20cm二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1400*0.22+1200*0.22)/(0.22+0.22)=1300a=6.22〔1-1.51（1300/30）-0.45〕=4.497b=1-1.44(1300/30)-0.55=0.819D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1400*0.23+1200*0.23)/12+0.42/4*(1/0.2*1400+1/0.2*1200)-1=6.903h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*6.903/1300)1/3=0.3994E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.497*0.39940.819*30(1300/30)1/3=223.520砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=26cmr=0.537*0.26(31000/223.520)1/3=0.7227σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.72270.6*0.26-2=0.9374k r=0.87 k f=Ne0.057=2.6916 k c=1.30σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(35*106)0.057*1.30*0.9374=2.854设板长L=5m L/r=6.918 查图B.2.2 Bx=0.587北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=78℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*31000*0.26*78*0.587)/2=1.845按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=5/1.845〔0.828(1.845/5)1.323-0.041〕=0.489σtr=k t*σtm =0.489*1.845=0.902可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.331.33（0.902+2.854）=4.995 MPa＜fr =5.0 MPa 可（五）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=20*106 (次/车道)E0=30MPa fr =5.0MPa E C= 31GPa基层h1 =20cm 二灰碎石E1=1400MPa(6:14:80)底基层h2=20cm二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1400*0.22+1200*0.22)/(0.22+0.22)=1300a=6.22〔1-1.51（1300/30）-0.45〕=4.497b=1-1.44(1300/30)-0.55=0.819D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1400*0.23+1200*0.23)/12+0.42/4*(1/0.2*1400+1/0.2*1200)-1=6.903h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*6.903/1300)1/3=0.3994E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.497*0.39940.819*30(1300/30)1/3=223.520砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=23cmr=0.537*0.23(31000/223.520)1/3=0.6393σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.63930.6*0.23-2=1.113k r=0.87 k f=Ne0.057=2.607 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(20*106)0.057*1.25*1.113=3.155设板长L=5m L/r=7.82 查图B.2.2 Bx=0.66北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=85℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*31000*0.23*85*0.66)/2=2.000按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=5/2.000〔0.828(2.000/5)1.323-0.041〕=0.5134σtr=k t*σtm =0.5134*2.000=1.027可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（1.027+3.155）=4.851 MPa＜fr =5.0 MPa 可（六）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=20*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层h1 =20cm 二灰碎石E1=1400MPa(6:14:80)底基层h2=20cm二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1400*0.22+1200*0.22)/(0.22+0.22)=1300a=6.22〔1-1.51（1300/30）-0.45〕=4.497b=1-1.44(1300/30)-0.55=0.819D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1400*0.23+1200*0.23)/12+0.42/4*(1/0.2*1400+1/0.2*1200)-1=6.903h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*6.903/1300)1/3=0.3994E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.497*0.39940.819*30(1300/30)1/3=223.520砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=25cmr=0.537*0.25(29000/223.520)1/3=0.68σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.680.6*0.25-2=0.9772k r=0.87 k f=Ne0.057=2.607 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(20*106)0.057*1.25*0.9772=2.771设板长L=5m L/r=7.36 查图B.2.2 Bx=0.63北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=80℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.25*80*0.63)/2=1.827按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.827〔0.828(1.827/4.5)1.323-0.041〕=0.5179σtr=k t*σtm =0.5179*1.827=0.946可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（0.946+2.771）=4.312 MPa＜fr =4.5 MPa 可（七）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=10*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层h1 =20cm 二灰碎石E1=1400MPa(6:14:80)底基层h2=20cm二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1400*0.22+1200*0.22)/(0.22+0.22)=1300a=6.22〔1-1.51（1300/30）-0.45〕=4.497b=1-1.44(1300/30)-0.55=0.819D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1400*0.23+1200*0.23)/12+0.42/4*(1/0.2*1400+1/0.2*1200)-1=6.903h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*6.903/1300)1/3=0.3994E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.497*0.39940.819*30(1300/30)1/3=223.520砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=24cmr=0.537*0.24(29000/223.520)1/3=0.652σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.6520.6*0.24-2=1.035k r=0.87 k f=Ne0.057=2.506 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(10*106)0.057*1.25*1.035=2.820设板长L=5m L/r=7.66 查图B.2.2 Bx=0.65北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=82℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.24*82*0.65)/2=1.8548按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.8548〔0.828(1.8548/4.5)1.323-0.041〕=0.5224σtr=k t*σtm =0.5224*1.8548=0.969可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（0.969+2.820）=4.395 MPa＜fr =4.5 MPa 可（八）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=10*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =42cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.42E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.420.819*30(1200/30)1/3=225.1825砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=24cmr=0.537*0.24(29000/225.1825)1/3=0.6508σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.65080.6*0.24-2=1.033k r=0.87 k f=Ne0.057=2.506 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(10*106)0.057*1.25*1.033=2.816设板长L=5m L/r=7.68 查图B.2.2 Bx=0.65北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=82℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.24*82*0.65)/2=1.855按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.855〔0.828(1.855/4.5)1.323-0.041〕=0.5224σtr=k t*σtm =0.5224*1.855=0.969可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（0.969+2.816）=4.391 MPa＜fr =4.5 MPa 可（九）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=5*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =48cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.48E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.480.819*30(1200/30)1/3=250.927砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=23cmr=0.537*0.23(29000/250.927)1/3=0.6016σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.60160.6*0.23-2=1.0731k r=0.87 k f=Ne0.057=2.409 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(5*106)0.057*1.25*1.0731=2.811设板长L=5m L/r=8.31 查图B.2.2 Bx=0.665北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=85℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.23*85*0.665)/2=1.885按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.885〔0.828(1.885/4.5)1.323-0.041〕=0.5272σtr=k t*σtm =0.5272*1.885=0.994可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（0.994+2.811）=4.414 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=5*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =45cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.45E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.450.819*30(1200/30)1/3=238.136砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=24cmr=0.537*0.24(29000/238.136)1/3=0.6338σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.63380.6*0.24-2=1.0216k r=0.87 k f=Ne0.057=2.409 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(5*106)0.057*1.25*1.0216=2.676设板长L=5m L/r=7.827 查图B.2.2 Bx=0.648北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=82℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.24*82*0.648)/2=1.849按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.849〔0.828(1.849/4.5)1.323-0.041〕=0.5215σtr=k t*σtm =0.5215*1.849=0.964可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（0.964+2.676）=4.222 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十一）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=2*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =48cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.48E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.480.819*30(1200/30)1/3=250.927砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=22cmr=0.537*0.22(29000/250.927)1/3=0.5755σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.57550.6*0.22-2=1.142k r=0.87 k f=Ne0.057=2.286 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(2*106)0.057*1.25*1.142=2.839设板长L=5m L/r=8.69 查图B.2.2 Bx=0.69北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=88℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.22*88*0.69)/2=1.937按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.937〔0.828(1.937/4.5)1.323-0.041〕=0.535σtr=k t*σtm =0.535*1.937=1.037可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（1.037+2.839）=4.496 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十二）.重交通——城市快速路、城市主干路、货运干路Ne=2*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =45cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.45E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.450.819*30(1200/30)1/3=238.136砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=23cmr=0.537*0.23(29000/238.136)1/3=0.6122σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.61220.6*0.23-2=1.0844k r=0.87 k f=Ne0.057=2.286 k c=1.25σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(2*106)0.057*1.25*1.0844=2.696设板长L=5m L/r=8.17 查图B.2.2 Bx=0.673北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=85℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.23*85*0.673)/2=1.908按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.908〔0.828(1.908/4.5)1.323-0.041〕=0.531σtr=k t*σtm =0.531*1.908=1.013可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.161.16（1.013+2.696）=4.302 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十三）.中等交通——城市主干路、城市次干路Ne=1*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =45cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.45E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.450.819*30(1200/30)1/3=238.136砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=22cmr=0.537*0.22(29000/238.136)1/3=0.5856σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.58560.6*0.22-2=1.154k r=0.87 k f=Ne0.057=2.198 k c=1.20σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(1*106)0.057*1.20*1.154=2.648设板长L=5m L/r=8.54 查图B.2.2 Bx=0.70北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=88℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.22*88*0.70)/2=1.965按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/1.965〔0.828(1.965/4.5)1.323-0.041〕=0.5397σtr=k t*σtm =0.5397*1.965=1.061可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.131.13（1.061+2.648）=4.191 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十四）.中等交通——城市主干路、城市次干路Ne=0.5*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =45cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.45E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.450.819*30(1200/30)1/3=238.136砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=21cmr=0.537*0.21(29000/238.136)1/3=0.559σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.5590.6*0.21-2=1.2316k r=0.87 k f=Ne0.057=2.113 k c=1.20σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.5*106)0.057*1.20*1.2316=2.717设板长L=5m L/r=8.945 查图B.2.2 Bx=0.735北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=90℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.21*90*0.735)/2=2.014按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/2.014〔0.828(2.014/4.5)1.323-0.041〕=0.547σtr=k t*σtm =0.547*2.014=1.102可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.131.13（1.102+2.717）=4.315 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十五）.中等交通——城市主干路、城市次干路Ne=0.25*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =45cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.45E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.450.819*30(1200/30)1/3=238.136砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=20cmr=0.537*0.20(29000/238.136)1/3=0.5323σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.53230.6*0.20-2=1.3187k r=0.87 k f=Ne0.057=2.031 k c=1.20σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.25*106)0.057*1.20*1.3187=2.796设板长L=5m L/r=9.39 查图B.2.2 Bx=0.77北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=92℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.20*92*0.77)/2=2.054按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/2.054〔0.828(2.054/4.5)1.323-0.041〕=0.5529σtr=k t*σtm =0.5529*2.054=1.136可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.131.13（1.136+2.796）=4.443 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十六）.中等交通——城市主干路、城市次干路Ne=0.25*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层为一种材料h1 =40cm 二灰砂砾E1=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.40E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.400.819*30(1200/30)1/3=216.45砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=21cmr=0.537*0.21(29000/216.45)1/3=0.577σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.5770.6*0.21-2=1.2554k r=0.87 k f=Ne0.057=2.031 k c=1.20σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.25*106)0.057*1.20*1.2554=2.662设板长L=5m L/r=8.66 查图B.2.2 Bx=0.74北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=90℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.21*90*0.74)/2=2.028按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/2.028〔0.828(2.028/4.5)1.323-0.041〕=0.549σtr=k t*σtm =0.549*2.028=1.114可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.131.13（1.114+2.662）=4.267 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十七）.中等交通——城市主干路、城市次干路Ne=0.25*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层h1 =20cm 二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)底基层h2=25cm石灰土E2=550MPa(12:88)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1200*0.22+550*0.252)/(0.22+0.252)=803.659a=6.22〔1-1.51（803.659/30）-0.45〕=4.0811b=1-1.44(803.659/30)-0.55=0.764D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1200*0.23+550*0.253)/12+（0.2+0.25）2/4*(1/0.2*1200+1/0.25*550)-1=5.9416h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*5.9416/803.659)1/3=0.446E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.0811*0.4460.764*30(803.659/30)1/3=197.693砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=21cmr=0.537*0.21(29000/197.693)1/3=0.5947σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.59470.6*0.21-2=1.278k r=0.87 k f=Ne0.057=2.031 k c=1.20σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.25*106)0.057*1.20*1.278=2.710设板长L=5m L/r=8.41 查图B.2.2 Bx=0.74北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=90℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.21*90*0.74)/2=2.028按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/2.028〔0.828(2.028/4.5)1.323-0.041〕=0.549σtr=k t*σtm =0.549*2.028=1.114可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.131.13（1.114+2.710）=4.321 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十八）.中等交通——城市主干路、城市次干路Ne=0.05*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层h1 =20cm 二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)底基层h2=25cm石灰土E2=550MPa(12:88)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1200*0.22+550*0.252)/(0.22+0.252)=803.659a=6.22〔1-1.51（803.659/30）-0.45〕=4.0811b=1-1.44(803.659/30)-0.55=0.764D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1200*0.23+550*0.253)/12+（0.2+0.25）2/4*(1/0.2*1200+1/0.25*550)-1=5.9416h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*5.9416/803.659)1/3=0.446E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.0811*0.4460.764*30(803.659/30)1/3=197.693砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=20cmr=0.537*0.20(29000/197.693)1/3=0.5664σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.56640.6*0.20-2=1.3687k r=0.87 k f=Ne0.057=1.853 k c=1.20σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.05*106)0.057*1.20*1.3687=2.648设板长L=5m L/r=8.83 查图B.2.2 Bx=0.75北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=92℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.20*92*0.75)/2=2.001按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/2.001〔0.828(2.001/4.5)1.323-0.041〕=0.545σtr=k t*σtm =0.545*2.001=1.091可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.131.13（1.091+2.648）=4.225 MPa＜fr =4.5 MPa 可（十九）.中等交通——城市主干路、城市次干路Ne=0.05*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.5MPa E C= 29GPa基层h1 =38cm 二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.38E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.4341*0.380.764*30(1200/30)1/3=207.634砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=20cmr=0.537*0.20(29000/207.634)1/3=0.557σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.5570.6*0.20-2=1.3554k r=0.87 k f=Ne0.057=1.853 k c=1.20σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.05*106)0.057*1.20*1.3554=2.622设板长L=5m L/r=8.97 查图B.2.2 Bx=0.78北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=92℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*29000*0.20*92*0.78)/2=2.081按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.5/2.081〔0.828(2.081/4.5)1.323-0.041〕=0.557σtr=k t*σtm =0.557*2.081=1.159可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.131.13（1.159+2.622）=4.273MPa＜fr =4.5 MPa 可（二十）.轻交通——城市支路Ne=0.03*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.0MPa E C= 27GPa基层h1 =20cm 二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)底基层h2=20cm石灰土E2=550MPa(12:88)E x=E1h12+E2h22/ h12+h22=(1200*0.22+550*0.22)/(0.22+0.22)=875a=6.22〔1-1.51（803.659/30）-0.45〕=4.1614b=1-1.44(803.659/30)-0.55=0.7747D x=(E1h13+E2h23)/12+(h1+h2)2/4*(1/h1E1+1/h2E2)-1=(1200*0.23+550*0.23)/12+（0.2+0.2）2/4*(1/0.2*1200+1/0.2*550)-1=4.1838h x=(12Dx/Ex)1/3=(12*4.1838/875)1/3=0.3857E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.1614*0.38750.7747*30(875/30)1/3=183.699砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=20cmr=0.537*0.20(27000/183.699)1/3=0.567σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.5670.6*0.20-2=1.369k r=0.87 k f=Ne0.057=1.80 k c=1.10σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.03*106)0.057*1.10*1.369=2.358设板长L=5m L/r=8.82 查图B.2.2 Bx=0.77北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=92℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*27000*0.20*92*0.77)/2=1.913按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323 k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.0/1.913〔0.828(1.913/4.0)1.323-0.041〕=0.5667σtr=k t*σtm =0.5667*1.913=1.084可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.071.07（1.084+2.358）=3.683 MPa＜fr =4.0 MPa 可（二十一）.轻交通——城市支路Ne=0.03*106 (次/车道)E0=30MPa fr =4.0MPa E C= 27GPa基层h1 =34cm 二灰砂砾E2=1200MPa(7:13:80)E x=1200a=6.22〔1-1.51（1200/30）-0.45〕=4.434b=1-1.44(1200/30)-0.55=0.8107h x=0.34E t=a hx b*E0(Ex/E0)1/3=4.434*0.340.8107*30(1200/30)1/3=189.732砼板相对刚度半径r=0.537h(E c/E t)1/3设板厚h=20cmr=0.537*0.20(27000/189.732)1/3=0.5607σPS =0.077r0.6*h-2=0.077*0.56070.6*0.20-2=1.360k r=0.87 k f=Ne0.057=1.80 k c=1.10σP r=k r*k f*k c*σPS=0.87(0.03*106)0.057*1.10*1.360=2.343设板长L=5m L/r=8.917 查图B.2.2 Bx=0.779北京地区最大温度梯度按《城市道路设计规范》表10.2.8 Tg=92℃/mσtm=(10-5*E C*h*Tg*Bx)/2=(10-5*27000*0.20*92*0.779)/2=1.935按《公路水泥混凝土路面设计规范》表B.2.3 回归系数a=0.828 b=0.041 c=1.323k t= fr/σtm〔a(σtm /fr)c-b〕=4.0/1.935〔0.828(1.935/4.0)1.323-0.041〕=0.570σtr=k t*σtm =0.570*1.913=1.103可靠度系数根据《公路水泥混凝土路面设计规范》表3.0.3采用1.071.07（1.103+2.343）=3.687 MPa＜fr =4.0 MPa 可。
新规范水泥混凝土路面设计计算书
项目名称：XX县XX区XX路道路工程 XX路属城市Ⅱ级次干道，路面宽为24m，其中机动车道宽7.5×2=15m；自然区 划为IV区，考虑水泥混凝土路面强度高、稳定性好、有利于夜间行车、材料来源广 、造价低廉、对地基的要求较低等优点，故推荐采用水泥混凝土路面结构，设计基 项目 准期为20年。据交通量分析和轴载谱调查计算其设计使用年限内标准轴载累计作用 概述 次数为748000次。路面结构面层采用23cm普通混凝土，基层采用20cm4.5%水泥稳 定碎石，底基层为20cm10%石灰土。面板尺寸为长4.5m，宽3.75m，纵缝为设拉杆 平缝，横缝为设传力杆缩缝。 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 计算路面材料参数数据确定 设计轴载单轴重：Ps（kN）= 100 最重轴载：Pm（kN)= 150 设计基准期内设计车道设计轴载累计作用次数：Ne（次）= 748000 水泥混凝土路面设计弯拉强度：ƒr(MPa)= 4.5 普通混凝土面层弯拉弹性模量：Ec（MPa）= 29000 面层厚度：hc（m）= 0.23 泊松比：v c= 0.15 路床顶综合回弹模量：E0（MPa）= 60 基层材料回弹模量：E1（MPa）= 300 基层材料厚度：h1（m）= 0.2 底基层材料回弹模量：E2（MPa）= 0 底基层材料厚度：h2（m）= 0 粒料层的总厚度：hx（m）= 0.2 回归系数：a= 0.442 粒料层的当量回弹模量：Ex（MPa）= 300 板底地基当量回弹模量：Et（MPa）= 120.0 混凝土面层的弯曲刚度：Dc（MN*m）= 30.1 相对刚度半径：r（m）= 0.763
四 1 2 3 结论
ห้องสมุดไป่ตู้
结构极限状态校核 可靠度系数：γr= 1.13 在设计轴载作用下： 在最重轴载作用下： γr*（σpr+σtr)= 4.660 γr*（σp,max+σt,max)= 4.320
水泥路设计计算书
水泥混凝土路面厚度计算书一、原始资料公路自然区划：Ⅱ区公路等级：根据公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)3.0.1二级及二级以下公路路面结构破坏可能产生很严重后果时，可提高-级安全等级。
非等级，参照四级。
路基土质：低液限粘质土路面宽度(m)： 4初期标准轴载日作用次数：13交通量平均增长： 5板块厚度(m)：0.2基层厚度(m)：0.1垫层厚度(m)：0.115（红砖）-0.3（素土）板块宽度(m)： 4板块长度(m)： 5路基回弹模量：120基层回弹模量：300基层材料性质：刚性和半刚性纵缝形式：不设拉杆平缝或自由边温度应力系数：0.53计算类型：普通水泥混凝土路面厚度计算二、交通分析非等级公路，参照四级，故设计基准期为10年，安全等级为三级。
由公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)P35表A.1.3两轴六轮及以上车辆交通量的车道分配系数取1，P89A1.4交通量的年增长率取5%。
按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)P37公式A.2.4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：η见下表Ne=Ns*[(1+gr)^t-1]*365*η/gr=32228次按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)P6表3.0.7《交通荷载分级》可确定轴载等级为：中等三、初拟路面结构面层：黑龙江省国土资源厅文件黑国土资发【2012】3号关于印发《黑龙江省土地整治工程建设标准》的通知中关于田间道路面厚度的规定，砼路面厚度18～20cm，本次设计砼路面厚20cm。
基层：按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)P10表4.4.2.1、表4.4.2.2基层及底层材料类型，田间道1、田间道8由于为土路修缮，下设水泥含量5%水泥稳定碎石层20cm，其余田间道由于为红砖路修缮，下设5%水泥稳定碎石层10cm。
垫层：田间道1、田间道8为土路修缮，设20cm素土垫层，其余田间道为红砖路修缮，不设垫层。
水泥路面计算书
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 iP δ-=⨯ 《规范》JTGD40-2006 (3.0.4-2 ) 或50.221.0710i iP δ--=⨯ 《规范》JTGD40-2006 (3.0.4-3 )或 80.222.2410i iP δ--=⨯ 《规范》JTGD40-2006 (3.0.4-4 )式中：Ns ——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；iN ——各类轴型i 级轴载的作用次数；iδ——轴-轮型系数，单轴-双轮组时，iδ=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（3.0.4-3）计算;三轴-双轮组时,按式《规范》JTGD40-2006 (3.0.4-4)计算。
使用初期设计车道标准轴载次数：)d /(381276245.0次=⨯=s N 设计使用年限内临界荷位处标准轴载的累积作用次数:ηγγ⋅⋅⨯-+=s tN Ne 365]1)1[( 《规范》JTGD40-2006 (3.1.7)式中：Ne ── 设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次（次）； t ── 设计基准期（a ）t=20年；Ns ── 使用初期设计车道每日通过的标准轴载次数（次/日）； y ── 设计年限内交通量的平均年增长率(%),y=5%.η——车轮轮迹横向分布系数，按《公路混凝土路面设计规范》表A.4.4选用，η=0.2 次7201061.135.0381205.0365]1)05.01[(⨯=⨯⨯⨯-+=Ne查《规范》JTGD40-2006 3.0.5属重交通 三、初布拟定道路结构层及力学计算由《规范》JTGD40-2006 表3.0.1知，相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。
路面混凝土配合比计算书
路面混凝土配合比计算书一、配制混凝土所用材料1、水泥——采用赤峰远航水泥有限责任公司生产的强度等级为42.5Mpa的普通硅酸盐水泥，已检各项指标合格。
2、碎石——采用雁峰碎石厂生产的碎石，按4.75—16碎石占35%，16—31.5mm碎石占65%的比例掺配，混合料经筛分试验，符合4.75—37.5mm连续级配要求，碎石的各项指标已检合格。
3、砂——采用京峰砂场河砂，属中砂，细度模数Mx＝3.0，其它各项指标已检合格。
4、水——采用工地饮用水。
5、减水济——采用北京慕湖外加剂有限公司生产的UNF—5型高效减水剂，掺量为水泥用量的0.75%。
二、确定混凝土的配制强度(fcu,o)设计要求混凝土强度fr=4.5Mpa，查表混凝土样本数为3时，保证率系数t为0.72，混凝土弯拉强度变异系数c v取0.1，砼弯拉强度的样本标准差S为0.16Mpa(n=3)fc＝fr/(1－1.04c v)＋ts＝4.5÷(1－1.04×0.1)＋0.72×0.16＝5.14Mpa三、计算混凝土水灰比(W/C)1、根据集料的类型计算水灰比W/C＝1. 5684/(fc＋1.0097－0.3595fs)＝1. 5648÷(5.14＋1.0097－0.3595×6.5)＝0.412、根据混凝土所处环境条件及其强度和耐久性要求，所以将水灰比减小2%，采用水灰比0.39。
四、选定单位用水量(m wо)经查《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30—2003版：表4.1.4确定砂率S P＝36%；经查表坍落度(S L)要求30—50mm，取值40mm。
Wo＝104.97＋0.309S L＋11.27C/W＋0.61S P＝104.97＋0.309×40＋11.27×2.57＋0.61×36＝168kg/m3经查《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30—2003版确定最大单位用水量不宜大于160 kg/ m3，因此经过查表，确定单位用水量为150 kg/ m3。
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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。
公 路 等 级纵 缝 边 缘 处 高速公路、一级公路、二级公路0.17~0.22 二级及二级以下公路行车道宽＞7m 0.34~0.390.54~0.62行车道宽≤7m由表4-2知，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.18。
公路等级 设计年限10 15 20 30 40 高速公路 5~9 4~7 4~7 3~6 2~4 一级公路 6~11 4~9 3~9 2~6 2~4 二级公路 5~12 3~8 2~6 2~4 1~3 三级公路3~242~182~131~81~6如表4-3，可取交通量年平均增长率为5%。
则设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：（次）43010196318.036505.0]1)05.01[(4500365]1)1[(⨯=⨯⨯-+⨯=⨯⨯-+=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：交通等级特重 重 中等 轻 设计车道标准轴载累计作用次数4(10)e N ⨯＞2000100~20003~100＜3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，安全等级为二级的道路对应的变异水平等级为中级。
水泥混凝土面层厚度的参考范围表4-5 交通等级特重重公路等级高速一级二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度（mm）≥260 ≥250 ≥240 270~240 260~230 250~220 交通等级中等轻公路等级二级三、四级三、四级三、四级变异水平等级高中高中高中面层厚度（mm）240~210 230~200 220~200 ≤230 ≤220 根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级，由表4-5知，初拟普通混凝土面层厚度为mm260。
各类基层适宜交通等级与适宜厚度的范围表4-6 基层类型厚度适宜的范围（mm）适宜交通等级贫混凝土或碾压混凝土基层120~200 特重交通水泥稳定粒料基层150~250 重交通沥青混凝土基层40~60 特重交通沥青稳定碎石基层80~100 重交通石灰粉煤灰稳定粒料、级配粒料基层150~200 中等或轻交通多孔隙水泥稳定碎石排水基层100~140 高速、一级、重交沥青稳定碎石排水基层80~100 高速、一级、重交如上表4-6，基层可选用水泥稳定粒料类，厚180mm，为保证模板和轨模式摊铺机轨道的安装、滑模式摊铺机的施工，以及混凝土面板边缘的强度和稳定性．当采用小型机具或轨模式摊铺机施工时，基层的宽度比混凝土面板每侧宽出25cm；。
垫层选用mm150石灰粉煤灰稳定粒料，每侧比基层宽出25cm。
普通混凝土板的平面尺寸宽m5；纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假.3、长m75缝，中间带为3m，每幅路面宽m5.7。
图4-1 路面结构图（单位：mm）4.3路面材料参数确定混凝土面板在行车荷载和温度变化等因素的作用下，将产生压应力和弯拉应力。
混凝土面板所受的压应力与混凝土的抗压强度相比很小，而所受的弯拉应力与抗弯拉强度相比则大得多，可能导致混凝土面板开裂破坏。
因此，在设计混凝土面板厚度时，应以弯拉强度为其设计标准。
混凝土的强度随龄期而增长，通常以28日龄期的强度为标准。
各级交通要求的混凝土设计弯拉强度不得低于表4-7的规定。
当90日内不开放交通时，则可采用90日龄期的强度(为28日强度的1.1倍)。
混凝土的强度对路面的使用寿命有重大影响，强度的变化同路面容许的标准铀载作用次数的对数成正比。
增加混凝土的强度，可以大大延长路面的使用寿命，取得十分显著的经济效益。
因而，应尽可能提高混凝土的强度。
结合我国的材料情况和施工工艺水平，《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012—94)规定了设计强度的最低值。
条件许可时，应尽量采用高值，尤其是对于特重交通的公路。
混凝土弯拉强度标准值f 表4-7 交通等级特重 重 中等 轻 水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa ） 5.0 5.0 4.5 4.0 钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa ）6.06.05.55.0混凝土弯拉弹性模量的测试工作，很费时而又不易准确，且其数值的变化对荷载应力计算结果的影响不大。
因而，在无条件测试时，直接采用表4-7所列数值，=5.0r f MPa 。
弯拉强度（MPa ）1.0 1.52.0 2.53.0 抗压强度（MPa ）5.0 7.7 11.0 14.9 19.3 弯拉弹性模量（GPa ）10 15 18 21 23 弯拉强度（MPa ）3.54.0 4.55.0 5.5 抗压强度（MPa ）24.2 19.7 35.8 41.8 48.4 弯拉弹性模量（GPa ）25 27 29 31 33 按表4-8取普通混凝土面层的弯拉弹性模量标准值为31c E GPa。
土组 公路自然区划Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 土质砂 26~42 40~50 39~50 35~60 50~60 黏质土 25~45 30~40 25~45 30~45 30~45 粉质土22~4632~5430~5027~4330~45材料类型 回弹模量（MPa ） 材料类型 回弹模量（MPa ）中、粗砂 80~100 石灰粉煤灰稳定粒料1300~1700 天然砂砾 150~200 水泥稳定粒料 1300~1700 未筛分碎石 180~220 沥青碎石（粗粒式，20C ︒） 600~800 极配碎砾石 （垫层） 200~250沥青混凝土 （粗粒式，20C ︒） 800~1200 极配碎砾石 （基层） 250~350 沥青混凝土 （中粒式，20C ︒） 1000~1400 石灰土 200~700 多孔隙水泥碎石 （水泥剂量9.5%~11%） 1300~1700 石灰粉煤灰土600~900多孔隙沥青碎石（20C ︒， 沥青含量2.5%~3.5%）600~800按表4-9，路基土回弹模量取MPa E 350=。
按表4-10，石灰粉煤灰稳定粒料垫层回弹模量取MPa E 7002=，水泥稳定粒料基层回弹模量取MPa E 14001=。
则有：基层顶面当量回弹模量计算如下：MPa h h E h E h E x 11.113115.018.015.070018.0140022222221222121=+⨯+⨯=++= )(7.215.0700118.0140014)15.018.0(1215.070018.01400114)(12123312211221322311m MN h E h E h h h E h E D x ⋅=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯++⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++=--)(306.011.11317.2121233m E D h X x x =⨯== 25.435140051.1122.651.1122.645.045.00=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=--E E a x 787.03511.113144.1144.1155.055.00=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--E E b xMPa E E E ah E x b x t 558.1863511.113135306.025.431787.03100=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 式中：0E ―路床顶面的回弹模量（MPa ），查用表4-9的参考值；x E ―基层和底基层或垫层的当量回弹模量（MPa ）；21E E 、―基层和底基层或垫层的回弹模量（MPa ），查表4-10的参考值；x h ―基层和底基层或垫层的当量厚度（m ）； x D ―基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度（m MN ⋅）；21h h 、―基层和底基层或垫层的厚度（m ）；b a 、―与0/E E x 有关的回归系数； t E ―基层顶面当量回弹模量（MPa ），此为新建公路的基层顶面当量回弹模量。
普通混凝土面层的相对刚度半径按下式计算为m E E h r t c 768.0558.1863100026.0537.0537.033=⨯⨯==；r ―混凝土板的相对刚度半径（m ）；h ―混凝土板的厚度（m ）； c E ―水泥混凝土的弯拉弹性模量（MPa ），可查用表4-8的参考值。