水泥混凝土路面结构设计
水泥混凝土路面结构设计
表1.2.2 水泥混凝土面层厚度的参考范围
极重
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 低 高速 低 一级 中 低 二级 中 高速 低 一级 中 低 轻 三、四级 中 230~200 高 220~190 三、四级 中 210~180 二级 中
特重
重
面层厚度（mm）
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 面层厚度（mm）
注：① 冻深小或填方路段，或者基、垫层为隔温性能良好的材料，可采用低值；冻深大 或挖方及地下水位高的路段，或者基、垫层为隔温性能稍差的材料，应采用高值； ② 冻深小于0.50m的地区，一般不考虑结构层防冻厚度。
1.5 路肩
铺面材料 路肩面层一般宜选用水泥混凝土，也可用沥青类材料。路肩基
层可用开级配粒料类材料，有利于排除渗入路面结构的水。
起讫桩号
基层切缝 情况
使用状况
原路 面结 构
——
——
使用情况良好， 裂缝少。
结构 一
K576+559 ～ K579+514
基层不切缝
使用情况良好， 有裂缝。 配筋率：0.3，0.4 ，0.5。
结构 二
K579+514 ～ K580+533
350m、320m和330m 混凝土基层切缝间距 分别为5m，8m和 10m。
水泥砼面层 28cm
防水联接层1.5cm
二灰碎石基 层18cm 灰土或固化剂处理路床 20cm
冲击压实处理路床（影响深度80cm）
（2）广西
混凝土下面层280㎜ 改性沥青混凝土或SMA上面层，厚40㎜ 混凝土层表面机械凿毛，或5﹪稀盐酸处理，摩擦系数0.65以上。 设高分子改性沥青粘层，或环氧沥青粘层，或橡胶沥青应力吸收层20 ㎜。 使用3年，整体效果良好，局部路段轻微推移。
我国水泥混凝土路面设计方法
我国水泥混凝土路面设计方法水泥混凝土路面设计方法主要包括了水泥混凝土路面材料的选择、路面结构设计、施工工艺和质量控制等方面。
以下将详细介绍我国水泥混凝土路面设计的具体方法。
一、水泥混凝土路面材料的选择1.水泥：根据设计要求和实际使用条件，选择适宜的水泥品种。
目前常用的水泥品种包括普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和特种水泥等。
2.混凝土骨料：骨料应选择质量好、粒径分布合理、坚固耐久、无害物质含量较低的骨料。
常用的骨料有碎石、砂石等。
3.混凝土外加剂：外加剂有很多种类，可以改善混凝土的性能。
在设计过程中，选择合适的外加剂控制混凝土的物理性能和工程成本。
二、路面结构设计1.设计厚度：根据道路的等级、设计车速和交通量等因素，确定混凝土路面的设计厚度。
一般来说，高等级道路的设计厚度较大，轻型车道的设计厚度较小。
2.路面结构：混凝土路面可以是单层结构或多层结构。
单层结构适用于交通量较小的道路，而多层结构适用于交通量大、车辆荷载重的道路。
三、施工工艺1.基底处理：对基底进行平整、硬化处理，使其具有良好的承载能力和稳定性。
2.混凝土浇筑：将混凝土均匀倒入路面模板内，并采取适当的震动技术，使其达到密实度和平整度的要求。
3.混凝土养护：混凝土养护是保证混凝土路面质量的关键环节。
养护时间和方法根据气温、湿度等因素确定，通常需要进行湿养护。
四、质量控制1.施工质量检查：对水泥混凝土路面施工过程进行现场检查，确保施工符合设计要求和规范，并及时进行纠正。
2.质量检测：对混凝土的强度、平整度、厚度等进行质量检测，并进行合格评定。
3.质量管理：建立质量管理体系，从材料采购、施工过程控制到工程验收等环节，严格控制质量。
总结起来，我国水泥混凝土路面设计方法涵盖了材料选择、路面结构设计、施工工艺和质量控制等多个方面。
在实际工程中，应根据具体情况进行合理选择和组合，确保水泥混凝土路面的耐久性、承载能力和平整度，保证道路的安全与舒适。
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
路面混凝土结构图纸
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
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。
4、6、12、15米宽水泥混凝土路面结构设计图
水泥混凝土路面施工设计
水泥混凝土路面施工设计首先，路面结构设计是水泥混凝土路面施工设计的重要内容之一、根据路面使用要求和实际工程条件，确定路面结构的厚度和层数。
常见的路面结构设计包括单层水泥混凝土路面结构、复合结构、增强结构等。
根据不同的设计要求，可以选择不同的路面结构形式。
其次，施工方法的选择也是水泥混凝土路面施工设计的重要环节。
施工方法的选择需要考虑到施工工艺、设备和材料供应情况、施工周期等因素。
常见的施工方法包括浇筑整体、预制块铺设、滚压等。
根据工程条件和要求，选择合适的施工方法是确保施工质量和工期的关键。
砼配合比设计是水泥混凝土路面施工设计的重要一环。
根据路面的使用要求以及材料的特性，制定合理的砼配合比，确保路面的强度和耐久性。
砼配合比设计需要考虑到砼的抗压强度、抗冻融性、耐久性等要求，并结合实际情况进行调整。
材料选用是水泥混凝土路面施工设计的重要内容。
根据路面的使用要求和设计要求，选择合适的水泥、骨料、粉煤灰等材料，并考虑材料的供应情况和成本因素。
材料选用需要充分考虑材料的质量和稳定性，以确保路面的使用寿命和安全性。
最后，施工工艺是水泥混凝土路面施工设计的关键环节之一、根据施工方法和要求，制定合理的施工工艺，包括基层处理、砼浇筑、抹光、养护等流程。
施工工艺需要考虑到施工条件和工艺要求，保证施工质量和工期的要求。
综上所述，水泥混凝土路面施工设计是根据路面使用要求和实际施工条件，进行路面设计和施工技术选择的过程。
该设计需要考虑到路面结构设计、施工方法选择、砼配合比设计、材料选用和施工工艺等内容，以确保路面施工质量和使用寿命。
在实际设计中，还需要考虑到施工条件、材料供应和成本等因素，并根据工程实际情况进行相应调整和优化。
水泥混凝土路面结构组合设计
6）水文地质条件不良的土质路墅，应采取地下排水措施。 ➢ 7、对路堤下的软弱地基进行加固处治后，其工后沉降量应符合现行 《公路路基设计规范》（JTG D30）的规定，并宜在路床顶部铺筑粒料层。
路基路面工程
水泥混凝土路面结构组合设计
一般规定 ➢ 1、应依据公路等级、交通荷载、路基条件、当地温度和湿度状况以 及使用性能要求，选择及组合与之相适应的水泥混凝土路面结构。 ➢ 2、路面结构组合设计，应使各个结构层的力学特性及其组成材料性 质满足相应的功能要求。 ➢ 3、 应充分考虑各相邻结构层的相互作用、层间结合条件和要求，以 及结构组合的协调与平衡。 ➢ 4、应充分考虑地表水的渗入和冲刷作用。采取封堵和疏排措施，减 少地表水渗入，防止渗入水积滞在路面结构肉。基层应选用抗冲刷能力 强的材料。
水泥混凝土路面结构组合设计
➢ 7、混凝土预制块可采用矩形块或异形块。 矩形块的长度宜为200～ 250mm，宽度宜为100～125mm，厚度宜为80～150mm。预制块下砂垫层 的厚度宜为30～50mm。
路肩 1、路肩铺面结构应具有一定的承载能力，其结构层组合和材料选用 应与行车道路面相协调，不应使渗入的路表水积滞在行车道路面结构内。 2、行车道混凝土面层宜宽出外侧车道边缘线0.6m。 3、高速公路和一级公路以及承受极重、特重和重交通荷载等级的公 路，路肩铺面应采用与行车道路面相同的结构层组合和组成材料类型。 其他等级公路，路肩铺面的基层和底基层应采用与行车道路面结构相同 的材料类型和厚度。
水泥混凝土路面结构组合设计
面层 ➢ 1、水泥混凝土面层应具有足够的强度和耐久性，表面应抗滑、耐磨、 平整。 ➢ 2、面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。 当面层板的平面尺寸较大 或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，位于高填方、软土地基、填 挖交界段等有可能产生不均匀沉降的路基段时，应采用接缝设置传力杆 的钢筋混凝土面层。连续配筋混凝土、碾压混凝土和钢纤维混凝土等其 他面层类型可依据适用条件选用。 ➢ 3、普通水泥混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土和连续配筋混凝土面 层的计算厚度，可依据交通荷载等级、公路等级和变异水平等级计算确 定 。 各 种 混 凝 土 面 层 的 设 计 厚 度 应 依 据 计 算 厚 度 加 6mm 磨 耗 层 后 ， 按 l0mm向上取整。
最新《公路水泥混凝土路面设计规范》
最新《公路水泥混凝土路面设计规范》引言公路是现代交通系统中不可或缺的一部分，而水泥混凝土路面作为公路路面的主要构造材料，其设计规范的科学性和合理性对于保证公路的安全性和耐久性至关重要。
为了适应现代交通的发展和公路建设的需求，交通部于XXXX年发布了最新的《公路水泥混凝土路面设计规范》（以下简称《规范》），本文将对该规范的主要内容进行介绍和解读，以帮助读者更好地理解和应用该规范。
一、基本要求《规范》对公路水泥混凝土路面的基本要求进行了明确规定。
其中包括路面结构的设计原则、荷载设计、材料选用和施工技术等方面的要求。
路面结构的设计原则主要包括合理分层、合理设计厚度和均匀荷载分布等。
荷载设计涉及到车辆荷载的合理考虑和荷载频谱的确定。
材料选用则要求按照规范指定的材料进行选用，并进行必要的试验和检测。
施工技术方面要求严格按照规范执行，并对施工质量进行有效控制。
二、路面结构设计《规范》对公路水泥混凝土路面的结构设计进行了详细规定。
具体包括基层、底基层、面层和辅助层的材料选用和厚度确定，以及各层之间的粘结和排水等方面的要求。
基层的选用要求考虑地基的承载力和稳定性，并按照规范要求进行压实。
底基层的选用要求同样要考虑地基的承载力和排水性能，并根据交通量和车速确定厚度。
面层的材料选用和厚度确定要根据交通量、车速和设计年限进行合理选择，并且要进行相应的试验和检测。
辅助层的设计要根据实际情况进行选择，以提高路面的整体性能。
三、施工技术要求《规范》明确了公路水泥混凝土路面施工的技术要求，包括施工方案、施工工艺和施工质量控制等方面的内容。
施工方案要根据设计要求进行合理调整，并考虑到施工的安全性和经济性。
施工工艺要求按照规范要求执行，并且要进行必要的试验和检测。
施工质量控制要求对主要工序进行质量检查和验收，并对施工过程中的异常情况及时处理。
四、养护管理要求《规范》对公路水泥混凝土路面的养护管理提出了具体要求。
养护管理要求包括养护时机、养护方法、养护质量控制等方面的内容。
水泥混凝土双层路面的设计与施工
水泥混凝土双层路面的设计与施工一、引言水泥混凝土双层路面是目前的一种常见路面设计，它采用两层不同厚度的水泥混凝土结构，具有高强度、耐久性强等优点，适用于高速公路、城市主干道等场合。
本文将对水泥混凝土双层路面的设计和施工进行详细介绍。
二、设计1.路面结构水泥混凝土双层路面结构一般分为上层和下层两部分。
上层采用较厚的水泥混凝土结构，承担车辆荷载和外部环境的影响；下层采用较薄的水泥混凝土结构，主要起到支撑作用，防止上层变形。
上下层之间需要设置隔离层，以避免上下层之间出现接缝。
2.路面厚度水泥混凝土双层路面的厚度一般根据设计车速、交通量、土壤条件等要素来确定。
一般上层厚度在20~30cm之间，下层厚度在10~20cm之间。
如果路面要承受较大的车流量和较快的车速，则需要增加路面厚度。
3.路面强度水泥混凝土双层路面的强度是保证路面耐久性和安全性的关键。
一般来说，上层的强度需要达到C30-C50级别，下层的强度需要达到C15-C30级别。
同时，需要注意上下层之间的强度差异，以免出现层间开裂等问题。
4.路面斜度水泥混凝土双层路面的斜度一般采用纵向梯形斜度，即路面两侧高出中央部分。
这样可以有效排除雨水和污水，提高路面的排水性能。
一般来说，斜度的设计应根据当地的降雨量和排水能力来确定。
三、施工1.材料准备水泥混凝土双层路面的施工需要准备大量的材料，包括水泥、骨料、砂子、钢筋等。
这些材料需要按照施工图纸中规定的比例进行搅拌和加工。
2.基础处理在施工之前，需要进行基础处理，包括清理现场、挖掘基础、加固基础等。
基础的加固可以采用加固网或者钢筋网等方式，以提高基础的承载能力。
3.模板安装在基础加固完成后，需要安装模板。
模板的安装需要注意模板的平整度和稳定性，以确保路面的平整度和强度。
4.浇筑混凝土在模板安装完成后，需要进行混凝土的浇筑。
混凝土的浇筑需要注意浇筑的均匀性和密实性，以避免产生空鼓和裂缝等问题。
5.养护混凝土浇筑完成后，需要进行养护。
水泥混凝土路面结构设计
σps——标准轴载PS在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力(MPa)； r ——混凝土板的相对刚度半径(m)； h——混凝土板的厚度(m)； Ec——水泥混凝土的弯拉弹性模量(MPa)； Et——基层顶面当量回弹模量(MPa)，
设计依据——可靠度系数γ r
可靠度系数取值
设计依据——水泥混凝土弯拉强度标准值fr
水泥混凝土完拉强度标准值
交通分级
交通荷载分析
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，按下式换算为标准轴载的作用次数。
Ns =
∑
n
i =1
Pi δiNi 100
L——板长，即横缝间距(m)。 r——板相对刚度半径
温度疲劳应力—最大温度梯度Tg ，查表
最大温度梯度标准值Tg 最大温度梯度标准值
温度疲劳应力—综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数Bx
温度应力系数Bx 温度应力系数
温度疲劳应力—疲劳应力系数k
t
温度疲劳应力系数可按下式计算确定。
防冻厚度设计
Et——基层顶面的当量回弹模量(MPa)
E0——路床顶面的回弹模量(MPa)； E1、E2——基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa)；
Ex——基层和底基层或垫层的当量回弹模量(MPa)； hx——基层和底基层或垫层的当量厚度(m) ； h1、h2——基层和底基层或垫层的厚度(m)；
Dx——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度(MN-m) ； a、b——与Ex／E0有关的回归系数，
设计依据——可靠度系数γ r
可靠度设计标准
设计依据——可靠度系数γ r
水泥混凝土路面结构设计
水泥混凝土路面结构设计设计指标水泥混凝土路面的设计指标包括承载力、平整度、抗裂性、抗滑性、耐久性等。
其中，承载力是指路面在服务阶段能承受的车辆荷载的能力，一般按照设计年车辆过境量和设计年载荷频率来确定。
平整度是指路面横向和纵向的平整程度，要求满足车辆行驶平稳、减少驾驶员疲劳和车辆磨损的要求。
抗裂性是指路面的抗裂性能，要求满足路面在恶劣条件下仍能保持完整。
抗滑性是指路面在雨天或其他湿滑条件下的抗滑性能，要求路面具有较好的排水能力和抗滑性。
耐久性是指路面的使用寿命，要求满足预期设计寿命的要求。
材料选择水泥混凝土路面的主要材料有水泥、骨料、矿粉和外加剂等。
水泥应选择符合相关标准的优质水泥，保证混凝土的强度和耐久性。
骨料应选择质量好、颗粒均匀的骨料，同时考虑骨料的石子含量和石粉含量，保证混凝土的强度和耐久性。
矿粉可适量加入，能提高混凝土的强度和耐久性。
外加剂可根据具体情况选择，如减小混凝土收缩、提高混凝土抗裂性等。
路面结构布置水泥混凝土路面的结构布置一般包括基层、底基层、底面层和面层等。
基层是路面的承托层，一般采用砂砾或碎石为主。
底基层是位于基层和底面层之间的层，一般由碎石等颗粒材料构成。
底面层是路面的支撑层，一般采用碎石骨料和水泥进行加密。
面层是路面的最上层，一般采用水泥混凝土来进行铺设。
路面结构的布置需依据路面设计指标进行合理选择，保证路面的功能和要求。
一般情况下，路面结构的设计可根据以下原则进行选择：基层的选择应考虑承载力和抗冻融性的要求，底基层的选择应考虑强度和排水性的要求，底面层的选择应考虑强度和抗裂性的要求，面层的选择应考虑平整度和耐久性的要求。
综上所述，水泥混凝土路面结构设计需要考虑设计指标、材料选择和路面结构布置等方面的问题。
只有合理选择和设计这些环节，才能保证水泥混凝土路面的质量和使用寿命，提高公路的交通运行效率和安全性。
水泥混凝土路面设计原理
水泥混凝土路面设计原理水泥混凝土路面是公路路面常用的一种路面结构，其设计原理主要包括路面承载力设计、路面结构设计和配筋设计三个方面。
在设计过程中需要考虑道路的使用寿命、交通量、车辆类型、地理位置等因素，以保证路面的安全性、舒适性和经济性。
一、路面承载力设计路面承载力是指路面能承受的车辆重量和交通荷载的能力，是路面设计的重要指标。
路面承载力设计的主要步骤包括交通量测算、荷载计算、路面类型选择和厚度计算。
1. 交通量测算交通量测算是指对道路上的车辆流量进行测算和分析，以确定道路的设计交通量。
交通量测算包括交通量观测、交通量调查和交通量预测三个方面。
交通量预测是指根据道路的使用寿命、交通流量和车辆类型等因素，预测未来的交通量。
2. 荷载计算荷载计算是指根据交通量和车辆类型等因素，计算路面所承受的交通荷载。
荷载计算主要包括轴重计算和应力计算两个方面。
轴重计算是指根据不同车辆类型和荷载，计算路面所承受的轴重。
应力计算是指根据荷载大小、路面材料和路面厚度等因素，计算路面所承受的应力大小。
3. 路面类型选择和厚度计算根据荷载大小和路面使用寿命等因素，选择适当的路面类型和厚度。
水泥混凝土路面的厚度一般为20-30厘米，不同的路面类型对应不同的厚度。
例如，高速公路的水泥混凝土路面厚度一般为26厘米，城市道路的水泥混凝土路面厚度一般为20厘米。
二、路面结构设计路面结构设计是指根据路面承载力和使用寿命等因素，确定路面的结构形式和材料。
水泥混凝土路面的结构形式一般包括下部结构、道面结构和路面附属设施三个部分。
1. 下部结构下部结构是路面的支撑结构，主要包括路基和路面基层。
路基是指路面下方的土层，其主要作用是为路面提供支撑和稳定性。
路面基层是指路面下方的混凝土层，其主要作用是为路面提供支撑和保护。
2. 道面结构道面结构是路面的承载结构，主要包括水泥混凝土层和沥青混凝土层两种。
水泥混凝土层是指路面上方的水泥混凝土层，其主要作用是承载车辆荷载和保护路面基层。
水泥混凝土路面结构设计(1)
1. σz,εz≈0,W为（x,y)的函数。
2. 无横向剪应变，γxz =γyz = 0 。
3. 中面上各点无x、y方向位移，u = v = 0 ,只有 W 。
x1 E cc 2(x y) 1E czc 2( 2 x w 2c 2 y w 2)
3.路面板几何尺寸设计：平面尺寸、板厚设计，以使强度（σp,σt）满足要 求。
4.接缝及配筋设计：选接缝类型、布置接缝位置、定接缝构造，以提高接缝 传荷能力。
9.2 弹性地基板的应力分析
混凝土面板承受的应力很多，有荷载应力σp 、温度应力σt 、收缩应力、体 积变化应力等，设计时，主要考虑σp，σt。
为减少σt，将面板分成有限尺寸的矩形板，板宽Bmax=4.5，板长 一般4-5m，不大于6m。
9.4 路面板尺寸的确定
设计理论和方法：我国采用弹性半无限地基板理论和有限元方法计算板内 弯拉应力σ。
1.E地基：我国设计人员特别喜欢用，更接近实际。
2.有限元法：
路面结构临界损坏状态：以设计使用年限末期，板出现疲劳开裂。
8
2）一维板边中部： x 0 y 0 x EccTd
混凝土Ｅc的取值，应考虑应力作用的持续时间．由于混凝土的蠕 变效应，其持久Ｅ仅为标准Ｅ的1/3~2/3．
看到书上204页例题9.2,例题9.3
3)对于窄长混凝土板：
约束板长变化的地基摩阻力随板的重量而变,也即同离板自由端的距 离x成正比。此时:σt=γc ·f ·x
Mt PMt
M r ,M t分别 ,切 为 向 幅 其 弯 向 r 而 值 矩 见 变 随 P 系 1表 9 9 1 数 8
圆形均布内 荷产 载生 作 M 为 的 用 :M 0 最 下 PM 0大 (板 位于荷)载中
03-水泥路面结构计算书
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,设计轴载100kN,最重轴载150kN
路面的设计基准期:15年
设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:915892
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4.5Mpa,混凝土弹性模量29000MPa,混凝土面层板长度 4.5m,地区公路自然区划Ⅱ,面层最大温度梯度92℃/m,接缝应力折减系数0.87,混凝土线膨胀系数1010-6/℃,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,2水泥稳定粒料,3新建路基板底地基当量回弹模量ET=38MPa
混凝土面层荷载疲劳应力:3.91MPa
混凝土面层温度疲劳应力:0.15MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力:4.34MPa（小于或等于面层混凝土弯拉强度）
面层最大荷载应力:2.62MPa
混凝土面层最大温度应力:0.73MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力:3.58MPa（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:240mm。
普通水泥混凝土路面结构组合设计
普通水泥混凝土路面结构组合设计
普通水泥混凝土路面结构组合设计一般包括路面结构、防护膜及底层处理等三部分内容。
路面结构为主，分为基层、抗拌层、水泥混凝土抗折层三部分。
基层选用砂砾混合料，层厚应按对应载重设计，抗拌层主要作用是加强路面承载力，抗折层可选择微晶玻璃钢纤维等抗折刚度较高的材料，采用可调失水性混凝土制备，层厚根据载重和日常使用设计；防护膜主要是防止路面结构退化，起到延长结构使用寿命的作用，往往采用各种高分子材料制成；几何处理为路面提供正确的基础，应根据施工路面的要求和控制的计算。
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1.1路面结构设计内容
1.1.1路面结构层组合设计
水泥混凝土路面板要求具有较高的弯拉强度、表面 平整度、抗滑、耐磨。常选用的面板类型：
1.普通混凝土路面 2.钢筋混凝土路面 3.连续配筋混凝土路面 4.钢纤维混凝土路面 5.混凝土块料路面 基层和垫层有粒料类（碎石、砂砾）、稳定类和贫 水泥类三个类，分别具有不同的刚度、抗冲刷能力和透水 性。
1.1.2混凝土面板厚度设计
混凝土面层板厚设计应按照设计标准要求，确定 满足设计年限内使用要求所需的混凝土面层厚度。
1.1.3混凝土面板平面尺寸设计
根据混凝土面层板内产生的荷载应力和温度应力 做出板的平面尺寸设计，确定接缝的位置和接缝的结构， 并采用有效措施提高接缝的传荷能力。
1.1.4 路肩设计
3.2 路面结构目标可靠度 我国公路工程结构可靠度设计统一标准规定了各级公路
目标可靠度和相应的目标可靠度标值，如下表。
安全等级
一级
公路等级
高速
目标可靠度 95
目标可靠指标 1.645
二级 一级 90 1.282
三级 二级 85 1.036
3.3 设计参数均值和变异系数范围
水泥混凝土路面结构可靠度设计的相关参数：设计年 限内的累积轴载作用次数、混凝土的抗弯拉强度和弹性模 量以及路面板厚度等。
1.设计年限内累积当量标准轴载次数 累积轴载作用次数是有使用初期当量轴次、年增长率
和横向分布系数三个随机变量决定的，他的变异系数见下 表。
公路等级
高速
设计基准期（年） 30
0.0385
0.304
一级 30 0.0385 0.252
二级 20 0.0470 0.197
三级 20 0.0794 0.237
1.3 混凝土路面结构设计原理
• 1.荷载图式：考虑荷载动力影响因素，考虑 荷载振动与移动效应，在设计方法中掺入 动力响应系数。
• 2.地基模型：一般采用温克乐地基模型和弹 性半空间均值地基模型。
• 3.路面板形态：半空间弹性地基上的无限大 原板求解方法。
1.4 混凝土路面交通等级
路面结构设计目的：混凝土路面结构在设计基准期 被满足预测交通量累计标准轴载通行时，具有快速、安全、 稳定的服务功能，路面结构具有相应的承载能力，路面板 的弯拉应力满足疲劳极限应力的容许标准。
2.混凝土的抗弯拉强度和弹性模量 路用混凝土设计强度以28d的弯拉强度为标准，各级交
通要求的水泥混凝土设计弯拉强度和弹性模量以及其变异系 数见下表。
交通等级
特重
重
中等
轻
设计弯拉强度（Mpa）
5.0
5.0
4.5
4.0
30
30
28
27
变异水平
弯拉强度变异系数 基层顶面回弹模量变异系数
高速公路和一级公路中间带和路肩路缘带的结构应于 行车道的混凝土路面相同，并与行车道部分的混凝土板浇筑 成整体。路肩可采用水泥混凝土面层或沥青混凝土料面层， 其基（垫）层结构应满足行车道路面结构和排水的要求。一 般公路的混凝土路面应设置路缘石或加固路肩，路肩加固可 采用沥青混合料或者其他材料。
1.1.5 混凝土路面的配筋率设计
境条件和荷载作用下，路面能够发挥其预期功能的概率。 我国现行的混凝土路面设计规范采用结构设计方法是
以混凝土路面板在车辆荷载应力和配料应力综合作用下，在 纵缝边缘中部出现纵向疲劳开裂作为临界损坏状态，设计时 以荷载应力和疲劳温度应力的叠加小于等于混凝土疲劳强度 作为设计标准。极限状态函数如下：
混凝土路面结构可靠度定义:在设计使用年限内，在 车辆荷载应力和温度应力综合作用下，路面板纵缝边缘中 部不出现疲劳开裂的概率：
水泥混凝土路面结构设计
目录
• 1 概述 • 2 弹性地基板体系理论 • 3 水泥混凝土路面可靠度设计 • 4 混凝混凝土路面结构组合设计 • 5 我国水泥混凝土路面设计方法 • 6 外国混凝土路面设计方法介绍
第一节 概述
1.1 混凝土路面结构设计内容 1.2 混凝土路面结构设计原则 1.3 混凝土路面结构设计理论与方法 1.4混凝土交通等级
3
第二节 弹性地基板体系理论介绍
水泥混凝土路面板的刚度远大于基层与路基的刚度。 在车轮荷载作用下，它具有良好的扩散荷载能力，因此所产 生的弯曲变形远小于其厚度，可以用小挠度薄板理论进行分 析。
2.1 小挠度弹性薄板的基本假设
2.1 板挠曲面微分方程
第三节 可靠度设计
3.1 路面可靠度的定义和极限状态函数： 路面可靠度定义：在设计使用年限内，在将遇到的环
（1）混凝土路面设计基准期 混凝土路面设计基准期与公路等级有关，可根据公
路在路网中的定位等因素论证后确定、通常参照下表：
公路技术等级 设计基准期（年）
高速公路
30
一级公路
30
公路技术等级 设计基准期（年）
二级公路
20
三、四级公路
20
（2）标准轴载即轴载当量换算 混凝土路面设计以100KN单轴-双轮组荷载为标准荷
包括连续配筋与钢筋混凝土路面的配筋设计，当混 凝土路面板较长或者交通量较大时、路基有不均匀沉降或 者板的形状不规则时，可沿板的纵向假设钢筋，在角隅或 者钢筋网，以阻止可能出现的裂缝
1.2 混凝土路面设计原则
• 1.应根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素完成设计； • 2.选择技术先进、经济合理、安全可靠的发方案； • 3.应结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果； • 4.充分考虑眼线环境的保护，自然生态平衡； • 5.保证施工质量，尽可能使用机械化、工厂化施工。
载。不同轴-轮型和轴载作用次数，应按下式换算为标准 轴载作用次数。
单向车道数 1 车道分配系数 1.0
2 0.8-1.0
3 0.6-0.8
4 0.5-0.75
ADTT换算为当量标准轴载书，首先通过轴重称重 站进行分轴型称中，各个轴型不同轴载级位的标准当量 换算系数按下式计算。
横向分布系数
公路等级 高速公路、一级公路、收费站 二级以及以下公路 行车道宽7m
行车道宽7m
纵缝边缘处 0.17-0.22 0.34-0.39 0.54-0.62
（5）混凝土路面交通等级划分 水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按照设计基准期
内设计车道临界荷位承受的标准轴载当量累积作用次数分为4 级，分级范围见表。
分级范围见表
交通等级
特重
重
中等
轻
2000 100-2000 3-100