水泥混凝土路面设计【范本模板】

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

2.1使用初期设计车道每日通过标准轴载作用次数 Ns 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 小客车 中客车SH130 大客车CA50 小货车BJ130 中货车CA50 中货车EQ140 大货车JN150 特大车日野KB222 拖挂车五十铃 轴载系数前后轴 轴轮数 Pi（kpa） δi 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 1–1 1–1 1–1 1–2 1–1 1–2 1–1 1–2 1–1 1–2 1–1 1–2 1–1 1–2 1–1 1–2 1–1 3–2 11。5 23 25。55 51.1 28.7 68.2 13。55 27。2 28。7 68。2 23.7 69.2 49 101。6 50.2 104。3 60 100 776。699 576。514 551.03 1 524。16 1 723.801 1 524。16 1 569。13 1 416.456 1 412。145 1 381。723 0 300 交通量Ni 1600 500 400 1000 600 400 400 Niδi（Pi/100）16 0 0。00 0。00 8.90 0。00 40。25 0。00 0。00 0.00 60.38 0。00 43。92 2305。71 439.97 1978.76 386.21 0 0.00 120 （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).

PiNsabaiNi()16100=0。4×5274。11=2105. i1n 2。2使用年限内的累计标准轴次Ne

查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011)，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gγ=8.0％，累计标准轴次（使用年限内的累计标准轴次)：

NeNs[(1g)t1]365g1.74107

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规范》（JTG D40—2011）水泥混凝土面层厚度的参考范围：高速公路(重交通等级）安全等级为一级，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。

3.1干燥状态

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h1=15cm。底基层选用水泥稳定砂砾,厚度h2=20cm。板平面尺寸选为宽3。75m，长4.5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 （2） 材料参数的确定

1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量

查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011），普通水泥混凝土路面重型交通:设计弯拉强度fr 5.0Mpa,对应的设计弯拉弹性模量标准值Ec =31Mpa。

2、土基的回弹模量

根据《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011），路基土干燥状态

时，选用土基的回弹模量值：E045MPa

基层和底基层的回弹模量

基层选用水泥稳定碎石,查《规范》（JTG D40—2011)，水泥稳定碎石基层回弹模量选用：E11500MPa

底基层选水泥稳定砂砾，查《规范》(JTG D40—2011），水泥稳定砂砾底基层的回弹模量选用:E21400 Mpa。

（3) 基层顶面的当量回弹模量和面层相对刚度半径

参照《规范》（JTG D40—2011）基层顶面当量回弹模量计算公式：

2h12E1h2E20.15215000.221400 Ex1436MPa 2h12h20.1520.22

DxE1h1123E2h2123(h1h2)42(111)E1h1E2h2

15000.15314000.23(0.150.20)211 = 

1212415000.1514000.2

=1.355MN*m

hx312Dx/Ex3121.355/14360.225

0.450.45Ex14366.2211.51 a=6.2211.514.243 E450Ex b11.44E00.55143611.44450.550.786

1Ex1436b0.786 EtahxE04.2430.22545E450 普通混凝土面层的相对刚度半径: r0.537h3EcEt133187.506（MPa）

0.5370.25331000/187.5060.737

(4） 荷载疲劳应力计算 标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为: Ps0.077r0.6h20.0770.7370.60.2521.026(MPa)

因纵缝为设拉杆平缝，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Nev(7311400)0.0572.462。

根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数

kc1.30。 荷载疲劳应力计算为：

prKfKrKcPs2.4620.871.301.0262.857（MPa）

(5） 温度疲劳应力

新建永州至蓝山高速位于自然区划Ⅳ区，查《规范》（JTG D40—2011)取最大温度梯度Tg=90（℃/m）,板长4。5m，L/r=4.5/0.737=6.106，可温度系数应力表，查普通混凝土板厚h0.25m,Bx0.61m。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力： tmacEchTg21105310000.2590Bx0.612.127（MPa）

2 温度疲劳应力系数kt，查表得a=0。841，b=0.058,c=1.323，计算kt：

c1.323tmfr5.02.127a Kt0.0580.502 b2.1270.8415.0tmfr 计算温度疲劳应力：

trKttm0.5022.1271.068（MPa）

查《规范》可靠度设计标准，高速公路的安全等级为一级,变异水平低级，目标可靠度为95%.再据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数

r=1。25

rprtr1.25(2.8571.068)4.91（MPa)≤fr5.0（MPa） 因而，所选普通混凝土面层厚度(25cm）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。 方案二:

(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h1=15cm。底基层选石灰粉煤灰碎石，厚度h2=20cm.板平面尺寸选为宽3。75m，长4.5m。纵缝为设拉杆平缝;横缝为设传力杆的假缝. （2） 材料参数的确定

1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量

因为设计为普通混凝土路面且交通等级为重交通等级,由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011）得:设计弯拉强度 fr5.0Mpa，弯拉弹性模量

Ec31Gpa。

2、土基的回弹模量

参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)，路基属于干燥状态，选用路基土基的回弹模量值： E=45（MPa）

3、底基层和基层的回弹模量

基层选用水泥稳定碎石，查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011），水泥稳定碎石的回弹模量选用：E1=1500MPa

底基层选石灰粉煤灰碎石，查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011)，的回弹模量选用:E2=1300MPa (3） 基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量

根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）中，按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下：

2h12E1h2E20.15215000.221300Ex1372MPa 2222h1h20.150.2

3E1h13E2h2(h1h2)2111Dx()

12124E1h1E2h2

15000.15313000.23(0.150.2)211()1 1212415000.1513000.2 4.982(MN—m）

hx312Dx/Ex3124.982/13720.352（m)

a6.2211.51Ex/E0.456.2211.511372/44.54.212

0.45b11.44Ex/Eb0.5511.44(1372/44.5)0.550.782

EtahxEEx/E1/34.2840.2460.79144.5(1372/44.5)1/3259.850（MPa)

普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B.1。3—2）计算为 r0.537h3Ec/Et0.5370.25331000/259.8500.661（m） (4) 荷载疲劳应力计算

按式(B。1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为

0.6 ps0.077r0.6h20.0770.6610.2520.961（MPa)

因纵缝为设拉杆平缝，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Ne(10007813)0.0572.506

根据公路等级，由表B。1。2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc1.30。按式（B。1.2），荷载疲劳应力计算为 prKrKfKcps0.872.5061.30.9612.724（MPa） (5）温度疲劳应力

新建永蓝高速公路属Ⅳ区，查《规范》表3。0。8可选取最大温度梯度Tg 应取86（℃/m）为Tg86(℃/m）。板长4。5m，l/r4.5/0.6616.809，由图B.2。2可查普通混凝土板厚 h=0。25m，Bx0.61。按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：

tmacEchTgBx/21105310000.25860.61/22（MPa） 温度疲劳应力系数kt,按式(B.2。3）计算为： Ktn5.0fttmc21.323a()b0.841()0.0580.480 tmfr5.02 再由式（B。2。1）计算温度疲劳应力为： trKttm0.4802.0660.961(MPa）

查表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95％。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r1.27。按式（3。0。3）

r(prtr)1.27(2.7240.961)4.679（MPa)≤fr5.0（MPa）

因而，所选普通混凝土面层厚度（25cm)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。 方案三：

(1) 初拟路面结构

初拟水泥混凝土结构的面层，厚度h=25cm。基层选用多孔隙水泥稳定碎石排水基层厚度h1=12cm。底基层选水泥稳定碎石，厚度h2=20cm。基层与底基层之间采用防水土工布隔开。板平面尺寸选为宽3。75m，长4。5m。纵缝为设拉杆平缝;横缝为设传力杆的假缝. （2) 材料参数的确定

1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量

因为设计为普通混凝土路面且交通等级为重型交通，由《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011)表3.0。6和附录F.3查得：

设计弯拉强度 fcm5.0Mpa，弯拉弹性模量 Ec31Gpa. 2、土基的回弹模量

参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)附录F。1,判断路基属于干燥状态，选用路基土基的回弹模量值：E44.5（MPa)

3、底基层和基层的回弹模量

基层选用多孔隙水泥稳定碎石排水基层,查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)附录F。2,多孔隙水泥稳定碎石排水基层回弹模量选用: E1=1500MPa.

底基层选水泥稳定碎石,查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011）附录F。2，水泥稳定碎石基层的回弹模量选用：E2=1500MPa。

(3） 基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量

根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度,参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）中，按式(B。1。5）计算基层顶面当量回弹模量如下：

2h12E1h2E20.12214000.221500Ex1473.529MPa 2222hh0.120.212

3E1h13E2h2(h1h2)2111Dx()12124E1h1E2h2

14000.12315000.23(0.120.2)211()1

12414000.1215000.23.959MNmhx312Dx/Ex3123.959/1473.5290.318（m)

a6.2211.51Ex/E

b11.44Ex/E

0.550.456.2211.511473.529/44.54.2760.4511.44(1473.529/44.5)0.550.790

EtahxEEx/Eb1/34.2760.3180.79044.5(1473.529/44.5)1/3247.324(MP

a）

普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1。3—2)计算为

r0.537h3Ec/Et0.5370.25331000/247.3240.672(m）

(4) 荷载疲劳应力计算

按式（B。1.3）,标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为 ps0.077r0.6h20.0770.6720.60.2520.970(MPa)

因纵缝为设拉杆平缝,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Ne(10007813)0.0572.506

根据公路等级，由表B.1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的

n综合系数kc1.30。按式（B。1。2),荷载疲劳应力计算为 prKrKfKcps0.872.5061.30.9702.751(MPa) （5) 温度疲劳应力

永蓝高速公路属Ⅳ区，查《规范》表3。0。8可选取最大温度梯度Tg 应取86（℃/m）为Tg=86（℃/m）.板长4.5m，l/r4.5/6726.698，由图B。2.2可查普通混凝土板厚h0.26m，Bx0.6。按式(B。2。2），最大温度梯度时混凝

土

板

的

温

度

翘

曲

应

力

计

算

为

：

tmacEchTgBx/21105310000.25860.6/22(MPa）

温度疲劳应力系数kt，按式（B.2.3)计算为: Kt5.0fttmc21.323a()b0.841()0.0580.480 tmfr25.0 再由式(B。2.1）计算温度疲劳应力为: trKttm0.48020.961（MPa）

查表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95%。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r1.27。

按式（3.0。3）r(prtr)1.27(2.7510.961)4.714（MPa）≤

fr5.0(MPa)

因而,所选普通混凝土面层厚度（25cm)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。 4.3。2 中湿状态 方案一：

（1） 初拟路面结构

初拟水泥混凝土结构的面层，厚度h=25cm。基层选用水泥稳定碎石厚度h1=24cm。垫层选天然砂砾，厚度h2=15cm。板平面尺寸选为宽3.75m,长4.5m。纵缝为设拉杆平缝；横缝为设传力杆的假缝。

（2) 材料参数的确定

1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量

因为设计为普通混凝土路面且交通等级为重型交通,由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011）表3。0。6和附录F。3查得: 设计弯拉强度 fcm5.0Mpa，弯拉弹性模量 Ec31Gpa。

2、土基的回弹模量

参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）附录F。1，路基属于中湿状态，选用路基土基的回弹模量值：E33（MPa）

3、基层和垫层的回弹模量

基层选用水泥稳定碎石，查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011)附录F。2，水泥稳定碎石基层回弹模量选用:E1=1500MPa。

垫层选天然砂砾，查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）附录F。2，天然砂砾的回弹模量选用：E2=180MPa。

(3) 基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量

根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）中，按式(B。1.5)计算基层顶面当量回弹模量如下：

2h12E1h2E20.24215000.152180Ex1129.213MPa 2222h1h20.240.2

3E1h13E2h2(h1h2)2111Dx()12124E1h1E2h2

15000.2431800.23(0.240.2)211()1

12415000.241800.22.734MNmhx312Dx/Ex3122.734/1129.2130.307(m）

a6.2211.51Ex/E b11.44Ex/E

0.550.456.2211.511129.213/334.304

0.4511.44(1129.213/33)0.550.794

EtahxEEx/Eb1/34.4950.3220.81933(1129.213/33)1/3180.814(MPa)

普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B。1.3-2)计算为 r0.537h3Ec/Et0.5370.25331000/180.8140.746（m） (4） 荷载疲劳应力计算

按式（B。1。3）,标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为: ps0.077r0.6h20.0770.7460.60.2521.033（MPa)

因纵缝为设拉杆平缝,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Ne(10007813)0.0572.506

根据公路等级，由表B。1。2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc1.30。按式(B。1。2)，荷载疲劳应力计算为 prKrKfKcps0.872.5061.31.0332.929(MPa) （5) 温度疲劳应力

永蓝高速公路属Ⅳ区，查《规范》表3.0.8可选取最大温度梯度Tg 应取86（℃/m)为Tg=86（℃/m).板长4。5m，l/r4.5/0.7946.034,由图B.2。2可查普通混凝土板厚h0.25m,Bx0.6。按式（B。2。2),最大温度梯度时混凝土

板

的

温

度

翘

曲

应

力

计

算

为

:

ntmacEchTgBx/21105310000.25860.6/21.966（MPa）

温度疲劳应力系数kt，按式（B.2。3）计算为: Ktfttmc5.01.9661.323a()b0.841()0.0580.475 tmfr5.01.966 再由式(B.2。1）计算温度疲劳应力为： trKttm0.4751.9660.933（MPa）

查表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95％。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r1.27。 按式(3。0。3）

r(prtr)1.27(2.9290.933)4.905（MPa）≤fr5.0（MPa) 因而，所选普通混凝土面层厚度(25cm)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. 方案二：

(1) 初拟路面结构

初拟水泥混凝土结构的面层,厚度h=25cm。基层选用水泥稳定砂砾厚度h1=25cm。垫层选用天然砂砾厚度h3=15cm.板平面尺寸选为宽3.75m，长4。5m。纵缝为设拉杆平缝；横缝为设传力杆的假缝。 (2） 材料参数的确定

1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量

因为设计为普通混凝土路面且交通等级为重型交通，由《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）表3.0.6和附录F.3查得： 设计弯拉强度 fcm5.0Mpa，弯拉弹性模量 Ec31Gpa。 2、土基的回弹模量

参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011)附录F.1,路基属于中湿状态，选用路基土基的回弹模量值：E33（MPa） 3、基层和垫层的回弹模量

基层选用水泥稳定砂砾,查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40—2011）附录F。2，水泥稳定砂砾基层回弹模量选用：E1=1300MPa。 垫层选天然砂砾，查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）附录F.2，天然沙粒垫层的回弹模量选用:E2=180MPa。 （3) 基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量

根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）中，按式(B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下：

2h12E1h2E20.25213000.152180Ex1003.529MPa 2222h1h20.250.15

3E1h13E2h2(h1h2)2111Dx()12124E1h1E2h213000.2531800.153(0.250.15)211()1

124130000.251800.152.740MNm

hx312Dx/Ex3122.740/1003.5290.320(m)

a6.2211.51Ex/E b11.44Ex/Eb0.456.2211.511003.529/334.2

0.450.5511.44(1003.529/33)0.550.780

EtahxEEx/E（MPa）

1/34.20.3200.78033(1003.529/33)1/3177.7 普通混凝土面层的相对刚度半径按式（B。1.3-2）计算为 r0.537h3Ec/Et0.5370.25331000/177.70.750（m） （4） 荷载疲劳应力计算

按式（B。1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为： ps0.077r0.6h20.0770.7500.60.2521.037(MPa）

因纵缝为设拉杆平缝，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Ne(10007813)0.0572.506

根据公路等级,由表B.1。2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc1.30。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为 prKrKfKcps0.872.5061.31.0372.938（MPa) (5） 温度疲劳应力

永蓝高速公路属Ⅳ区，查《规范》表3.0。8可选取最大温度梯度Tg 应取

n86（℃/m）为Tg=86（℃/m）。板长4.5m，l/r4.5/0.7506.001，由图B.2。2可查普通混凝土板厚h0.25m，Bx0.58。按式(B.2。2）,最大温度梯度时混

凝

土

板

的

温

度

翘

曲

应

力

计

算

为

：

tmacEchTgBx/21105310000.25860.58/21.933（MPa）

温度疲劳应力系数kt，按式（B.2.3）计算为： Ktfttmc5.01.9331.323a()b0.841()0.0580.469 tmfr5.01.933 再由式(B。2。1）计算温度疲劳应力为： trKttm0.4691.9330.906(MPa)

查表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95%。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r1.27。 按式(3.0.3）

r(prtr)1.27(2.9380.906)4.882（MPa）≤fr5.0(MPa）

因而，所选普通混凝土面层厚度（25cm）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。 方案三:

（1) 初拟路面结构

初拟水泥混凝土结构的面层，厚度h=25cm。基层选用多孔隙水泥稳定碎石,厚度h1=12cm。底基层选水泥稳定碎石，厚度h2=20cm。底基层顶面用防水土工织物与基层隔开.垫层选用天然砂砾，厚度h3=15cm。板平面尺寸选为宽3。75m，长4.5m。纵缝为设拉杆平缝;横缝为设传力杆的假缝。 （2） 材料参数的确定

1、混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量

因为设计为普通混凝土路面且交通等级为重型交通,由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011）表3.0。6和附录F。3查得: 设计弯拉强度 fcm5.0Mpa，弯拉弹性模量 Ec31Gpa.

2、土基的回弹模量

参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011)附录F.1，路基属于中湿状态，选用路基土基的回弹模量值:E33（MPa） 3、基层和底基层、垫层的回弹模量

基层选用多孔隙水泥稳定碎石,查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2011)附录F。2，水泥稳定碎石回弹模量选用：E1=1400MPa。

底基层选水泥稳定碎石，查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011）附录F.2，水泥稳定粒料底基层的回弹模量选用：E2=1500MPa。

垫层选天然砂砾，查《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）附录F。2，水泥稳定粒料底基层的回弹模量选用:E3=180MPa。 (3) 基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量

根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）中，按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下:

首先把底基层和垫层换算成既有当量回弹模量和当量厚度的单层，则：

E2h22E3h3215000.221800.152Ex1024.8MPa2222h2h30.20.15

'E2h23E3h33(h2h3)2111Dx()124E2h2E3h315000.231800.153(0.20.15)211()112415000.21800.151.809MNm

'hx'312Dx'/Ex'3121.809/1024.80.277m

所以：

Exh12E1h'xE'xh12h'x22

0.12214000.27721024.81084.196MPa

0.1220.2772

E1h13Ex'h'x(h1hx)2111Dx()'12124E1h1E2hx14000.1231024.80.2773(0.120.277)211()112414000.121024.80.2776.161MNm

3'hx312Dx/Ex3126.161/1084.1960.409（

0.45m）

a6.2211.51Ex/E b11.44Ex/E0.550.456.2211.511084.196/334.269

11.44(1084.196/33)0.550.7

EtahxEEx/Eb1/34.2690.4090.733(1024.8/33)1/3222.9（MPa)

普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3-2）计算为

r0.537h3Ec/Et0.5370.25331000/222.90.696(m） (4) 荷载疲劳应力计算

按式（B.1。3）,标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为： ps0.077r0.6h20.0770.6960.60.2520.991（MPa)

因纵缝为设拉杆平缝,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Ne(10007813)0.0572.506

根据公路等级,由表B。1。2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数kc1.30。按式（B。1。2)，荷载疲劳应力计算为 prKrKfKcps0.872.5061.30.9912.809（MPa） （5) 温度疲劳应力

永蓝高速公路属Ⅳ区，查《规范》表3。0.8可选取最大温度梯度Tg 应取86(℃/m)为Tg=86(℃/m）。板长4.5m，l/r4.5/0.6966.467,由图B。2。2可查普通混凝土板厚h0.25m,Bx0.62。按式（B.2。2），最大温度梯度时混凝土

板

的

温

度

翘

曲

应

力

计

算

为

：

ntmacEchTgBx/21105310000.25860.62/22.066（MPa)

温度疲劳应力系数kt，按式（B.2。3）计算为： Ktfttmc5.02.0661.323a()b0.841()0.0580.492 tmf2.0665.0r 再由式（B。2.1）计算温度疲劳应力为： trKttm0.4922.0661.016(MPa）

查表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95％.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r1.27。

按式(3.0.3）

r(prtr)1.27(2.8091.016)4.858（MPa）≤fr5.0（MPa)

因而，所选普通混凝土面层厚度(25cm）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.

4。水泥混凝土路面方案比选

技术方面：

（1)考虑材料自身特性，根据当地施工经验进行比较； （2）考虑当地的气候、地质、水文条件、材料供应情况；

（3）路面结构的适应性：以r(prtr)与fr的接近程度进行比较。 经济方面:以所选材料基价进行比较

本设计为永州到蓝山高速公路路面在干燥、中湿两种状态下的结构设计,由于设计结构已满足强度要求，故不对路面结构的适应性作比较.对拟定的六种路面结构方案进行比选，选定出最优方案。

表5—2 方案汇总

路基状态 干燥 方案 1 结构层 水泥砼面层 水泥稳定碎石基层 水泥稳定砂砾底基层 2 水泥砼面层 水泥稳定碎石基层 石灰粉煤灰碎石底基层 3 水泥砼面层 多孔隙水泥稳定碎石排水基层 水泥稳定碎石底基层 厚度 25cm 15cm 20cm 25cm 15cm 20cm 25cm 12cm 20cm 优选 优选方案 中湿 1 2 3 水泥砼面层 水泥稳定碎石基层 天然砂砾垫层 水泥砼面层 水泥稳定砂砾基层 天然砂砾垫层 水泥砼面层 多孔隙水泥稳定碎石排水基层 水泥稳定碎石底基层 天然砂砾垫层 25cm 24cm 15cm 25cm 25cm 15cm 25cm 12cm 20cm 15cm 优选