1、水泥混凝土路面的力学及工作特点
（1）水泥路面的力学特征
①混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量；
②水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度；
③板块厚度相对于平面尺寸较小，板块在荷载作用下的挠度（竖向位移）很小；
④混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度，会产生翘曲现象，如受到约束，会在板内产生翘曲应力；
⑤荷载重复作用，温度梯度反复变化，混凝土板出现疲劳破坏。
（2）水泥混凝土路面的力学模式
①弹性地基上的小挠度薄板模型；
②弹性地基：因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小，不超过材料的弹性区域；
③弹性板：因为板的模量高，应力承受能力强，一般受力不超过弹性比例极限应力，挠度与板厚相比很小。
④水泥混凝土路面设计理论：弹性地基上的小挠度薄板理论。
（3）水泥混凝土路面的工作及设计特点
①抗弯拉强度低于抗压强度，决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度；
②车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应；
③温度差造成板有内应力，出现翘曲变形及翘曲应力，也有疲劳特性；
④板的使用还受限于支承条件，不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。
2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准
（1）水泥路面的主要破坏类型
①断裂
②唧泥
③错台
④拱起
⑤接缝挤碎
（2）水泥路面的荷载作用
重载作用
（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
控制唧泥与拱胀，要求基层水稳定性好，板与基层联结。
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
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
；
（2）水泥路面的交通等级划分及设计基准期
第二节水泥路面弹性地基板理论
1、小挠度弹性薄板假设
薄板：板厚度h远小于板中面的最小边尺寸b(如b/8～b/5)的板称为薄板；
中面：平分板厚度h的平面；
弹性曲面：薄板弯曲时，中面所弯成的曲面；
挠度：中面内各点在横向的(即垂直于中面方向的)位移；
小挠度弹性薄板：当板弯曲时因具有相当的弯曲刚度，中间弹性曲面所产生的挠度远小于板厚度的弹性薄板即称为小挠度弹性薄板；
小挠度弹性薄板的基本假设：
研究弹性地基上无限大板时，以弹性薄板小挠度问题为力学模型描述板体，在弹性力学理论中，对此有以下三点假设：
（1）中面的法线上各点形变分量极其微小，可以忽略不计；
（2）中面的法线在板弯曲前后保持直线且垂直于中面，即：γzx=γzy =0
（3）中面上各点无平行于中面的位移，即：（U）z=0=（V）z=0 =0
2、三点假设的结论
假设（1）：垂直于中面方向形变分量极其微小，可以略去不计；即：中面的任意一根法线上，薄板全厚度内的所有点均具有相同的挠度。
，即；
假设（2）：垂直于中面的法线，在弯曲变形前后均保持直线，并垂直于中面，无横向剪切应变；
；即；
假设（3）：薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移
，即；
3、板与地基接触的假设
（1）完全接触假设：始终接触吻合，且可自由滑动（是在刚度差异大、板平面变形微小情况下的近似），即接触面不脱空且剪应力视为零。
（2）没有摩擦假设：板和地基之间没有摩擦，可以自由活动。
4、地基模型假定
（1）弹性半空间地基假定；
（2）文克勒地基假设。
5、弹性曲面的微分方程
（1）几何方程：
；；
（2）物理方程：（用挠度表示）
；；
（3）平衡微分方程：
；；
（4）薄板截面上的弯矩、扭矩和剪力
；
；
；
；；
；；；
；；
（5）砼路面薄板的弹性曲面微分方程
写出z方向的力的平衡方程，简化以后，略去微量，得到：。
第三节水泥路面的应力分析
1、文克勒地基板荷载应力分析
（1）文克勒地基
以反应模量K表征的弹性地基，它假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比，而与其他点无关，即地基相当于由互不相联系的弹簧组成，它因首先由捷克工程师文克勒提出而得名，也称为K地基、弹簧地基。
（2）三个车轮荷位
，；相对刚度半径为：。
（3）最大弯拉应力位置
①荷载中心处板底；
②荷位下板底；
③板表面距板角点x1的分角线上
（4）威斯特卡德早期应力计算公式
①板中荷位：；
当荷载圆半径较小，与板厚相差不大时，板受力接近厚板，需修正，即：R<0.5h时，用当量计算半径b代
替R，。
②板边荷位：；
③板角荷位：；
（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：
②板边修正
板与地基保持接触时，不修正；而与地基脱空时，Kelly修正式：
。
③板中修正
实测板中应力小于理论值，说明地基不完全符合文克勒地基的假定；
④应力表达通式
2、弹性半空间体地基板的荷载应力分析
（1）弹性半空间地基
是以弹性模量和泊松比表征的弹性地基，假设地基为一各向同性的弹性半无限体，在荷载作用下其顶面上任一点的挠度不仅同该点的压力有关，也同其它各点的压力有关。
；
根据Hogg理论：无限大圆板上作用轴对称竖向荷载q(r)时，竖向位移表达式：
（2）弹性半空间地基上薄板的理论解
；
①轴对称条件下的径向、切向弯矩表达式：
；；
②荷载在板中时，圆形均布荷载下，板在单位宽度内产生的最大弯矩：
③荷载圆离计算点一定距离时，可将其视为作用在圆心的集中力，其弯矩解：
；；
（3）多轮荷载作用下板的应力计算
；
；
（4）弹性半空间地基有限尺寸板
①弹性半空间地基有限尺寸板，荷载作用在板边、板角时（上述计算荷载在板中，且认为板尺寸远大于荷载尺寸）；
②弹性地基上有限尺寸板的解答；
③规范中设计方法给出的计算诺模图采用了有限元计算方法，有限元计算方法是一种数值方法。
3、水泥路面板的荷载应力有限元分析
（1）水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析特点
①可以按板块的实际大小求解有限尺寸板，从而消除无限大半的假设所带来的误差；
②可以考虑各种荷载状况（包括荷载组合和荷载位置）；
③可以考虑板的实际边界条件，如接缝的传荷能力、板和地基的脱空。
④可以得到整个板体的应力和位移场，从而全面了解板的受力。
（2）水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析结果
4、弹性地基双层板的荷载应力分析
（1）上下层完全分离
；；
（2）上下层完全结合
5、水泥混凝土路面的温度应力分析
（1）胀缩应力：温度均匀变化时产生
（2）无限大板的翘曲应力
板内任一点在温差影响下的应变：
；
板中部受到地基摩阻力作用，板中心点不产生平面位移，εx=εy=0，因此：
板纵向边缘中部或窄长板，εx= 0，σy=0，因此：
（3）有限尺寸板的翘曲应力
当气温变化较快时，由于混凝土板导热性能差，在板内产生温度差，当气温升高时板中部有隆起趋势，当气温降低时板边缘和角隅有翘起趋势。由于板的自重、地基反力和相邻板的约束作用，使部分翘曲变形受阻，从而使板内产生应力，这种应力即称为水泥混凝土板的翘曲应力。
威斯特卡德对文克勒地基的作进一步假定来计算温度应力：1) 温度沿板断面呈线性变化；2）板与地基始终保持接触；3）不计板自重。
（4）温度线性分布时翘曲应力
温度沿板断面呈线性变化：
；
板边中点：
弹性半空间体地基时：
其中：或，计算时，；计算时，。（5）温度非线性分布时翘曲应力计算
对于较厚的板，采用温度沿板断面呈直线分布的假设，即按板顶和板底的温度差确定的温度梯度计算的温度翘曲应力，会得到偏大的温度翘曲应力值。为此，应考虑由于温度的非线性分布而引起的内应力。我国规范的温度应力计算：
第四节路面结构的可靠度
1、结构的极限状态
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。
2、结构的极限状态分类
（1）承载力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力，出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形。
（2）正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
3、结构可靠性的含义
结构可靠性是指结构在规定时间(设计基准期)内、规定条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护)完成预定功能的能力。
其功能要求为：（1）安全性；（2）适用性；（3）耐久性。
当结构或构件超过承载能力极限状态，就可能产生以下后果：（1）由于材料强度不够而破坏，或因疲劳而破坏；（2）产生过大的塑性变形而不能继续承载，结构或构件丧失稳定；（3）结构转变为机动体系。超过这一极限状态，结构或其构件就不能满足其预定的安全性要求。
结构的功能要求：
（1）安全性:结构应能承受在正常施工和正常使用的情况下可能出现的各种作用，在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构仍能保持必需的整体稳定性，不致发生倒塌。
（2）适用性:结构在正常使用期间应具有良好的工作性能。如，不发生过大变形、振幅、过宽裂缝等，以免影响正常使用。
（3）耐久性:结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能，以保证结构能够正常使用到预定的设计使用期限。
4、正态分布概率密度曲线有三个数字特征
（1）平均值
（2）标准差
（3）变异系数
（4）正态分布的概念
①正态分布的概率密度函数：
②σ越大，曲线越扁平，随机变量分布越分散。
5、结构上的“作用”
（1）直接作用：是指直接以力的不同集结形式（集中力或均布力）施加在结构上的作用，通常也称为荷载。
（2）间接作用：是指能够引起结构外加变形和约束变形，从而产生内力效应的各种原因。
荷载的分类（随时间的变异性分类）
永久荷载(恒荷载)：在结构设计基准期内，其作用量值不随时间变化，或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载。
可变荷载(活荷载)：在结构设计基准期内，其作用量值随时间而变化，其变化幅度与平均值相比不可忽略不计的荷载。
偶然荷载：在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷载。
6、作用与作用效应的不确定性
恒载：材料密度变化，施工偏差引起构件尺寸变化。
活载：大小和位置均变化（超载、减载）。
7、结构抗力的不确定性
（1）结构材料性能的变异性，是影响结构抗力的主要因素；
（2）结构构件的几何参数的变异性；
（3）结构构件抗力计算模式的不确定性。
8、结构可靠性
（1）引入结构的功能函数：；
（2）目标可靠指标（object）用表示，为使结构设计安全可靠，经济合理，应对不同情况下的可靠指标作一规定，来作为设计的依据。
9、可靠度的几何解释和计算方法
（1）两个正态变量R和S的标准差相等，则为平均值点到失效边界上的最短距离。
（2）当极限状态方程中包含多个正态分布随机变量时，根据由两个随机变量情形得出的定义，此时求得可靠度指标是新坐标体系中原点到极限状态曲面的法线距离。
（3）计算方法：Monte－Carle法、一次二阶矩法、JC法等。
10、水泥混凝土路面可靠度的定义
定义：在规定的设计使用年限内，在环境条件和荷载作用下，路面能够发挥其预期功能的概率。
我国水泥混凝土路面设计方法：路面板的车辆荷载疲劳应力及温度疲劳应力之和小于混凝土的极限抗折强度。
公式左边三项分别代表：可靠度系数、荷载疲劳应力和温度疲劳应力；右边是水泥混凝土面板材料的极限抗折强度。
11、水泥混凝土路面可靠度的概念
路面结构的疲劳寿命，可采用双参数的威布尔分布，其关系如下式：；
设计年限内累计当量标准轴载，可采用对数正态分布，其标准差和变异系数，。
；；；
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、材料参数与结构参数的变异性范围
3、对应于目标可靠度的可靠度系数
4、交通分级指标
5、混凝土材料要求
6、垫层要求
7、温度梯度
第六节水泥路面结构组合设计
1总则 1．0．1 为适应交通运输发展和公路建设的需要，提高水泥混凝土路面的设计质量和技术水平，保证工程安全可靠、经济合理，制定本规范。 1．0．2 本规范适用于新建和改建公路和水泥混凝土路面设计。1．0．3 水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践 经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析确定。水泥混 凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋 配制等。水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可 靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应， 满足预定的使用性能要求。 1．0．4 水泥混凝土路面设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语、符号 2．1 术语 2．1．1 水泥混凝土路面cement concrete pavement 以水泥混凝土做面层（配筋或不配筋）的路面，亦称刚性路面。 2．1．2 普通混凝土路面plain concrete pavement 除接缝区和局部范围外面层内均不配筋的水泥混凝土路面，亦称素混凝土路面。
2．1．3 钢筋混凝土路面jointed reinforced concrete pavement 面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路面。 2．1．4 连续配筋混凝土路面continuous reinforced concrete pavement 面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。 2．1．5 钢纤维混凝土路面steel fiber reinforced concrete pavement 在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。 2．1．6 复合式路面composite pavement 面层由两层不同类型和力学性质的结构层复合而成的路面。 2．1．7 水泥混凝土预制块路面concrete block pavement 面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。 2．1．8 碾压混凝土roller compected concrete 采用振动碾压成型的水泥混凝土。 2．1．9 贫混凝土lean concrete 水泥用量较低的水泥混凝土。 2．1．10 设计基准期限design reference period 计算路面结构可靠度时，考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。 2．1．11 安全等级safety classes
水泥混凝土路面厚度计算书 1 轴载换算 表1.1 日交通车辆情况表 ∑==i i i i s N N 1 16)100(δ 其中i δ为轴-轮系数，单轴-双轮组时，1=i δ，单轴-单轮时，按下式计算： 43.031022.2-?=i i P δ 双轴-双轮组时，按下式计算： 22.051007.1--?=i i P δ 三轴-双轮组时，按下式计算： 22.081024.2--?=i i P δ 表1.2 轴载换算结果表
2 确定交通量相关系数。 2.1 设计基准期内交通量的年平均增长率。 可按公路等级和功能以及所在地区的经济和交通发展情况，通过调查分析，预估设计基准期内的交通增长量，确定交通量年平均增长率γ。取%5=γ。 2.2车辆轮迹横向分布系数η 表2.1 车辆轮迹横向分布系数η 由规范得：二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级，取39.0=η。 ⒊ 计算基准期内累计当量轴次。 设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，可按下式计算确定。 [] ηγ γ365 1)1(?-+?= t s e N N 代入数据得[] 62010926.339.005 .0365 1)05.01(834?=??-+?= e N 次
属重交通等级。 4 初拟路面结构。 由规范得，相应于安全等级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等级，查规范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5.0m 。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 5 路面材料参数确定。 根据规范，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa ，相应弯拉弹性模量标准值为 31GPa 。 路基回弹模量取30MPa 。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa ，水泥稳定粒基层回弹模量取1300MPa 。 6 计算荷载疲劳应力。 新建公路的基层顶面当量回弹模量和基层当量厚度计算如下： MPa h h E h E h E x 101315 .018.015.060018.013002 22 2222122121=+?+?=++= 1 2 211221322311)11(4)(12-++++=h E h E h h h E h E D x 1 233)15 .0600118.013001(4)15.018.0(1215.06001218.01300-?+??++?+?= m MN ?=57.2 m E D h x x x 312.01013/57.212)12( 3 3/1=?== 293.4)301013(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=?????? ?-?=?? ????-=--E E a x 792.0)30 1013(44.11)( 44.1155 .055.00=?-=-=--E E b x
100t水泥罐基础设计计算书一、工程概况 某大型工程混凝土搅拌站采用100t水泥罐，水泥罐直径，顶面高度20m。水泥罐基础采用C25钢筋混凝土整体式扩大基础，基础断面尺寸为×+×。 二、设计依据： 1、《建筑结构荷载规范（2006版）》（GB50009-2001） 2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010） 3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011） 4、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。 三、荷载计算 1、水泥罐自重：8t；满仓时水泥重量为100t。 2、风荷载计算： 宜昌市50年一遇基本风压：ω0=㎡， 风荷载标准值: ωk=βzμsμz ω0 其中：βz=，μz=，μs=，则： ωk=βzμsμz ω0=×××= kN/㎡ 四、水泥罐基础计算 1、地基承载力验算 考虑水泥罐满仓时自重荷载和风荷载作用。 水泥罐满仓时自重荷载：G k =1000+80=1080kN
混凝土基础自重荷载：G ck=（××+××）×24=407kN 风荷载：风荷载作用点高度离地面，罐身高度15m，直径。 F wk=×15×= 风荷载对基底产生弯矩：M wk=×（+2）=·m 基础底面最大应力： p k，max= G ck+G k bh+ M wk W= 错误!+ 错误!=。 2、基础配筋验算 (1) 基础配筋验算 混凝土基础底部配置Φ16钢筋网片，钢筋间距250mm，按照简支梁验算。 混凝土基础承受弯矩：M max=×(1 8×207××=362kN 按照单筋梁验算： αs= M max f c bh02= 362×106 ×3200×8502= ξ=1-1-2αs=1-错误!=<ξb= A s=f c bξh0 f y= 错误!=1403mm 2 在基础顶部及底部均配筋13Φ16，A s 实=13×201=2613mm 2 > A s=1403mm2，基础配筋满足要求。 (2) 基础顶部承压验算 考虑水泥罐满仓时自重荷载和风荷载作用。 迎风面立柱柱脚受力：
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 ?=?+?++?+?=++++=--
水泥罐基础验算 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
集料拌和站基础及立柱设计计算书 汉十铁路客运专线HSSG-6标段一工区砼拌和站设置两台HZS-180型拌合机，每台拌合机配备6个罐，共4个水泥罐，每个拌和站的两个水泥罐基础联体设置。 一、设计资料 （1）每个水泥罐自重8t，装满水泥重100t，合计108t；水泥罐直径。水泥罐基础采用C25钢筋砼条形承台基础满足两个水泥罐同时安装。6个罐放置在圆环形基础上，圆环内径7米，外径米，基础高，外露。基础采用φ18@300mm×300mm上下两层钢筋网片，架立筋采用φ18@450mm×450mm钢筋双排双向布置，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。 （2）水泥罐总高米，罐高米，罐径米，柱高5m，柱子为4根正方形布置，柱子间距为米，柱子材料为厚度8mm的钢管柱。 施工前先对地基进行处理，处理后现场检测，测得地基承载力超过350kpa。 二、水泥罐基础计算书 1、计算基本参数 水泥罐自重8t，装满水泥共重108t。 水泥罐总高米，罐高米，柱高5m。 2、地基承载力计算 水泥罐基础要求的承载力
1)砼基础面积：S=； 砼体积：V=×=； 底座自重：Gd=×2500×=（砼自重按2500kg/m3）; 2）装满水泥的水泥罐自重：Gsz=6×108×=； 3）总自重为：Gz=Gd+Gsz=+=； 4）基底承载力：P=Gz/S==102kpa； 5) 基底经处理后检测的承载力P’≥140kpa； 6） P≤P’ 经验算，地基承载力满足要求。 水泥罐基础满足地基承载力要求，则主机也同时满足承载力要求。 3、抗倾覆计算 抗倾覆计算以空罐计算，空罐计算满足则抗倾覆满足。 由于水泥搅拌机属于受风敏感且筒体高度较大，为确保筒体和施工人员的安全，根据《高耸结构设计规范》（GBJ135-2006以下简称高规），应考虑风荷载对结构的影响。 1）风荷载强度计算：跟全国风压表，枣阳地区最大风荷载取值为㎡。 2）风力计算： 平均作用高度为：H=2+5=； 单根水泥罐的风力大小为F=A×W=××=； 1个水泥罐的叠加倾覆力矩
3.8m*3.8m*120k n/m 2 =1732.8kn J01 地面标高3.5m ① 素填土 0.88m J02 地面标高3.5m ① 素填土 0.44m J03 地面标高3.5m ① 素填土 0.41m ③ 淤泥质粉质粘土 ③ 淤泥质粉质粘土 ③ 淤泥质粉质粘土 -5.79m 粉土 loot 水泥罐基础设计计算 1、 水泥罐自重 G1: 200kn (20t)估 2、 水泥自重 G2: 1000kn (100t) 3、 基础承台自重 G3： 3.8m*3.8m*1.2m*26=451kn 4、荷载组合：（G1+G2+G3）*1.2 （分项系数）=1981.2kn 、受力分析 1、承台地基承载力：按12t/m 2估算，承台地基承载力为 2、桩承载力需达到 1981.2k n-1732.8k n=248.4kn 三、单桩承载力计算 1、土层极限侧摩阻力系数 -1.72m -4.76m ④ 粉土 粉土 根据上述柱状图，打入桩范围内平均层厚：素填土 2.92m 、淤泥质粉质粘土 4.67m 、 荷载
粉土1.41m。打入桩的极限侧摩阻力标准值为：20Kpa、14Kpa、30Kpa，故打入桩桩身范围内(9m) 土层平均极限侧摩阻力为：(2.92m*20+4.67m*14+1.41m*30) /9m=18.45Kpa 2、单根桩承载力计算 单桩的容许承载力为：[P]=1/1.5*( U* a *H* T)(不计桩端承载力) 式中：[P]------沉桩容许承载力 U ----- 桩周长， a——震动沉桩影响系数，锤击沉桩取1.0 H——桩入土深度，9.0m T -----桩侧土的极限摩阻力，取18.45Kpa; ①如采用直径 273钢管桩，则单桩的 容许承载力为：[P]=1/1.5* ( U* a *H* T) =1/1.5*0.273*3.14*1.0*9*18.45=94.89kn，需打入的根数为248.4kn/94.89kn=2.61 根，取3 根， 布置如图： 3.8m ②如采用直径 630钢管桩，则单桩的 容许承载力为：[P]=1/1.5* ( U* a *H* T)
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 2.1使用初期设计车道每日通过标准轴载作用次数 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 （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 s N
配系数为b=0.8）。 =0.4×5274.11=2105.64 2.2使用年限内的累计标准轴次e N 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=η0.2, 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）： 71074.1365]1)1[(?=??-+= γ γη g g N N t s e 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h 1=15cm 。底基层选用水泥稳定砂砾，厚度h 2=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f r 0.5=Mpa ，对应的设计弯拉弹性模量标准值E c =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：MPa E 450= 16 1) 100( ∑=??=n i i i s Pi N a b a N
一、水泥罐基础设计 盾构区间砂浆拌合站投入一个100t 型和一个150t 型两个水泥罐，100t 型水泥罐直径3m ，支腿邻边间距2.05m ；150t 型水泥罐直径3.3m ，支腿邻边间距2.2m 。根据以往盾构区间砂浆拌合站施工经验、现场地质条件以及基础受力验算，水泥罐基础采用C30钢筋砼条形承台基础满足两个水泥罐同时安装。基础尺寸8m （长）×4m （宽）×0.8m （高），基础埋深0.6m ，外漏0.2m ，承台基础采用Φ16@150mm ×150mm 上下两层钢筋网片，架立筋采用450mm ×450mm φ12钢筋双排双向布置，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。具体布置见下图： . 水泥罐平面位置示意图
二、水泥罐基础计算书 1、计算基本参数 水泥罐自重约20t，水泥满装150t，共重170t。 水泥罐支腿高3m，罐身高18m，共高21m。 单支基础4m×4m×0.8m钢筋砼。 2、地基承载力计算 计算时按单个水泥罐计算 单个水泥罐基础要求的地基承载力为： δ1= 根据资料可知：原设计路面按汽一超20级设计，汽一超20级后轴标准荷载为130KN,单轴轮胎和路面接触面积为：460mm×200mm，通过受力计算，其地基承载力为： δ2= 因δ1≤δ2，即地基承载力复核要求。 3、抗倾覆计算 风荷载(500N/m2) 武汉地区按特大级风荷载考虑，风力水平 荷载为500N/m2， 抗倾覆计算以空罐计算，空罐计算满足则 抗倾覆满足。 水平风荷载产生的弯矩为： ?M 水泥罐空罐自重20t，则基础及水泥罐总重为：
抗倾覆极限比较： 即水泥罐的抗倾覆满足要求，水泥罐是安全的。 4、基础配筋 基础配筋属于构造配筋，配筋率必须满足§≥ 0.15%，经计算断面配筋， @150Φ16钢筋满足要求。
1．交通分析： 由计算得到设计基准期内设计通车标准，荷载累计作用次数为N e =1800×104次，属重交通等级。设计荷载为S P =100KN ，最终轴载为m P =190KN 。 2．初拟路面结构： 本路面设计基准期为30年，根据高速公路重载交通荷载等级和低变异水平等级，初拟普通混凝土面层厚度(c h )27cm 。基层选用水泥稳定砂砾，厚度为(b h )20cm ，垫层厚度为(1h )20cm 天然砂砾，普通混凝土板的平面尺寸为宽4.4m ，长4.5m 。 3．路面材料参数确定： 按表3.0.8和附录E.0.3，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值(r f )为5.0Mpa ，相应弯拉弹性模量标准值为(c E )31Gpa ，泊松比为（c ν）0.15。粗集料的线弹性模量为c α=10×10-6 /℃ 。路基回弹模量(O E )为60 Mpa 。查附录E.0.2，水泥稳定砂砾基层弹性摸量 (b E )取2000 Mpa ，泊松比为（b ν）0.20。天然砂砾回弹摸量为(1E )120 Mpa ，泊松比为（1ν）0.35。 按式（B.2.4-1）~（B.2.4-4）计算板底地基综合回弹模量如下： n 22i=1 11n 2 21 i=1 () 120()i i X i h E h E E Mpa h h ??= ==∑∑ 11 0.2n x i i h h h m ====∑（） 0.26()0.860.26(0.20)0.860.442x In h In α=+=?+= 0.442 0120×6081.5Mpa 60X t O E E E E α ???? === ? ? ???? （） 板底地基综合回弹模量t E 取为80Mpa 。 混凝土面层板的弯曲刚度c D [式（B.2.2-3）]、半刚性基层板的弯曲刚度b D [式（B.4.1-2）]、路面结构总 刚度半径g r [式（B.4.1-3）]为： 33 22 31000.27==52.0MN 12(1)12(10.15) c c c c E h D ν?=--（.m ） 3 3 2 220000.20==1.39MN 12(1)12(10.20) b b b b E h D ν?=--（.m ） 混凝土面层相对刚度半径为 1/31/3 52.0 1.391.21() 1.21() 1.058()80 c b g t D D r m E ++==?= 4．荷载应力： 按式（B.4.1-1），标准轴载和极限荷载在临界荷位处产生的荷载应力为 33 0.6520.940.6520.941.4510 1.4510P 1.0580.27100 1.524()1.391/152.0ps g c s b c r h Mpa D D σ----??=?=???=++ 330.6520.940.6520.941.4510 1.4510P 1.0580.27190 2.786()1.391/152.0 pm g c m b c r h Mpa D D σ----??=?=???=++ 按式（B.2.1）计算面层疲劳应力，按式（B.2.6）计算面层最大荷载应力。 0.87 2.591 1.15 1.524 3.951()pr r f c ps k k k Mpa σσ==???= ,max 0.87 1.15 2.786 2.788()p r c pm k k Mpa σσ==??= 其中： 应力折减系数 0.87r k =（B.2.1条）； 综合系数 1.15c k =（B.2.1条）； 疲劳应力系数 40.057(180010) 2.591f e k N λ==?= 5．温度应力： 由表3.0.10，最大温度梯度87g T =℃/m 。按B.3.3和B.5.2计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数L B 。 11110.270.20()()4599.4(/)22310002000 c b n c b h h k MPa m E E --=+=?+= 1/4 1452 1.39())0.131()()(52 1.39)4599.4c b c b n D D r m D D k β???===?? ++???
1、水泥混凝土路面的力学及工作特点 （1）水泥路面的力学特征 ①混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量； ②水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度； ③板块厚度相对于平面尺寸较小，板块在荷载作用下的挠度（竖向位移）很小； ④混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度，会产生翘曲现象，如受到约束，会在板内产生翘曲应力； ⑤荷载重复作用，温度梯度反复变化，混凝土板出现疲劳破坏。 （2）水泥混凝土路面的力学模式 ①弹性地基上的小挠度薄板模型； ②弹性地基：因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小，不超过材料的弹性区域； ③弹性板：因为板的模量高，应力承受能力强，一般受力不超过弹性比例极限应力，挠度与板厚相比很小 ④水泥混凝土路面设计理论：弹性地基上的小挠度薄板理论。 （3）水泥混凝土路面的工作及设计特点 ①抗弯拉强度低于抗压强度，决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度； ②车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应； ③温度差造成板有内应力，出现翘曲变形及翘曲应力，也有疲劳特性； ④板的使用还受限于支承条件，不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。 2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准 （1）水泥路面的主要破坏类型 ①断裂 ②唧泥 ③错台 ④拱起
(2) 水泥路面的荷载作用 重载作用 (3) 水泥路面的设计标准 ①结构承载能力 控制板不岀现断裂，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 控制唧泥与拱胀，要求基层水稳定性好，板与基层联结。 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
水泥混凝土路面设计例题
水泥混凝土路面设计 公路自然区划II 区拟建一条二级公路，中湿路基为黏质土，采用普通混凝土路面，路面宽9m ，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为2100，交通量年增长率为5%。试设计水泥混凝土路面。 解： 1、交通分析 查表1可知二级公路的设计基准期为20年，其可靠度设计标准的安全等级为三级。临界荷载位置处的车辆轮迹横向分布系数查表2取0.39. 设计基准期内的累计作用次数： 查表3可知属重交通等级。 2、初拟路面结构 由表1可知安全等级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4初拟普通混凝土面层厚度为0.22m 。基层可选用水泥稳定粒料，厚0.18。垫层为0.15m ()[]()[] 次 420 1105.98805 .039.0365105.01210036511?=?-+=-+=r r N N t e η
的低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为4.5m,长5m 。纵缝为设拉杆的平缝，横缝为不设传力杆的假缝。 3、路面材料参数确定 取重交通等级的普通混凝土面层，查表5得弯拉强度标准值 5.0MPa ，弯拉弹性模量标准值31GPa 。中湿路基路床顶面回弹模量查表6得30MPa ，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1300MPa. 4、计算基层顶面当量回弹模量 MPa h h h E h E E X 101315.018.015.060018.013002 22 222 212 222 11=+?+?=++=1 2 2112213 22311) 11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D X 57 .2)15 .06001 18.013001(4)15.018.0(1215.06001218.013001233=?+?++?+?=-m E D h X X x 312.01013 57 .21212 33=?==293 .430101351.1122.651.1122.645.045 .00=??????????? ??-?=??? ???? ???? ? ??-?=--E E a X
一、水泥罐基础设计 盾构区间砂浆拌合站投入一个100t 型和一个150t 型两个水泥罐，100t 型水泥罐直径3m ，支腿邻边间距2.05m ；150t 型水泥罐直径3.3m ，支腿邻边间距2.2m 。根据以往盾构区间砂浆拌合站施工经验、现场地质条件以及基础受力验算，水泥罐基础采用C30钢筋砼条形承台基础满足两个水泥罐同时安装。基础尺寸8m （长）×4m （宽）×0.8m （高），基础埋深0.6m ，外漏0.2m ，承台基础采用Φ16@150mm ×150mm 上下两层钢筋网片，架立筋采用450mm ×450mm φ12钢筋双排双向布置，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。具体布置见下图： . 1 单支基础4m ×4m ×0.8m 钢筋砼。 2、地基承载力计算 计算时按单个水泥罐计算 单个水泥罐基础要求的地基承载力为： δ1=21700+0.825106.3+20126.3k /m 0.1344 N MPa ?===? 根据资料可知：原设计路面按汽一超20级设计，汽一超 20级后轴标准荷载为130KN,单轴轮胎和路面接触面积为：460mm ×200mm ，通过受力计算，其地基承载力为： 水泥罐平面位置示意图
δ2= ()1301000 1.413460200MPa ???=????? 因δ1≤δ2，即地基承载力复核要求。 3、抗倾覆计算 武汉地区按特大级风荷载考虑，风力水平 荷载为500N/m 2， 抗倾覆计算以空罐计算，空罐计算满足则 抗倾覆满足。 水平风荷载产生的弯矩为： 0.5 3.3182+3=356.4KN M =???÷（18）?M 水泥罐空罐自重20t ，则基础及水泥罐总重为： 抗倾覆极限比较： 即水泥罐的抗倾覆满足要求，水泥罐是安全的。 4、基础配筋 基础配筋属于构造配筋，配筋率必须满足§≥ 0.15%，经计算断面配筋， @150Φ16钢筋满足要求。
水泥混凝土路面设计 1标准轴载交通量分析 高速公路设计基准期为30 年，安全等级为一级，我国公路水泥混凝土路面设计规范以汽车轴重为100kN 的单轴荷载作为设计标准轴载，表示为BZZ —100。凡前、后轴载大于40KN （单轴）的轴数均应换算成标准轴数，换算公式为： 16 1 ( )100 n i s i i i p N N α== ∑ 式中： s N — 100KN 的单轴—双轮组标准轴数的通行次数； i P — 各类轴—轮型；级轴载的总重（KN ）； n — 轴型和轴载级位数； i N —各类轴—轮型i 级轴载的通行次i α—轴—轮型系数。 则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数:r r g 365]1)g 1[(η ??-+= t s e N N 式中： e N — 标准轴载累计当量作用次数(日)； t — 设计基准年限； r g — 交通量年平均增长率，由材料知，r g =0.05； η — 临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下（表1-2），取0.20。
表1-2 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数 公路等级 纵缝边缘处 高速公路、一级公路、收费站 0.17～0.22 二级及二级以下公路 行车道宽>7m 0.34～0.39 0.54～0.62 行车道宽≤7m 161 ()100n i s i i i p N N α==∑=511.835 r r g 365]1)g 1[(η ??-+= t s e N N =e N 248× 104 因为交通量100×104＜248×104＜2000×104次，故可知交通属于重交通等级。 2拟定路面结构 由上述及表16-20知相应于安全等级一级的变异水平的等级为低级，根据高速公路重交通等级和低级变异水平等级查表16-17得初拟普通混凝土面层厚度大于240mm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽4m ，长4.5m ，拟定各结构层厚：普通混凝土面层厚为250mm ；基层选用水泥稳定粒料，厚为180mm ；二级自然区划及规范知垫层为150mm 的天然砂砾，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0Mpa ，路基回弹模量为30Mpa ；低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量去600Mpa ；水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa 。 （表2-1） 表2-1 层位 基（垫）层材料名称 厚度(cm) 回弹模量(MPa) 1 水泥稳定粒料 18 1300 2 天然砂砾 15 150 3 土基 - 30 2 2 2122 2121h h E h E h E x ++==222 215.018.015.060018.01300+?+?
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。基层回弹模量选用1300MPa。垫层回弹模量选用600MPa。 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2000)P40公式B.1.5计算基层顶面当量回弹模量如下： Ex=(h1*h1*E1+h2*h2*E2)/(h1*h1+h2*h2)=1078(MPa) Dx=E1*h1^3/12+E2*h2^3/12+(h1+h2)^2/4*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2)^(-1))=3.67(MN-m)
100t水泥罐基础设计计算 一、荷载 1、水泥罐自重G1：200kn（20t）估 2、水泥自重G2：1000kn（100t） 3、基础承台自重G3：3.8m*3.8m*1.2m*26=451kn 4、荷载组合：（G1+G2+G3）*1.2（分项系数）=1981.2kn 二、受力分析 1、承台地基承载力：按12t/m2估算，承台地基承载力为3.8m*3.8m*120kn/m2=1732.8kn 2、桩承载力需达到1981.2kn-1732.8kn=248.4kn 三、单桩承载力计算 1、土层极限侧摩阻力系数 J01 J02 J03地面标高3.5m 地面标高3.5m 地面标高3.5m ①素填土①素填土①素填土 0.44m 0.41m 0.88m ③淤泥质粉质粘土③淤泥质粉质粘土③淤泥质粉质粘土 -1.72m -4.76m ④粉土-5.79m ④粉土④粉土 根据上述柱状图，打入桩范围内平均层厚：素填土2.92m、淤泥质粉质粘土4.67m、粉土1.41m。打入桩的极限侧摩阻力标准值为：20Kpa、14Kpa、30Kpa，故打入桩桩身范
围内（9m）土层平均极限侧摩阻力为：（2.92m*20+4.67m*14+1.41m*30）/9m=18.45Kpa 2、单根桩承载力计算 单桩的容许承载力为：[P]=1/1.5*（U*а*H*τ）（不计桩端承载力） 式中：[P]------沉桩容许承载力 U--------桩周长， а-----震动沉桩影响系数，锤击沉桩取1.0 H------桩入土深度，9.0m τ-----桩侧土的极限摩阻力，取18.45Kpa； ①如采用直径273钢管桩，则单桩的容许承载力为：[P]=1/1.5*（U*а*H*τ）=1/1.5*0.273*3.14*1.0*9*18.45=94.89kn，需打入的根数为248.4kn/94.89kn=2.61根，取3根，布置如图： 3.8m 0.650m 2.5m 0.650m 3.8m ②如采用直径630钢管桩，则单桩的容许承载力为：[P]=1/1.5*（U*а*H*τ）=1/1.5*0.63*3.14*1.0*9*18.45=218.99kn，需打入的根数为248.4kn/218.99kn=1.1根，取2根。
公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002---03 4．4面层 4．4．1水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。 4．4．2面层一般采用设接缝的普通混凝土；面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、填挖交界段的路基等有可能产生不均匀沉降时，应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。其他面层类型可根据适用条件按表4.4.2选用。 表 4.4.2其他面层类型选择 4．4．3普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。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。 4．4．4纵向接缝的间距按路面宽度在3.0～4.5m范围内确定。碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅摊铺时，可不设纵向缩缝。 4．4．5横向接缝的间距按面层类型和厚度选定： ——普通混凝土面层一般为4～6m，面层板的长宽不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25m2； ——碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为6～10m； ——钢筋混凝土面层一般为6～15m。 4．4．6普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或配筋混凝土面层所需的厚度，可参照表4.4.6所示参考范围并按4.4.9条规定计算确定。
表 4.4.6 水泥混凝土面层厚度的参考范围 4．4．7钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定，钢纤维体积率为 0.6％～1.0％时，其厚度为普通混凝土面层厚度的0.65～0.75倍。特重或重交通时，其最小厚度为160mm；中等或轻交通时，其最小厚度为140mm。 4．4．8复合式路面沥青上面层的厚度一般为25～80mm。 4．4．9除混凝土预制块面层外，各种混凝土面层的计算厚度应满足式（3.0.3）的要求。荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录B.1和B.2计算。面层设计厚度依计算厚度按10mm向上取整。 采用碾压混凝土或贫混凝土做基层时，宜将基层与混凝土面层视作分离式双层板进行应力分析。上、下层板在临界荷位处的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录C.1和C.2计算。上、下层板的计算厚度应分别满足式（3.0.3）的要求。 具有沥青上面层的水泥混凝土板，在临界荷位处的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录D.1和D.2计算。混凝土板的计算厚度，应满足式（3.0.3）的要求。 4．4．10路面表面构造应采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法制作。构造深度在使用初期应满足表4.4.10的要求。 表 4.4.10 各级公路水泥混凝土面层的表面构造深度（mm）要求
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) 交通分析 (2) 初拟路面结构 (4) 路面材料参数确定 (5) 荷载疲劳应力 (6) 温度疲劳应力 (7) 验算初拟路面结构 (8) 4接缝设计 (9) 纵向接缝 (9) 横向接缝 (9) 5混凝土面板钢筋设计 (10) 边缘补强钢筋 (10) 角隅钢筋 (10) 6材料用量计算 (11) 面层 (11) 基层 (12) 垫层 (12) 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 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 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
福民站80T水泥罐基础设计计算书 一、水泥罐基础及承台设计 1、水泥罐基础根据现场实际情况，采用人工素填土基础； 2、基础承台设计为：承台砼C35、承台尺寸为5000*5000*600mm，水泥罐的预埋件规格为：450*450*20mm，由厂家提供，施工安装。 二、水泥罐基础、承台计算 1、基础竖向承载力验算 根据设计资料，本基础位置的持力层为素填土，该层土的承载力特征值为100Kpa。 V=80+7=87t=870KN，G=5*5*0.6*2.5*10=375KN, A=5*5=25m2 σ地=（G+V）/A=（870+375）/ 25=49.8KN/ m2＜[σ地]=100KN/ m2 经计算地基承载满足要求。 其中式中： V——为水泥罐满载时总重量87T，根据厂家提供； G——为基础承台重量； A——为基础承台接触面积。 2、基础抗倾覆验算 w k =β z μ N μ z w o =1*0.8*1.17*0.75=0.702 KN/ m2 w k ——风荷载标准值（KN/ m2）； β z ——高度z处的风振系数，查《建筑结构荷载规范》低于30m取1； μ N ——风荷载形体系数，查《建筑结构荷载规范》圆形取0.8； μ z ——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》靠近海边取1.17； w o ——基本风压（KN/m2），查《建筑结构荷载规范》风压深圳地区按50年一遇，取0.75； 只需计算水泥罐空载情况下抗倾覆即可： M稳= P1×1/2×基础宽=(70+375)/2*5=1112.5 KN?M M倾=P2×受风面×(7+7)= 0.702*6.5*2.6*7*7=581.326 KN?M M稳/ M倾≥1.5即满足要求=1112.5/581.326=1.91＞1.5
水泥路面结构计算手册 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
新建水泥混凝土路面厚度计算书 1、原始资料 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 道路等级:停车场-按城市支路设计 变异水平的等级:中级 可靠度系数:1.13 面层类型:普通混凝土面层 序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量 号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重 (kN)(kN)(kN)(kN) 1双后轴货车1550015600400 2单后轴客车117126.500004000 行驶方向分配系数1车道分配系数1 轮迹横向分布系数.39交通量年平均增长率5％ 混凝土弯拉强度4.5MPa混凝土弯拉模量29000MPa 混凝土面层板长度5m地区公路自然区划Ⅳ 面层最大温度梯度88 ℃/m接缝应力折减系数.87 2.交通分析 路面的设计基准期:20年 =51776 设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为51776，为中等交通。根据《规范》表3.0.6，水泥混凝土弯拉强度不得低于4.5MPa。
3、初拟路面结构 初拟水泥混凝土路面厚度为：0.2m，基层选用5%半刚性材料水泥稳定碎石，厚度为0.20m，水泥混凝土面板长度为：5m，宽度为4m。纵缝为设拉杆平缝。 4、路面材料参数确定 按公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2011)《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(JTGD40-2011)《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:20MPa。基层回弹模量选用1500Mpa。按公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2011)计算基层顶面当量回弹模量如下： Ex=(h1×h1×E1+h2×h2×E2)/(h1×h1+h2×h2)=1500(MPa) Dx=（E1×h1^3+E2×h2^3）÷12+(h1+h2)^2÷4×[1÷(E1×h1)+1÷(E2×h2)]^(-1))=4(MN-m) hx=(12×Dx/Ex)^(1/3)=(12×4/1500)^(1/3)=0.317(m) a=6.22×[1-1.51×(Ex/E0)^(-0.45)]=6.22×[1-1.51×(1500/20)^(- 0.45)]=4.874 b=1-1.44×(Ex/E0)^(-0.58)=1-1.44×(1500/20)^(-0.58)=0.866 Et=a×hx^b×E0×(Ex/E0)^(1/3)=4.874×0.317^0.866×20×(1500/20)^(1/3) =152.03(MPa) 基层顶面当量回弹模量:152MPa