水泥混凝土路面设计计算案例

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 。

水泥混凝土面板厚度计算案例公路自然区划Ⅱ5区拟新修建一条一级公路，路基为粉质土，处于中湿状态。

拟修建普通水泥混凝土路面，行车道宽2×7.5m ，两侧硬路肩宽2×1.5m ，不设中间分隔带。

经交通调查和计算得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为1500次/日，交通量年平均增长率为6％。

当地水泥、石灰、碎石等材料供应充足，试设计该水泥混凝土路面。

解：1.交通分析由表1-28可知，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级。

查表1-32，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.22。

设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为：()[]()[]22.006.0365106.011500 3651130⨯⨯-+⨯=⨯-+⨯=ηr t r s e g g N N 次610522.9⨯=与表1-33对照，属重交通等级。

2.初拟路面结构查表1-29，取相应于安全等级的变异水平等级为中级。

根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级，查表1-39，初拟普通混凝土面层厚度为0.24m 。

普通混凝土面板的平面尺寸采用宽4.5m ，长5.0m 。

纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。

根据当地材料供应情况，基层选用水泥稳定碎石（水泥剂量取5％），厚0.20m 。

垫层选用0.15m 厚的石灰土（石灰剂量取10％）。

3.路基路面材料参数确定查表1-44，路基回弹模量取25MPa 。

查表1-45，石灰土垫层回弹模量取600 MPa ，水泥稳定碎石基层回弹模量取1300MPa 。

查表1-34，普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa ，由表1-43可得相应弯拉弹性模量标准值为31GPa 。

4.计算基层顶面当量回弹模量104815.020.015.060020.0130022222221222121=+⨯+⨯=++=h h E h E h E x （MPa ） ()1221122132231111412-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=h E h E h h h E h E D x ()123315.0600120.013001415.020.01215.060020.01300-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯++⨯+⨯= =3.083(MN-m) 328.01048/083.312/1233=⨯==x x x E D h （m ）471.425104851.1122.651.1122.645.045.00=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--E E a x 815.025104844.1144.1155.055.00=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--E E b x 15625104825328.0471.43/1815.03/100=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=E E E ah E x b x t （MPa ） 普通混凝土面层的相对刚度半径为： 752.01563100024.0537.0537.03/13/1=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=t c E E h r （m ）5.计算荷载疲劳应力标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力为：=⨯⨯==--26.026.024.0752.0077.0077.0h r ps σ 1.127（MPa ）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 。

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。

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。

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。

常规水泥混凝土路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该设计项目位于山东，公路等级为高速公路，起点桩号为84k+331.5，终点桩号为106k+856.5。

根据交通荷载参数调查分析，初期设计车道的年平均日货车交通量（AADTT）为3800辆/日, 设计基准期为30.0年。

设计轴载为62.0kN，最重轴载为119.0kN。

随机调查3000辆2轴6轮及以上车辆中出现的单轴总轴数为4852, 由规范附录的表A.2.4，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.20，交通量年增长率为7.5%。

依据单轴轴载谱和相应的设计轴载当量换算系数，按式（A.2.2-2）计算得到设计车道使用初期的设计轴载日作用次数（Ns）为15,028,832,607,980。

按规范的式(A.2.4)，计算得到设计基准期内设计车道所承受的设计轴载累计次数(Ne)为113,439,978,792,934,000。

将设计基准期内设计车道的设计轴载累计次数转化为100kN轴载的累积作用次数，查表3.0.7，本公路属于极重交通等级。

2. 初拟路面结构与材料参数面层板采用普通混凝土, 厚度为260.0mm, 弯拉强度标准值为5.0MPa, 相应的弯拉弹性模量为3100MPa, 泊松比为0.15, 查附录E表E.0.3-2,粗集料为石英岩, 混凝土线膨胀系数取1.20E-005/℃。

基层选用碾压混凝土, 厚度为200.0mm, 弹性模量为143MPa, 泊松比为0.15。

路基土属于级配良好砾石, 查表E.0.1-1，弹性模量取值为250MPa, 查表E.0.1-2，湿度调整系数为0.80, 由此得到路床顶综合回弹模量为200.0MPa。

经路面结构分析，该路面为弹性地基双层板结构。

按规范式（B.2.4-1）至（B.2.4-4），计算得到弹性地基综合回弹模量（Et）为200.0MPa。

根据式（B.2.2-3），可得混凝土面层板的弯曲刚度Dc为4.6(MN•m)。

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。

公路路面水泥混凝土配合比设计设计依据：《公路水泥混凝土路面施工技术规范》〔JTG F30—2003〕一、普通混凝土配合比设计1. 试配强度（弯拉强度）：fc=fr/〔1-1.04c v〕+ts=5/(1-1.04*0.13)+0.46*（5*0.13）按6组 6.081其中：f c为28天试配弯拉强度（Mpa）f r为设计弯拉强度标准值（Mpa）c v为弯拉强度变异系数，应按统计数据在下表的规定范围取值；无统S为弯拉强度试验样本的标准差（Mpa）2. 工作性：不同的施工工艺，最佳工作性要求不一样；坍落度SL一般在宜采用25-50mm，允许波动范围10mm～65mm之间。

3. 耐久性：〔1〕根据有无抗冻性、抗盐冻性要求及混凝土最大公称粒径，混凝土含气〔2〕根据耐久性要求的最大水灰比、最小单位水泥用量应符合下表规定。

最大水泥用量不宜大于400kg/m3 ，掺粉煤灰时，最大单位胶凝材料不宜大于注:掺粉煤灰，并有抗冰（盐）冻要求时，不得使用32.5级水泥。

严寒地区抗冻标号不宜低于F250，寒冷地区不宜低于F200。

4. 水灰（胶）比的计算和确定：〔1〕碎石或碎卵石混凝土W/C=1.5648/〔fc +1.0097-0.3595f s〕==0.38 按fs=8.2计算，按7.5为0.36〔2〕卵石混凝土W/C=1.2618/〔fc +1.5492-0.4709f s〕=其中：fs 为水泥实测28天抗折强度（Mpa）再根据耐久性要求复核、确定水灰（胶）比。

5. 砂率(SP)的确定：根据砂的细度模数和粗集料种类，按下表取值；在软做抗滑槽时，可增大1%～2%。

注;碎卵石可在碎石和卵石之间内插取值。

6. 确定单位用水量：根据粗集料种类和确定的坍落度，分别按下列公式计算（集料以自然风干状态计）。

碎石：W0 =104.97+0.309SL +11.27（C/W）+0.61S P=165.85取表4.1.2-4三轴最大153、小型机具150 滑模160故取153卵石：W0 =86.89+0.370SL +11.24（C/W）+1.00S P其中：W0为不掺外加剂与掺和料的混凝土单位用水量（kg/m3）掺外加剂的混凝土单位用水量按下式计算：W0W = W0（1-β）其中：β为所用外加剂的实测减水率（%）7. 确定单位水泥用量;根据水灰比公式反算，再根据耐久性要求复核、确定。

路基路面课程设计水泥混凝土沥 青
• 课程设计背景与目的 • 路基路面设计基础 • 水泥混凝土路面施工技术 • 沥青路面施工技术 • 质量检测与验收标准 • 课程设计案例分析
01
课程设计背景与目的
背景介绍
交通运输工程重要性
01
路基路面是交通运输工程的重要组成部分，其质量直接影响道
路使用寿命和行车安全。
路面结构类型
包括柔性路面、刚性路面和半刚性路面等。柔性路面以沥青混凝土为代表，刚 性路面以水泥混凝土为代表，半刚性路面则采用沥青碎石等材料。
选择依据
根据道路等级、交通量、气候条件、材料来源和工程造价等因素，选择合适的 路面结构类型。
水泥混凝土路面设计要点
设计参数
确定水泥混凝土路面的厚度、 强度等级、抗折强度、耐磨性
浇筑前应对模板进行检查，确保其位置、尺寸准确无误。浇筑时应分层 进行，每层厚度不超过30cm，同时采用振捣棒进行振捣，确保混凝土密 实。
振捣、整平与养护措施
整平采用刮尺刮平，同时用木抹子反复搓平表面，确 保路面平整度。
采用插入式振捣棒进行振捣，振捣时应快插慢拔，确 保混凝土密实度。
混凝土浇筑完成后，应及时进行养护。一般采用覆盖 保湿养护法，即在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜或草 帘等保湿材料，并定期浇水保持湿润状态。养护时间 一般不少于14天。
通过渗水试验，检查路 面的渗水性能是否满足
设计要求。
验收标准与程序
验收标准
根据设计文件、施工图纸和相关规范，制定具体的验收标准，包括各项质量指标 的合格范围。
验收程序
首先进行外观检查，确认路面无明显缺陷；然后进行各项质量检测，确保各项指 标均符合验收标准；最后进行综合性评估，确定路面质量等级并出具验收报告。

公路水泥混凝土路面设计新规范混凝土板厚度计算示例内容提要本文主要把《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011)中的计算每个示例，加上标题、要点、提示，便于学习和查阅.关键词公路水泥混凝土路面设计规范计算示例示例1 粒料基层上混凝土面板厚度计算要点（弹性地基单层板模型）序号路面结构厚度（m）备注1 普通水泥混凝土面层0.23 Fr=4.5 MPa2 级配碎石0。

20 E=300 MPa3 路基:低液限黏土查表E。

0.1—1 E=80 MPa距地下水位 1.2m,查表 E.0。

1—2 湿度调正系数0.75路床顶综合回弹模量 E=80×0.75=60 MPa（1）二级公路设计轴载累计作用次数 Ne=74。

8×104次中等交通荷载等级（2）板底当量回弹模量值 Et=120 MPa；（3）设计轴载 Ps=100 KN ；最重轴载 Pm=180 KN ；（4）设计厚度0.25m=计算厚度0。

24m+0.01m ；示例 2 水泥稳定粒料基层上混凝土面板厚度计算要点(弹性地基双层板模型）序号路面结构厚度（m) 备注1 普通水泥混凝土面层0.26 Fr=5。

0 MPa2 水泥稳定砂砾0。

20 E=2000 MPa3 级配砾石0。

18 E=250 MPa4 路基:低液限粉土查表E。

0.1-1 E=100 MPa距地下水位1.0m，查表E.0。

1-2 湿度调正系数0。

80路床顶综合回弹模量 E=100×0。

80=80 MPa（1）一级公路设计轴载累计作用次数 Ne=1707×104次重交通荷载等级;（2）板底当量回弹模量值 Et=125 MPa；（3）设计轴载 Ps=100 KN ；最重轴载 Pm=180 KN；（4）由面板、半刚性基层的弯曲刚度，求出路面结构总想对刚度半径rg，再计算面层、基层荷载、温度应力（下层板温度应力不需计算）;（5）设计厚度0.27m=计算厚度0.26m+0。

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

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。

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

C35路面水泥混凝土配合比设计一、设计要求路面混凝土设计强度等级为C35混凝土。

根据混凝土施工要求取碎石5-31.5mm级配碎石。

设计塌落度10-30mm。

配合比设计依据施工图。

《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）。

《公路工程桥涵施工技术规范》（JTJ041-200）及混凝土施工有关要求。

二、材料来源1.水泥：湖南嘉丰建材有限公司P·42.5水泥2.砂：岳阳黄沙细度模数为2.80 属中砂3.碎石：5-31.5连续级配4.水：饮用水三、配合比设计1.设计弯拉强度（fc）fc=（fy/1-1.04Cv）+ts=5/1-1.04×1+0.37+0.5=5.77mpa2.水灰比（W/C）W/C=1.5684/fc+1.5492-0.4709fs=1.5684/5.77+1.5492-0.4709×7.9=0.443.用水量确定查表JGJ55-2000表4.01.1-2及JGJ55-200 4.01第二条规定取用量W o=172kg4.水泥用量计算C o=W o/W/C=172/0.44=3905.碎石的选用查JGJ55-2000表4.02及《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 碎石B s=32%6.设计坍落度：选用10-30mm7.粗细骨料用量计算：采用质量法混凝土容质按2450Kg/m3计算2450-172-390=1888砂用量S o=1888×32%=604石用量C o=1888×（100%-32%）=12848.试样与配合比调整按初步配合比配置混合料45L。

其中个材料用量，水泥用量17.55Kg。

水用量7.74Kg。

砂用量27.18Kg。

碎石用量57.78Kg。

（其中 4.75-9.5:9.5-31.5=20% ：80%）拌合物实测坍落度15mm。

满足10-30mm要求。

粘聚性良好。

保水性良好。

满足工作性能要求。

制件1组。

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 。

一、工程概况本工程为珠海市高栏港经济区东一路市政道路及排洪渠工程。

工程概况详如下所述：工程名称：珠海市高栏港经济区东一路市政道路及排洪渠工程工程地址：珠海市西南部，珠江出海口磨刀门与崖门之间，西临黄茅海，东临鸡啼门，南临珠海港。

建设单位：珠海市直属工程管理处设计单位：广州市市政工程设计研究院工程类别：市政工程一、工程概况：本工程项目范围：工程起点为北九路，工程终点为北七路，设计道路总长为1037.501m，宽度为18 m;行车道结构为水泥混凝土路面。

道路设计内容包括地基处理、道路、管网、路灯、交通标志等。

在东一路北侧，同时修建一条排洪渠，全长1096 m.道路平面设计根据道路规划及用地要求，东一路道路全线不设转点，设计道路起点坐标为X=2433375.3350，Y=85330.1458；终点坐标为X=2432671.3664，Y=86092.2721。

全线总长1037.501m，道路宽度18m。

纵断设计：纵断设计综合考虑与周边环境，规划道路高程，尽量减少土方工程量，同时要满足道路排水的要求。

道路最大纵坡0.7％，最小纵坡0.3％。

横断设计：道路规划宽度为18 m，道路横断面布置形式为：2m（人行道)+14m(机动车道)+2m(人行道)=18m。

道路机动车道采用1.5％直线横坡由道路中线向外侧倾斜，人行道采用2％横坡，向道路内侧倾斜。

人行道上每6m布置一个树池，树池内种植扁桃，胸径7-8cm，苗高3.6-4.0m，定干高2m。

人行道外侧设置3m土路肩，上面铺草皮绿化。

道路结构设计：道路机动车道结构按垫层具有一定的强度和较好的水稳性，基层具有足够的刚度和稳定性，混凝土面板弯拉强度满足设计要求，表面平整、耐磨、抗滑等条件进行设计。

道路的结构确定为：机动车道结构：采用C35水泥混凝土路面其结构为：22cm水泥混凝土板20cm水泥稳定石粉(水泥掺量6％)20cm纯石粉碾压路床(重型击实压实度≮93％)非机动车道结构：采用水泥混凝土路面其结构为：20cm水泥混凝土板20cm水泥稳定石屑(6％)15cm纯石屑碾压路床(重型击实压实度≮93％)为了缩短本工程建设周期和减少水泥用量（节约水泥10%），在水泥混凝土中需外掺少量早强减水剂。

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。