最新水泥混凝土路面结构厚度计算

公路水泥混凝土路面设计新规范混凝土板厚度计算示例公路水泥混凝土路面设计是公路工程中的一个重要环节，路面的设计合理与否直接关系到道路使用寿命和交通安全。

在公路水泥混凝土路面设计新规范中，混凝土板厚度的计算是一个关键步骤。

下面将通过一个示例来详细介绍混凝土板厚度的计算方法。

假设其中一道路路段要新建一条公路水泥混凝土路面，基础土质为II类路基，交通量为1000辆/日，设计寿命为20年。

现在需要计算该路段的混凝土板厚度。

首先，根据新规范的要求，需要计算设计车辆组合的轴重、作用系数和总轴重。

1.设计车辆组合的轴重计算根据交通量和设计寿命，需要确定设计车辆组合。

假设设计车辆组合为：轿车（设计重量2t）、货车（设计重量8t）和重型卡车（设计重量10t）。

根据交通量和车辆类型，计算重型卡车的设计车辆比例：重型卡车设计车辆比例=重型卡车日交通量/总交通量=100辆/日/1000辆/日=0.1轿车和货车的设计车辆比例为：(1-0.1)/2=0.45根据设计车辆组合，计算设计车辆组合的轴重：轴重=轿车轴重系数*轿车设计重量+货车轴重系数*货车设计重量+重型卡车轴重系数*重型卡车设计重量假设轿车轴重系数为0.2，货车轴重系数为0.4，重型卡车轴重系数为0.6轴重=0.2*2+0.4*8+0.6*10=11.6t2.作用系数的计算作用系数是根据路面结构、排水状况等因素来确定的，不同的路段有不同的作用系数。

假设该路段的作用系数为1.23.总轴重的计算总轴重=轴重*作用系数=11.6*1.2=13.92t4.混凝土板厚度的计算根据总轴重和基础土质等因素，可以使用新规范提供的表格来查找混凝土板厚度。

假设基础土质为II类路基，根据表格查找到的混凝土板厚度为35cm。

通过以上计算，可以得到该路段的混凝土板厚度为35cm。

需要注意的是，混凝土板厚度的计算还需要考虑其他因素，如气候条件、路面结构等。

在实际设计中，还需要结合实际情况进行调整和优化，以确保道路的使用寿命和安全性。

水泥混凝土路面结构厚度计算设计内容：新建单层水泥混凝土路面设计公路等级：一级公路变异水平的等级：低级可靠度系数：1.16面层类型：普通混凝土面层1.交通荷载分析序号路面行驶前轴数前轴重后轴数后轴重拖挂部分拖挂部分交通量车辆名称(kN)(kN)的轴数轴重(kN)1标准轴载001100007602序号分段时间(年)交通量年增长率15 4.92106.6 6354.0 2410 3.5行驶方向分配系数.5轮迹横向分布系数.22设计轴载100kN最重轴载180kN路面的设计基准期：30年设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数路面承受的交通荷载等级：重交通荷载等级混凝土弯拉强度5MPa31000MPa混凝土面层板长度5m面层最大温度梯度88C/m数.87混凝土线膨胀系数710-6/C 车道分配系数.51.071584E+07混凝土弹性模量地区公路自然区划IV接缝应力折减系基（垫）层类型----新建公路路基上修筑的基（垫）层2.路面结构参数普通混凝土面层，0.26m,31000MPa水泥稳定碎石上基层,0.18m,1500MPa水泥稳定碎石下基层,0.18m,1300MPa级配碎石底基层,~~0.2m,300MPa土基,60MPa图1路面结构层示意图一级公路的安全等级为一级，根据实际的施工水平，变异水平取低。

施工时水泥混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量的施工控制上限为0.1；基层顶面当量回弹模量的施工控制上限为0.25;水泥混凝土面层厚度的施工控制上限为0.04。

按表3.0.8和附录E.0.3-1,面层普通混凝土的弯拉强度标准值为5MPa相应的弯拉弹性模量标准值为31000Mpa泊松比为0.15。

查表E.0.3-2石灰岩粗集料混凝土的系膨胀系数%c=7x10-6/C o查附录 E.0.2-2,水泥稳定碎石上基层的弹性模量取1700Mpa水泥稳定碎石下基层的弹性模量取1300Mpa泊松比取0.2,查表E.0.2-1级配碎石底基层回弹模量取300Mpa泊松比取0.35。

公路常用评定公式一、路面结构层厚度评定H.0.1 评定路段内路面结构层厚度按代表值和单个合格值的允许偏差进行评定。

H.0.2 按规定频率，采用挖验或钻取芯样测定厚度。

H.0.3 厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即：XL =X-ta/√￣n*S式中：XL—厚度代表值(算术平均值的下置信界限)：X—厚度平均值；S—标准差；n—检查数量；ta—t分布表中随测点数和保证率(或置信度a)而变的系数，可查附表B。

采用的保证率：高速、一级公路：基层、底基层为99％，面层为95％。

其他公路：基层、底基层为95％，面层为90％。

H.0.4 当厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差时，则按单个检查值的偏差不超过单点合格值来计算合格率；当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，相应分项工程评为不合格。

代表值和单点合格值的允许偏差见第7章各节实测项目表。

H.0.5 沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，高速公路和一级公路分2~3层铺筑时，还应进行上面层厚度检查和评定。

二、路基、柔性基层、沥青路面弯沉值评定I.0.1 弯沉值用贝克曼梁或自动弯沉仪测量。

每一双车道评定路段(不超过lkm)检查80~100个点，多车道公路必须按车道数与双车道之比，相应增加测点。

I.0.2 弯沉代表值为弯沉测量值的上波动界限，用下式计算：lr =l+ZaS式中：lr—弯沉代表值(0.0lmm)；—实测弯沉的平均值：S—标准差：Za—与要求保证率有关的系数，见附表I。

附表I Za值I.0.3 当路基和柔性基层、底基层的弯沉代表值不符合要求时，可将超出l±(2~3)S的弯沉特异值舍弃，重新计算平均值和标准差。

对舍弃的弯沉值大于l+(2~3)S的点，应找出其周围界限，进行局部处理。

用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时，应按两个独立测点计，不能采用左右两点的平均值。

I.0.4 弯沉代表值大于设计要求的弯沉值时相应分项工程为不合格。

1、路面结构计算书1.1 水泥混凝土路面设计道路等级：城市主干道Ⅰ级；设计车速：50Km/h；设计荷载：公路－Ⅰ级；标准轴载：道路BZZ-100KN；路面类型：水泥混凝土路面；路面结构达到临界状态设计年限：30年；交通量达饱和设计年限：20年。

本次路面结构计算采用“《公路路面程序设计系统》HPDS2006”电算软件进行计算。

按一级公路标准等级进行计算。

变异水平的等级 : 中级可靠度系数 : 1.195面层类型 : 普通混凝土面层序号路面行驶车辆名称单轴单轮组的个数轴载总重(kN)单轴双轮组的个数轴载总重(kN)双轴双轮组的个数轴载总重(kN)三轴双轮组的个数轴载总重(kN)交通量1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 5420序号分段时间(年) 交通量年增长率1 10 9.6 ％2 10 7.2 ％3 10 6.4 ％行驶方向分配系数 .5 车道分配系数 .6轮迹横向分布系数 .22混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa混凝土面层板长度 4 m 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) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32基层顶面当量回弹模量 ET= 189.5 MPa中间计算结果 :HB= 260 r= .764 SPS= .97 SPR= 2.7BX= .53 STM= 1.87 KT= .46 STR= .85SCR= 3.55 GSCR= 4.12 RE=-17.6 %其中：HB-----拟定的混凝土面层厚度(mm)r------混凝土面层板的相对刚度半径(m)SPS----混凝土面层的荷载应力(MPa)SPR----混凝土面层的荷载疲劳应力(MPa)BX-----温度应力系数STM----混凝土面层的温度应力(MPa)KT-----温度疲劳应力系数STR----混凝土面层的温度疲劳应力(MPa)SCR----混凝土面层的综合应力(荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和)(MPa)GSCR---可靠度系数与混凝土面层综合应力的乘积(MPa)RE-----GSCR与面层混凝土弯拉强度标准值的相对误差（％）设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 1626路面的设计基准期 : 30 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 1.502976E+07路面承受的交通等级 :重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 189.5 MPa混凝土面层设计厚度 : 260 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 260 mm---------------------------------------水泥稳定粒料 250 mm---------------------------------------级配碎砾石 200 mm---------------------------------------新建路基新建基(垫)层及路基顶面交工验收弯沉值计算新建基(垫)层的层数 : 2基（垫）层及路基交工验收综合影响系数 : 1标准轴载 : BZZ-100层位基（垫）层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 水泥稳定粒料 250 13002 级配碎砾石 200 2503 新建路基 32第 1 层顶面交工验收弯沉值 LS= 53.6 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 第 2 层顶面交工验收弯沉值 LS= 211.5 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 291.1 (0.01mm)(根据“公路沥青路面设计规范”有关公式计算)1.2 沥青混凝土路面设计道路等级：城市主干道Ⅰ级；设计车速：50Km/h；设计荷载：公路－Ⅰ级；标准轴载：道路BZZ-100KN；路面类型：沥青混凝土路面；路面结构达到临界状态设计年限：15年；交通量达饱和设计年限：20年。

简述混凝土路面加铺沥青层厚度计算摘要：以克拉玛依市白碱滩区北新路混凝土路面改造工程为例简要的描述了混凝土路面加铺沥青层厚度的计算关键词：水泥混凝土路面沥青厚度验算克拉玛依市白碱滩区北新路现有的水泥混凝土路面，由于交通量的剧增，导致路面损坏日渐加重，影响了该道路的使用功能。

本文以该水泥混凝土路面加铺沥青路面改造工程为例，简要的说明混凝土路面加铺沥青面层厚度计算过程。

一、工程概况：白碱滩区北兴路是以交通功能为主，机非混行，路面宽度12m的城市次干道。

设计使用年限：10年（旧路面剩余设计基准期）。

二、路面结构计算系数的选取：1.原有混凝土路面下有30cm的天然砂砾基层，基层顶面的回弹模量为65MPa。

由《克拉玛依市交通系统规划》（2007年同济大学编制）的数据，拟定在未来的10年里，累计通行车辆换算为标准轴载累计作用次数：301271次。

中等交通流量时，采用的混凝土参考值，即旧混凝土弯拉强度：4.5Mpa；旧混凝土弯拉模量：29000MPa。

2.根据《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2002中的有关系数的规定，（1）根据道路等级确定可靠度系数1.12；（2）当采用沥青混凝土加铺层时，根据“规范”附录D 表D.2.1，取混凝土面层最大温度梯度45℃/m；（3）根据“规范”附录B中B.1.2条的有关内容，接缝应力折减系数：1；（4）轮迹横向分布系数：0.36；三、路面结构验算过程：拟定沥青面层厚度为8cm(试算时，拟定7cm时，计算步骤相同);采用沥青混凝土加铺层时，按照“规范”附录D的方法，计算具有沥青混凝土加铺层时旧混凝土面层应力，并试算旧混凝土面层的应力是否满足“规范”式 3.0.3，最终确定沥青混凝土加铺层的设计厚度。

1．计算标准轴载PS在临界荷位处产生的荷载疲劳应力σpr：（1）混凝土板的相对刚度半径:r=0.537h(Ec/Et)1/3 式(B.1.3-2)r——混凝土板的相对刚度半径(m)，按式(B.1.3-2)计算；h——混凝土板的厚度(m)；本例取0.2mEc——水泥混凝土的弯拉弹性模量(MPa)；本例取29000MpaEt——基层顶面当量回弹模量(MPa)，本例取65Mpar=0.537×0.2×(2900/65)1/3=0.821（2）标准轴载在无沥青上面层的混凝土板临界荷位处的荷载应力(MPa)σps=0.077r0.60h-2 式(B.1.3-1)σps=0.077r0.60h-2=0.077×(0.821)0.6×(0.2)-2=1.71（3）标准轴载在有沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的荷载应力按式(D.1.2)计算。