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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。
水泥混凝土路面厚度计算书1 轴载换算表1.1 日交通车辆情况表序号 汽车型号 流量 （辆/天） 前轴重（kN ） 后轴重（kN ） 后轴数 轮组数 1 解放CA15 200 20.97 70.38 1 2 2 解放CA50 260 28.70 68.20 1 2 3 黄河JN253 150 55.00 2×66.00 2 2 4 尼桑CK20L 180 49.85 100.00 1 2 5 日野KB222330 50.20 104.30 1 2∑==ni i i i s PN N 116)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车型kN P i /i δi N16)100(i i i P N δ 解放CA15前轴20.97 599.88 200 61068.1-⨯后轴70.3812000.725解放CA50前轴 28.70 524.16 260 41089.2-⨯后轴 68.20 1 260 0.5695 黄河JN253前轴55.00396.28150 4.17 后轴 00.662⨯61026.4-⨯150 0 尼桑CK20L前轴49.85 413.38 180 1.082 后轴 100.00 1 180 180 日野KB222前轴50.20 412.15 330 2.21 后轴104.30 1330647.24 累 计8342 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 行车道宽≤7m0.54～0.62注：车道或行车道宽或者交通量较大时，取高值；反之，取低值。
示例水泥混凝土面板厚度计算公路自然区划Ⅳ区新建一条一级公路，路基土为低液限粉土，路床顶距地下水位1．0m，当地粗集料以砾石为主。
拟采用普通混凝土面层，基层采用水泥稳定砂砾。
经交通调查分析得知，设计轴载为P s＝100kN，最重轴载P m＝180kN，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为3200，交通量年平均增长率为5％。
(1)交通分析由表3．0．1，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为一级。
由附录表A．2．4，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0．22。
按式(A．2．4)计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数：由表3．0．7可知，属重交通荷载等级。
(2)初拟路面结构施工变异水平取低等级。
根据一级公路重交通荷载等级和低变异水平等级，查表4-3，初拟普通混凝土面层厚度为0．26m，水泥稳定砂砾基层0．20m，底基层选用级配砾石，厚0．18m。
单向路幅宽度为2×3．75m(行车道)＋2．75m(硬路肩)，行车道水泥混凝土面层板平面尺寸取5．0m×3．75m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。
硬路肩面层采用与行车道面层等厚的混凝土，并设拉杆与行车道板相连。
(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为5．0MPa，相应的弯拉弹性模量与泊松比为31GPa、0．15。
砾石粗集料混凝土的线膨胀系数αc＝11×10-6/℃。
查表E．0．1-1，取低液限粉土的回弹模量为100MPa。
查表E．0．1-2，取距地下水位1．0m时的湿度调整系数为0．80。
由此，路床顶综合回弹模量取为100×0．80＝80MPa。
查附录E．0．2，水泥稳定砂砾基层的弹性模量取2000MPa，泊松比取0．20，级配砾石底基层回弹模量取250MPa，泊松比取0．35。
按式(B．2．4-1)～式(B．2．4-4)计算板底地基综合回弹模量如下：按式(B．3．1)计算温度疲劳应力：σtr＝k tσt,max＝0．442×1．79＝0．79MPa(6)结构极限状态校核查表3．0．4，一级安全等级，低变异水平条件下，可靠度系数γr取1．14。
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。
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。
水泥混凝土路面厚度计算书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：高速公路路基土质：粘质土路面宽度(m)：15初期标准轴载：1500交通量平均增长：8板块厚度(m)：0.27基层厚度(m)：0.18垫层厚度(m)：0.15板块宽度(m)： 4.5板块长度(m)： 5路基回弹模量：28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： 4.5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》，本道路的等级为高速公路，故设计基准期为30年，安全等级为一级。
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.22。
，交通量的年增长率为5%。
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=1.364496E+07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：重交通等级。
三、初拟路面结构初拟水泥混凝土路面厚度为：0.27m，基层选用刚性和半刚性材料，厚度为0.18m，垫层厚度为0.15m。
水泥混凝土面板长度为：5m，宽度为4.5m。
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：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31000MPa。
路基回弹模量选用：28MPa。
水泥混凝土地坪厚度标准水泥混凝土地坪厚度标准是指建筑工程中用于地面铺设的水泥混凝土层的最小厚度要求。
这些要求可以确保地面的结构强度和稳定性，并满足建筑物的使用需求。
以下是水泥混凝土地坪厚度标准的详细说明：一、地坪厚度的计算方法1.1 计算地坪厚度的公式：地坪厚度=（设计荷载×1.5）÷（地坪材料的承载力×1.1）其中，设计荷载应考虑地坪使用的重量、设备、人员等因素；地坪材料的承载力是指混凝土地坪能承受的最大荷载。
1.2 地坪厚度的测量方法：可以使用测厚仪对地坪进行测量。
在地坪施工前，应根据设计要求进行地形勘测，确定地表高差。
二、地坪厚度标准的要求2.1 普通厚度地坪普通厚度地坪是指地坪厚度在10cm以下的地坪。
普通厚度地坪应满足以下要求：（1）地坪厚度不应小于设计要求的最小值；（2）地面平整度应符合国家标准，地面高差应小于5mm；（3）混凝土地面表面应平整，无明显裂缝和松散部分。
2.2 厚地坪厚地坪是指地坪厚度大于10cm的地坪。
厚地坪应满足以下要求：（1）地坪厚度应满足设计要求的最小值；（2）地面平整度应符合国家标准，地面高差应小于5mm；（3）混凝土地面表面应平整，无明显裂缝和松散部分；（4）厚地坪的混凝土应采用高强度、高性能的混凝土；（5）厚地坪应根据设计要求进行加强和加固，以保证地坪的承载能力。
三、地坪的施工3.1 材料选择地坪的施工材料应符合相关标准和规范，应使用符合要求的水泥、砂子、石子等材料。
3.2 施工工艺（1）地坪的施工前应进行地面平整处理，确保地面平整度符合要求；（2）在混凝土浇筑前，应先进行混凝土地面的湿润处理，以避免混凝土过早干燥，导致地面龟裂；（3）混凝土浇筑完毕后，应进行养护处理，以确保混凝土地面强度和平整度。
四、地坪的检验和验收4.1 检验在地坪施工完成后，应进行质量检验。
检验内容包括地面平整度、地坪厚度、混凝土强度等。
4.2 验收地坪的验收应根据设计要求进行。
公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002示例：普通水泥混凝土路面厚度计算示例公路自然区划II区拟新建一条二级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，路面宽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。
试设计该路面厚度。
解：1•交通分析由表3.0.1 （课本16-20），二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。
由表A.2.2 （课本16-3），临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39。
取交通量年平均增长率为5%。
按式（A.2.2）（课本16-4）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, 2lOOx［（l 十0*05严「订门伺“工。
=—gr7= 0：05 2 刃= 9*885 x 10^ 次属重交通等级。
可靠度盪计标准表16-202. 初拟路面结构由表3.0.1 （课本16-20），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，查表 4.4.6 （课本16-17）,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。
水泥濯幫土面J54度的參考范圈表16-173. 路面材料参数确定按表3.0.6 （16-23、16-25）,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。
竜拉强度(册町 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0抗压囁度(MJ唧 5.D 7.71E014.9 19J 弯拉弹性模flt(GPi)1015| ia21 23 弯拉强度(MPa) 3.5 40 4.5 5.0 5.5捉压强度(MF&)24,229.74L&48.4弯拉弹性模M(GPa)25272931 33查附录F.1 (表16-14),路基回弹模量取30MPa。
查附录F.2 (表16-27)，低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa,水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPa。
翅定粒料基层和土基弯拉强盛和抗压回弹模量表项目抗弯拉强度抗压回弹換就水泥稳迫粒料L01300-1600 -二灰廉建粒料L0■1300- 1600 _______ 30-80民一呈层顶面当量回弹模蜀珂)，分新建公路与归路改建两类，分别按式(16-50^式(16-52)计算礎定©新建公路的基层図面当量回弹摸量值：(J6-51a)(16-51H) (16-Slc)(16^510弋中：扯——路床顶面的回弹模用表16血的参考值；&—基层和底基层或垫层的当量冋弹模S(MPa);Eg—基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa),查用表L&27的鑫考值;H——基层和底基层或垫层的当量号度(m);4—堪层和底基层或垫层的当量疔曲刚度(MN-HI)F 纸、治——基层和底基层或垫层的厚度(m)：(16-510(16-51e)工IflIEtnIV VVI土质砂 26-42 40^5039-50 —60 50*«0 粘质土25-45 30-40 25*45 30-45 30-45 粉腮土12-4632-3430-3027-4330-45垫层和墓屋材料回弹撲■经验参考(I 范围表16.27材料类型材料类型回禅欖憤｛Mil中、粗驸 80- 100 P石庆粉煤灰稔定粒料 13OO-J7OO 天然砂琢 150'200 水泥桃定粒料 1300- 1700未篩分碎石 180^220 沥曹碎石(整粒式,加弋) 600^»00级配辟砾右1莘屋)• 200-25(* 師療混式.20T)800 *1500 镰囱猝砾石(MS)250 *350 喷青混艇土(中粒式,20七｝ WWr 140)石灰土 200 -700零孔障水泥碎石 (水視剂j&9上曙-11%) 1300= 17QQ石灰粉煤灰土600-900 多扎隙沥青碎石(20T.iffi 青含H MS% ■ 3 5常｝600-M)0尸 佔 + hlE 2 1300 x0.182+600x 0.153―八仆 瓦=F 荷厂=―心頁帀—=1013(MPjE\kl Eihl (Aj + ^2)211 - _1_ \_1E =方十—(F + ―4—[EM F E/J_ 1300x0.1 盼 @0 也圧P +12= 2.57(MN-m)h 严违瓦忑=/12x2+57/1013 = 0+312( m)普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3.2)(课本16-50b)计算为r = 0.537hZey£r =0.537x0.22x^31 000/165=0.677((11)r = O 』37h (辛广 式中:r —混凝土板的相对刚度半径(m); h ——混擬土板的厚度(m);氏一水泥混凝土的弯拉弹性模量(MPa),可查用表16-25的参再值;4. 荷载疲劳应力£0.18 + 0.152八—4-- 1300x0'18 + 600x0115) 1013\ *0 45]30)1013、55器)凯792= 6.22x 1 - L51 x101引30 、= 4,2931/3=165( MPa)(16-50b)6 = 1- i= 4.293 x 0.312°792x 30 x“6.22 1 亠 1⑸'0.55=1 - L44x按式(B.1.3) (16-52a),标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为= 0,077r° 6 A = 0.077 X 0,677° 6x 0.22'2 = L 259( MPa)因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数k r=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 N e n (9.885 106)0.057 2.504。
根据公路等级，由表B.1.2(16-24)，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数辰=1.20。
按式(B . 1. 2)，荷载疲劳应力计算为叶二畑兀=0.87x2. 5O4x L20x L259 = 3.29(MPa)% =仏&瓦％(16-49)式中:％—标准轴载P.在临界荷位处产生的荷載我劳应力(MPa);考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设拉杆的平缝：K严0.877,92.纵縫为不设拉杆平缝或自由边界心 Z纵缝为设拉杆的企口缝:扎■现札——考虑偏戦和动载等囲素对路面疲劳损坏影响的综合系数‘按公路等级査表1$24 确定常24陷——考虑设计基准期內荷载应九累计疲劳作用的疲劳应力系数.按式(16-53)计算确定©& = N；(16-53)戎中：他一设计畢准期内标准釉载累计作用次数按式(】1)计算确定。
v——与混合料性质有关的指数•普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混礙土卩=0057；碾压混凝土和贫混凝土^0,065;钢纤维混凝土盼值按式(16-54)计算确定口廿=0.053 - 0.017^r j (16-54)式中:心一钢纤维的体积率｛% );L t——钢纤维的长度(mm);右一钢纤维的直径(両九5. 温度疲劳应力由表 3.0.8(16-28) ,n 区最大温度梯度取88「C/ m)。
板长 5m, l / r =5/0.677=7.39，由图 B.2.2(16-14)可查普通混凝土板厚h=0.22m , B x=0.71。
按式(B.2.2)(16-56)，最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算哒帆B x= 1 % “ 心1 屮Ox。
22注耳o 71 = 2.13(MPa)再由式(B.2.1)(16-55)计算温度疲劳应力为<j,r—fczr tfn= 0. 532 x 2.13 = 1.13( MPa)为温度疲劳应力系数k t,按式(B.2.3)(16-57)计算为:妣) 5^0_ = 2J3 0.828x 舗)g_ 6041] x 0,532式中：兀——临界荷位处的温度疲劳应力(MPa);%——最大温度梯度时混凝匕板的温度翘曲应力(MPa)>按式0^)计算确定“="严現(16-56)式中:叭——混凝土的温度线膨胀系数(1/C).通常町取为1 xlO'5/X ；T*—最大謳度梯度，査表 好28取用*最大遷度糅度标准值T,表1&2&D>¥T1IV xM VII 斤丈 83-SB90*9586-9293-98注:聲IS 高时，取髙值;漫度大时+脱低偵.fi-一 温度翘曲应力和内应力作用的盅度砲力系数，可按1打和h 賁图1614磚定;I —板长.即横缝间距(m)；用⑥M 温惯应力慕敵超.儿-一不虑温厦应力累计疲劳柞闻的披劳应力系數’按式(I6H 57)计算确定。
扎=右J 11 性)-b ]<16h57)式中和匸——回归系數，按所在地区的公賂口然区划寮表】$29确定&查表3.0.1(16-20),二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%。
再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.3(16-22)，确定可靠度系数r=1.13。
按式(3.0.3)+ ^) = U3 x (3.29 + 1.13) =4,99MPa<>；二5”OMPa因而，所选普通混凝土面层厚度 (0.22m)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。
『集度系散齐表 16-22目标可靠度｛噬)9590 85 80 低 L20-l +B I.09-1J6 1.04^ 1 确 — 中 ，ZJ7.50 mi.23 H06- LJ3 L04- 1.07 高—1.23-1.331.13 -1.131.C7-1 JJ(16-55)3 4 57 B 9 IQ Hffr注：变畀靈数在我16-21所示的变的下限时■町嬴度茶救脱低值；上限时.取高值。
