水泥混凝土路面设计1
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
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：1500MPa E 1=
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：14002=E 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：
MPa h h E h E h E x 14362.015.01400
2.0150015.02
2222
22122
2121=+?+?=++=
1
2
2112
213
223
11)11(
4
)
(12
12
-+++
+
=
h E h E h h h E h E D x
= ???
???+?++?+?2.01400115.0150014)20.015.0(122.014001215.01500233
=1.355MN*m
225.01436/355.112/1233=?==x x x E D h
a =243.445143651.1122.651.1122.645.045.00=??????????? ??
?-?=???
????????? ??---E E x 786.045143644.1144.1155
.055
.00=?
?
?
???-=?
??
?
??-=--E E b x
506.18745143645225.0243.43
1786
.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： 737.0506.187/3100025.0537.0537.033
=??==t
c
E E h r
(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： 026.125.0737.0077.0077.026.026.0=??==--h r Ps σ(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 。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：
462.2)7311400(057.0===v e f N K 。
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
30.1=c k 。
荷载疲劳应力计算为：
857.2026.130.187.0462.2=???==Ps c r f pr K K K σσ（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25.0=h m,61.0=x B m 。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力： 127.261.02
90
25.0310001012
5=?????==
-x g
c c tm B hT E a σ（MPa ）
温度疲劳应力系数t k ，查表得a=0.841,b=0.058,c=1.323，计算t k ：
502.0058.00.5127.2841.0127.20.5323.1=????????-?
??
???=???
?????-???? ??=
b f
a f K c
r tm
tm r t σσ 计算温度疲劳应力：
068.1127.2502.0=?==tm t tr K σσ（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 γ=1.25
()91.4)068.1857.2(25.1=+?=+tr pr r σσγ（MPa ）≤0.5=r f （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 r f 0.5=Mpa ，弯拉弹性模量 31=c E Gpa 。 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：
13722.015.013002.0150015.02
222222122
2121=+?+?==++=h h E h E h E x MPa
1
2
211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x
1233)2
.013001
15.015001(4)2.015.0(122.013001215.01500-?+?++?+?=
982.4=(MN-m)
352.01372/982.412/1233=?==x x x E D h (m)
()
[
]()[]212.45.44/137251.1122.6/51.1122.645
.045
.0=?-?=?-?=-- E E a x
()
782
.0)5.44/1372(44.11/44.1155.055
.0=?-=-=-- E E b x
()
850.259)5.44/1372(5.44246.0284.4/3/1791.03
/1=???== E E E ah E x b
x t (MPa)
普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3-2)计算为
661.0850.259/3100025.0537.0/537.033=??==t c E E h r （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 961.025.0661.0077.0077.026.026.0=??==--h r ps σ(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 。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： 506.2)10007813(057.0===n
e f N K
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30.1=c k 。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为 724.2961.03.1506.287.0ps =???==σσc f r pr K K K （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86=g T （℃/m ）。板长4.5m ，809.6661.0/5.4/==r l ，由图B.2.2可查普通混凝土板厚 h=0.25m,61.0=x B 。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：
22/61.08625.0310001012/5tm =?????==-x g c c B hT E a σ（MPa ） 温度疲劳应力系数t k ，按式（B.2.3）计算为： 480.0058.0)0.52(841.020.5)(323.1tm tm =???
???-??=??
????-=
b f a f K
c r t t σσ
再由式（B.2.1）计算温度疲劳应力为： 961.0066.2480.0tm tr =?==σσt K （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27.1r =γ。按式（3.0.3）
679.4)961.0724.2(27.1)(tr pr r =+?=+σσγ（MPa ）≤0.5=r f （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 cm f 0.5=Mpa ，弯拉弹性模量 31=c E Gpa 。 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：5.44= E （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：
529.14732.012.015002.0140012.02
222222122
2121=+?+?==++=h h E h E h E x MPa m
MN 959.3)2
.01500112.014001(4)2.012.0(122.0150012.01400)
11(4)(121212331
2
211221322311-=?+?++?+?=++++=--h E h E h h h E h E D x
318.0529.1473/959.312/1233=?==x x x E D h (m)
()
[
]()[]276
.45.44/529.147351.1122.6/51.1122.645
.045
.0=?-?=?-?=-- E E a x
()790.0)5.44/529.1473(44.11/44.1155.055
.0=?-=-=-- E E b x
()
324.247)5.44/529.1473(5.44318.0276.4/3/1790.03
/1=???== E E E ah E x b
x t (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
672.0324.247/3100025.0537.0/537.033=??==t c E E h r （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 970.025.0672.0077.0077.026.026.0=??==--h r ps σ(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 。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：
506.2)10007813(057.0===n
e f N K
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30.1=c k 。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为 751.2970.03.1506.287.0ps =???==.σσc f r pr K K K （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 ，698.6672/5.4/==r l ，由图 B.2.2可查普通混凝土板厚26.0=h m,6.0=x B 。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
：
22/6.08625.0310001012/5tm =?????==-x g c c B hT E a σ（MPa ）
温度疲劳应力系数t k ，按式（B.2.3）计算为： 480.0058.0)0.52(841.020.5)(323.1tm tm =???
???-??=??
????-=
b f a f K
c r t t σσ 再由式（B.2.1）计算温度疲劳应力为： 961.02480.0tm tr =?==σσt K （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27.1r =γ。
按式（3.0.3）714.4)961.0751.2(27.1)(tr pr r =+?=+σσγ（MPa ）≤0.5=r f （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 cm f 0.5=Mpa ，弯拉弹性模量 31=c E Gpa 。
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：33= E （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：
213.11292.024.018015.0150024.02
222222122
2121=+?+?==++=h h E h E h E x MPa m
MN 734.2)2
.0180124.015001(4)2.024.0(122.018024.01500)
11(4)(121212331
2
211221322311-=?+?++?+?=++++=--h E h E h h h E h E D x
307.0213.1129/734.212/1233=?==x x x E D h (m)
()
[
]()[]304.433/213.112951.1122.6/51.1122.645
.045
.0=?-?=?-?=-- E E a x
()794.0)33/213.1129(44.11/44.1155.055
.0=?-=-=-- E E b x
()
814.180)33/213.1129(33322.0495.4/3/1819.03
/1=???== E E E ah E x b
x t (MPa)
普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3-2)计算为
746.0814.180/3100025.0537.0/537.033=??==t c E E h r （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： 033.125.0746.0077.0077.026.026.0=??==--h r ps σ(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 。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：
506.2)10007813(057.0===n
e f N K
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30.1=c k 。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为 929.2033.13.1506.287.0ps =???==σσc f r pr K K K （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 ，034.6794.0/5.4/==r l ，由图B.2.2可查普通混凝土板厚25.0=h m,6.0=x B 。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
：
966.12/6.08625.0310001012/5tm =?????==-x g c c B hT E a σ（MPa ）
温度疲劳应力系数t k ，按式（B.2.3）计算为： 475.0058.0)0.5966.1(841.0966.10.5)(323.1tm tm =???
??
?-??=??????-=
b f a f K
c r t t σσ 再由式（B.2.1）计算温度疲劳应力为： 933.0966.1475.0tm tr =?==σσt K （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27.1r =γ。 按式（3.0.3）
905.4)933.0929.2(27.1)(tr pr r =+?=+σσγ（MPa ）≤0.5=r f （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 cm f 0.5=Mpa ，弯拉弹性模量 31=c E Gpa 。 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：33= E （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：
529.100315.025.018015.0130025.02
222222122
2121=+?+?==++=h h E h E h E x MPa
m
MN 740.2)15
.0180125.0130001(4)15.025.0(1215.018025.01300)
11(4)(121212331
2
2112213
22311-=?+?++?+?=++++=--h E h E h h h E h E D x
320.0529.1003/740.212/1233=?==x x x E D h (m)
()
[
]()[]2.433/529.100351.1122.6/51.1122.645
.045
.0=?-?=?-?=-- E E a x
()780.0)33/529.1003(44.11/44.1155.055
.0=?-=-=-- E E b x
()
897.177)33/529.1003(33320.02.4/3/1780.03
/1=???== E E E ah E x b
x t (MPa)
普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B.1.3-2)计算为
750.0897.177/3100025.0537.0/537.033=??==t c E E h r （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： 037.125.0750.0077.0077.026.026.0=??==--h r ps σ(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 。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：
506.2)10007813(057.0===n
e f N K
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30.1=c k 。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为 938.2037.13.1506.287.0ps =???==σσc f r pr K K K （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 ，001.6750.0/5.4/==r l ，由图B.2.2可查普通混凝土板厚25.0=h m,58.0=x B 。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
：
933.12/58.08625.0310001012/5tm =?????==-x g c c B hT E a σ（MPa ）
温度疲劳应力系数t k ，按式（B.2.3）计算为： 469.0058.0)0.5933.1(841.0933.10.5)(323.1tm tm =???
??
?-??=??????-=
b f a f K
c r t t σσ 再由式（B.2.1）计算温度疲劳应力为： 906.0933.1469.0tm tr =?==σσt K （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27.1r =γ。 按式（3.0.3）
882.4)906.0938.2(27.1)(tr pr r =+?=+σσγ（MPa ）≤0.5=r f （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 cm f 0.5=Mpa ，弯拉弹性模量 31=c E Gpa 。
公路水泥混凝土路面设计规范
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
水泥混凝土路面面层施工工艺
水泥混凝土路面面层施工工艺 一、安装模板 模板宜采用钢模板，弯道等非标准部位以及小型工程也可采用木模板。模板应无损伤，有足够的强度，内侧和顶、底面均应光洁、平整、顺直，局部变形不得大于3mm，振捣时模板横向最大挠曲应小于4mm，高度应与混凝土路面板厚度一致，误差不超过±2mm，纵缝模板平缝的拉杆穿孔眼位应准确，企口缝则其企口舌部或凹槽的长度误差为钢模板±1mm，木模板±2mm。 二、安设传为杆 当侧模安装完毕后，即在需要安装传力杆位置上安装传为杆 当混凝土板连续浇筑时，可采用钢筋支架法安设传力杆。即在嵌缝板上预留园孔，以便传力杆穿过，嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条，按传力杆位置和间距，在接缝模板下部做成倒U形槽，使传力杆由此通过，传力杆的两端固定在支架上，支架脚插入基层内。 当混凝土板不连续浇筑时，可采用顶头木模固定法安设传为杆。即在端模板外侧增加一块定位模板，板上按照传为杆的间距及杆径、钻孔眼，将传力杆穿过端模板孔眼，并直至外侧定位模板孔眼。两模板之间可用传力杆一半长度的横木固定。继续浇筑邻板混凝土时，拆除挡板、横木及定位模板，设置接缝板、木制压缝板条和传力杆套管。 三、摊铺和振捣 对于半干硬性现场拌制的混凝土一次摊铺容许达到的混凝土路面板最大板厚度为22～24cm；塑性的商品混凝土一次摊铺的最大厚度为26cm。超过一次摊铺的最大厚度时，应分两次摊铺和振捣，两层铺筑的间隔时间不得超过3Omin，下层厚度约大于上层，且下层厚度为3/5。每次混凝土的摊铺、振捣、整平、抹面应连续施工，如需中断，应设施工缝，其位置应在设计规定的接缝位置。振捣时，可用平板式振捣器或插入式振捣器。 施工时，可采用真空吸水法施工。其特点是混凝土拌合物的水灰比比常用的增大5%～10%，可易于摊铺、振捣，减轻劳动强度，加快施工进度，缩短混凝土抹面工序，改善混凝土的抗干缩性、抗渗性和抗冻性。施工中应注意以下几点： 1.真空吸水深度不可超过30cm。 2.真空吸水时间宜为混凝土路面板厚度的1.5倍（吸水时间以min计，板厚以cm计）。
水泥混凝土路面施工工艺流程
一、概述 水泥混凝土路面是指以水泥混凝土板和基（垫）层所组成的路面，亦称为刚性路面。它包括普通水泥混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土和连续配筋混凝土路面等。水泥混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损、高稳定性等诸多优势，在各级路面上得到广泛应用，在我国高等级公路中水泥混凝土路面日渐增多，加上近年来农村公路建设中普遍采用水泥路面，使得水泥混凝土路面科学化、规范化施工成为广大公路建设者关注的问题。水泥混凝土路面施工中，核心环节是混凝土的拌和生产和混凝土的摊铺，本文仅对公路水泥混凝土路面施工工艺流程进行探讨。 二、工艺流程 1、模板安装 模板宜采用钢模板，弯道等非标准部位以及小型工程也可采用木模板。模板应无损伤，有足够的强度，内侧和顶、底面均应光洁、平整、顺直，局部变形不得大于3mm，振捣时模板横向最大挠曲应小于4mm，高度应与混凝土路面板厚度一致，误差不超过±2mm，纵缝模板平缝的拉杆穿孔眼位应准确，企口缝则其企口舌部或凹槽的长度误差为钢模板±1mm，木模板±2mm。 2、安设传力杆 当侧模安装完毕后，即在需要安装传力杆位置上安装传力杆。 当混凝土板连续浇筑时，可采用钢筋支架法安设传力杆。即在嵌缝板上预留园孔，以便传力杆穿过，嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条，按传力杆位置和间
距，在接缝模板下部做成倒U形槽，使传力杆由此通过，传力杆的两端固定在支架上，支架脚插入基层内。 当混凝土板不连续浇筑时，可采用顶头木模固定法安设传力杆。即在端模板外侧增加一块定位模板，板上按照传为杆的间距及杆径、钻孔眼，将传力杆穿过端模板孔眼，并直至外侧定位模板孔眼。两模板之间可用传力杆一半长度的横木固定。继续浇筑邻板混凝土时，拆除挡板、横木及定位模板，设置接缝板、木制压缝板条和传力杆套管。 3、摊铺和振捣 1）摊铺前的准备工作 混凝土摊铺前的准备工作很多，主要强调一下摊铺前洒水的卸料工序。 1.1 洒水 摊铺前洒水是一个看似简单的工序，往往不被施工人员重视，但如果洒水处理不好会严重影响路面质量。 洒水量要根据基层材料、空气温度、湿度、风速等诸多因素来确定洒水量，即保证摊铺混凝土前基层湿润，而且尽可能撒布均匀，尤其在基层不平整之处禁止有存水现象。从目前施工现场来看，大多数情况下是洒水量不足，因为基层较干，铺筑后混凝土路面底部产生大量细小裂纹，有些小裂纹与混凝土本身收缩应力产生的裂重叠后使整个混凝土路面裂纹增多。 1.2 卸料 自卸车的卸料也是常常不被重视的工序，在施工中经常发生堆料过 多给施工造成困难，有时布料过少使混凝土量不足，路面厚度得不到保证。这种混凝土忽多忽少现象会严重影响混凝土路面的平整度。在施工过程中大多数施工者死板地间隔一定距离卸一车料，而忽视了基层不平整的变化，这种变化在客观上是普遍存在的。目前许多企业施工水平不是很高，尤其是对路面基层的标高控制不到位，造成基层平整度较差，加大了混凝土路面施工的难度。在实际施工中，我们可对基层表面与面层基准标高线隔段实测来决定混凝土的卸料量，这样会避免卸料不均的问题。 对于半干硬性现场拌制的混凝土一次摊铺容许达到的混凝土路面板最大板厚度为22～24cm；塑性的商品混凝土一次摊铺的最大厚度为26cm。超过一次摊铺的最大厚度时，应分两次摊铺和振捣，两层铺筑的间隔时间不得超过3Omin，下层厚度约大于上层，且下层厚度为3/5。每次混凝土的摊铺、振捣、整平、抹面应连续施工，如需中断，应设施工缝，其位置应在设计规定的接缝位置。振捣时，可用平板式振捣器或插入式振捣器。 施工时，可采用真空吸水法施工。其特点是混凝土拌合物的水灰比比常用的增大5%～10%，可易于摊铺、振捣，减轻劳动强度，加快施工进度，缩短混凝
水泥混凝土路面设计计算案例
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 ?=?+?++?+?=++++=--
水泥混凝土路面施工方案
成庄提浓站站外混凝土道路施工方案 一、工程概况： 本工程位于成庄提浓站站外道路，道路总长为300米，本道路为单车道。 二、编制依据 本施工方案是根据现场勘察以及山西省《水泥混凝土路面施工及验收规范》（GBJ97-87）施工验收规范及规程进行编制。 三、水泥混凝土路面施工注意事项： 1、施工前应严格按设计要求坐标进行放样，并对全线水准控制点进行闭合校验； 2、路基工程施工期间应采取必要的排水措施以保证路基干燥； 3、路面工程 1）混凝土计算抗折强度不低于4.0MPa，加水拌合料坍落度15-25，摊铺后先用插入式振捣器振捣边角，然后用夹板振捣器纵横交错全面振捣，振捣整平后30分钟内抹压提浆，抹面是禁止撒灰、洒水，抹面后30分钟内沿道路横向压成光面，施工完毕3小时开始养护，保持湿润。 2）道路路面应满足《水泥混凝土路面施工技术规范》 4、施工允许误差 板厚±10mm 路拱标高±10mm 路面宽±20mm 相邻板高差±3mm 平整度3m直尺接触路面，空隙不大于5mm 纵横顺直度20m长误差不大于15mm。 四、材料供用 路基采用100mm厚C15商砼，面层采用250mm厚C30商砼；停车位垫层使用200厚极配碎石，面层采用250mm厚C30商砼。 五、施工工艺 1、砼垫层施工工艺流程： 施工准备→施工测量放样→平地机整平→砼垫层浇筑 2、水泥混凝土路面面层施工工艺 施工准备→测量放样、复测高程→路面基层清理→安装模板→摊铺砼→抹平→压纹→拆模板→切缝→养护 1）施工准备工作
采用商品C30混凝土： ○1在正式施工前，商品砼供应商的试验室应先按设计图纸要求的砼强度等级进行配合比设计，并按规定做好砼的试件，经有关部门审核符合要求后，才能正式在工程施工中使用。砼的运输 ○2砼供应商采用搅拌车将工程所需的砼由搅拌站运送至现场，再用泵车运输至浇捣地点作业。商品混凝土运输进入施工现场后将混凝土用泵车送到浇筑面上，连续浇筑。在施工过程中，加强通信联络和调度，确保混凝土浇筑的连续均匀性。 ○3为满足混凝土连续施工的需要，浇筑之前，应提前选择好行车路线和确定运输车数量，同时应做好沿途交通警察工作、工地附近居民工作，以防出现混凝土因交通和民扰出现问题。○4由商品混凝土搅拌站试验室确定配合比及外加剂用量。 ○5混凝土浇筑前组织施工人员进行施工方案的学习，由技术部门讲述施工方案，对重点部位单独交底，设专人负责，做到人人心中有数。 2）测量放样 测量放样是水泥混凝土路面施工的一项重要工作。首先应根据设计图纸放出中心线及边线，设置胀缝、缩缝、曲线起迄点和纵坡转折点等桩位，同时根据放好的中心线及边线，在现场核对施工图纸的混凝土分块线。要求分块线距窨井盖的边线保持至少1cm的距离，否则应移动分块线的位置。放样时为了保证曲线地段中线内外侧车道混凝土块有较合理的划分，必须保持横向分块线与路中心线垂直。对测量放样必须经常进行复核。包括在浇捣混凝土过程中，要做到勤测、勤核、勤纠偏。 3、安设模板 垫层检验合格后，即可安设模板。模板采用木模，长度3～4m。模板高度与混凝土面层板厚度相同。模板两侧铁钎打入基层固定。模板的顶面与混凝土路面顶面齐平，并应与设计高程一致，模板底面应与基层顶面紧贴，局部低洼处（空隙）要事先用水泥浆铺平并充分夯实。模板安装完毕后，再检查一次模板相接处的高差和模板内侧是否有错位和不平整等情况，高差大于3mm或有错位和不平整的模板应拆去重新安装。 4、摊铺与振捣 1）、摊铺 摊铺混凝土前，应对模板的间隔、高度、支撑稳定情况和基层的平整情况等进行全面检查。 混凝土混合料运送车辆到达摊铺地点后，直接倒入安装好侧模的路槽内，并用人工找补均匀，如发现有离析现象，应用铁锹翻拌。
水泥混凝土路面设计1
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
水泥混凝土路面施工工艺
水泥混凝土路面施工工艺 Prepared on 22 November 2020
水泥混凝土路面施工工艺 1、施工准备 1）、基层验收：基层表面应平整，表面高程、横坡度、宽度、平整度、密实度及强度等应符合设计要求，有现场监理工程师工序验收的合格签认。混凝土面层施工前应对基层做全面检查，建立严格的交接制度。 2）、拌合站人员、配套机械设备、材料、原材料试验设备及人员都已齐备。经试拌、生产的混凝土符合要求。 3）、施工设备：混凝土施工现场配置三辊轴摊铺机、运输设备、测量仪器等。 4）、砂石料准备：砂子要求含泥量不超过3%，细度模数大于，级配良好；石子要求级配良好，针片状含量控制在10%以内，最大粒径控制在30mm以内。 5）、水泥准备：宜用终凝时间不超过6h的普通硅酸盐水泥，结块水泥严禁使用。 6）、混凝土配合比：选择合适的混凝土配合比和外加剂，对所选用的砂石料、水、水泥抽检取样，进行试配，制作试样，根据试件养护7天的抗压强度，得出试配结果，做为控制指标（附后）。 7）、混凝土的运输：混凝土采用自卸车进行运输，车厢要求平整、光滑、严密、不漏浆，使用前后冲洗干净。混凝土拌和料在搅拌机出料后，蓬布覆盖并运输过程中防颠簸导致离析，运至现场
浇筑的时间最长不超过1小时，在气温30-35摄氏度时最长时间不得超过45分钟。运到浇筑地点的混凝土，应具有符合规范要求的坍落度和均匀性。车辆倒车及卸料时，设专人进行指挥,分多堆进行卸料，卸料到位后运输车迅速离开现场。 2、支立模板 支立模板：模板采用槽钢，槽钢高度与砼高度相同。每米模板应设置1处支撑固定装置。横向施工缝端模板应按设计规定的传力杆直径和间距设置传力杆插入孔和定位套管。两边缘传力杆到自由边距离不宜小于150mm。每米设置一个垂直固定孔套。按照事先分好的板块铺设模板，模板安装稳固、直顺、平整、无扭曲，相邻模板连接应紧密平顺，不得有底部漏浆、前后错茬、高低错台等现象。模板应能承受摊铺、振实、整平设备的负载进行、冲击和震动时不发生移位。严禁在基层上挖槽，嵌入暗转模板。 模板安装检验后，与混凝土拌合物接触的表面应涂抹脱模剂，接头应粘贴胶带或塑料薄膜等密封。 模板上顶高程为混凝土路面高程。采用水准仪测量控制，控制模板顶面高程在允许范围内。 调试摊铺机械，依据路面宽度和规范要求协同监理和业主现场划分摊铺宽度。普通混凝土面板采用矩形，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。纵缝应直顺。 施工工艺详见工程施工工艺框 三辊轴机组铺筑
水泥混凝土路面设计参数(有用)
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
农村公路水泥混凝土路面施工工艺流程
农村公路(水泥混凝土路面)施工工艺、流程 一、施工准备工作 1、准备施工机械设备与质量检测仪器 1)主要机械(压路机、推土机、装载机、洒水车、混合料运输车、搅拌机、振动梁、振捣棒、压纹器等等)的数量、型号、性能及配套施工能力应满足施工的最少配置要求,同时还要求满足工程进度的要求。 2)试试验检测设备应能满足本工程施工质量与施工进度的基本要求。 2、对原材料进行源头控制,按规定频率进行自检,报请试验室对原材料按规定频率进行抽检,不合格材料不允许进场,已进场的不合格材料必须清除出场。进场的原材料必须进行明显标识,主要包括原材料名称、产地、进场日期、数量、检验就是否合格等。 3、堆料场、拌与场 1)拌与场的粗、细集料的存放场地必须硬化处理隔水隔泥,隔仓并设有良好的排水设施。水泥、生石灰、熟石灰分仓堆放,生石灰硝化场达到环保要求。水泥、石灰、细集料要求有防雨措施。 2)、拌与场要有明确的水泥混凝土、水泥稳定粒料、水泥砂浆、砂灰碎石等混合料配合比牌子,内容包括设计配合比、施工配合比。 4、混合料组成设计、配合比 承包人必须到试验室进行混合料的组成设计。组成设计包括:根据稳定的材料指标要求,通过试验选取合适的集料、水泥与石灰,确定合格的集料配合比、水灰比、坍落度,水泥与石灰剂量与混合料的最佳含水量。合理的混合料
配合比必须达到强度要求,具有较小的温缩与干缩系数(现场裂缝较少),施工与易性好(粗集料离析较小)。 5、认真检查每块模板高度,高度不够的模板应清除出场。 二、试验检测 按规定频率检查原材料(砂石级配、含水量、含泥量、石灰、水泥)、水泥用量、石灰剂量、混合料强度、弯沉、压实度、厚度、宽度、平整度、横坡等。 三、施工过程控制 (一)、天然级配砂砾石底基层 A、试铺试验路段 1.下承层的检查 天然级配砂砾石底基层铺筑前,应对土路基(或片石垫层)的表面进行检查。对表面的浮土、积水等应清除干净。 2.通过试铺确定以下内容,为正式施工提供依据 1)确定一次铺筑的合适厚度与松铺系数。 2)确定标准施工方法。例:碾压机械组合:顺序、速度、遍数。养生的方法、时机及洒水间隔时间。 3)确定每一作业段的合适长度。 B、施工过程检查 1.施工现场的检查 1)在砂砾石摊铺前,对放样进行复核,检查挂线宽度、高度、线型。 2)对施工段落的作业面表面进行检查,表面要干净、无浮土、积水。
水泥混凝土路面设计例题
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
公路水泥混凝土路面面层施工工艺
公路水泥混凝土路面面层施工工艺 水泥混凝土路面面层施工工艺 混凝土板的施工工艺为安装模板、安设传力杆、混凝土拌和与运输、混凝土摊铺和振捣、表面修整、接缝处理、混凝土养护和填缝。 1、安装模板 模板宜采用钢模板，弯道等非标准部位以及小型工程也可采用木模板。模板应无损伤，有足够的强度，内侧和顶、底面均应光洁、平整、顺直，局部变形不得大于3mm，振捣时模板横向最大挠曲应小于4mm，高度应与混凝土路面板厚度一致，误差不超过 ±2mm，纵缝模板平缝的拉杆穿孔眼位应准确，企口缝则其企口舌部或凹槽的长度误差为钢模板±1mm，木模板±2mm。 2、安设传为杆 当侧模安装完毕后，即在需要安装传力杆位置上安装传为杆。 当混凝土板连续浇筑时，可采用钢筋支架法安设传力杆。即在嵌缝板上预留园孔，以便传力杆穿过，嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条，按传力杆位置和间距，在接缝模板下部做成倒U形槽，使传力杆由此通过，传力杆的两端固定在支架上，支架脚插入基层内。 当混凝土板不连续浇筑时，可采用顶头木模固定法安设传为杆。即在端模板外侧增加一块定位模板，板上按照传为杆的间距及杆径、钻孔眼，将传力杆穿过端模板孔眼，并直至外侧定位模板孔眼。两模板之间可用传力杆一半长度的横木固定。继续浇筑邻板混凝土时，拆除挡板、横木及定位模板，设置接缝板、木制压缝板条和传力杆套管。3、摊铺和振捣 对于半干硬性现场拌制的混凝土一次摊铺容许达到的混凝土路面板最大板厚度为22～24cm；塑性的商品混凝土一次摊铺的最大厚度为26cm。超过一次摊铺的最大厚度时，应分两次摊铺和振捣，两层铺筑的间隔时间不得超过3Omin，下层厚度约大于上层，且下层厚度为3/5。每次混凝土的摊铺、振捣、整平、抹面应连续施工，如需中断，应设施工缝，其位置应在设计规定的接缝位置。振捣时，可用平板式振捣器或插入式振捣器。 施工时，可采用真空吸水法施工。其特点是混凝土拌合物的水灰比比常用的增大5%～10%，可易于摊铺、振捣，减轻劳动强度，加快施工进度，缩短混凝土抹面工序，改善混凝土的抗干缩性、抗渗性和抗冻性。施工中应注意以下几点: 1) 真空吸水深度不可超过30cm。 2) 真空吸水时间宜为混凝土路面板厚度的1.5倍(吸水时间以min计，板厚以cm 计)。 3) 吸垫铺设，特别是周边应紧贴密致。开泵吸水一般控制真空表lmin内逐步升高到400～500mmHg，最高值不宜大于650～700mgHg，计量出水量达到要求。关泵时，亦逐渐减少真空度，并略提起吸垫四角，继续抽吸10～15s，以脱尽作业表面及管路中残余水。 4) 真空吸水后，可用滚杠或振动梁以及抹石机进行复平，以保证表面平整和进一步增强板面强度的均匀性。 4、接缝施工 纵缝应根据设计文件的规定施工，一般纵缝为纵向施工缝。拉杆在立模后浇筑混凝土
(完整版)水泥混凝土路面课程设计
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+?+?
公路水泥混凝土路面设计规范
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
旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的几种做法
常州地区旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的几种做法 吴祖德 （常州市建设工程施工图设计审查中心，江苏213003） 摘要本文结合常州地区“白改黑”多种改造方案，对目前常用的防治反射裂缝的措施进行了分折，以及对旧水泥混凝土路面进行破碎利用技术应用于白改黑工程中，也作了简介。在此基础上结合常州地区工程实例，以及外省市的已有经验，进行分折对比，提出参考意见，供相关专业技术人员参考讨论。关键词城市道路旧水泥路面沥青混凝土加铺层反射裂缝防治措施工程实例 1 前言 旧水泥混凝土路面改造一般可有三种情况： （1）完全挖除：翻修一般仅适用于旧水泥混凝土路面破损已经十分严重，无法进行水泥混凝土加铺、或沥青混凝土加铺、或路面标高受到限制的路段； （2）破碎利用：在旧水泥混凝土面层的结构损坏较严重，断板率较高，对损坏板进行修复后再采取其他措施已不经济时，才采用对旧水泥混凝土板进行破碎利用； （3）不破碎利用：加铺沥青混凝土，即所谓“白改黑”加铺改造，造价较低、施工方便、对交通影响小，同时有效地改善了原水泥混凝土路面的行车条件，是目前经常采用的水泥路面修复措施。 旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土层后，路面形成了刚柔相济的复合结构路面。两种材料性能差异大，又由于旧路面板上存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、脱空现象，这使其路面结构内部应力分布极其不均匀。在温度和交通荷载的作用下，沥青加铺层在原有接（裂）缝处出现裂缝，即所谓的反射裂缝。反射裂缝本身对加铺层的使用性能影响不大，但是环境因素的负面影响（雨水、氧化等）使得裂缝迅速向四周扩散，同时随着雨水的进入，造成路面结构内部的破坏，从而引起加铺层的病害，如龟裂、坑洞等。反射裂缝的发生将严重影响沥青加铺层的使用寿命，造成“白改黑”工程的失败。 反射裂缝是“白改黑”工程的常见病害和主要问题，很多旧水泥混凝土路面沥青加铺层在通车1至2年内路面就出现了开裂，有的4至6年后，路面局部出现反射裂缝和损害。如何控制与防止反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计与研究的关键技术。 2 沥青加铺层防反射裂缝措施 一般认为温度变化而产生的水平位移导致接缝与沥青加铺层出现拉应力集中，以及交通荷载作用而产生的竖向弯沉使接缝上沥青加铺层经受较大的剪切应力。通常认为，温度应力引起反射裂缝的产生并参与了最初的扩展，而荷载应力加速了裂缝的进一步扩展。 基于反射裂缝机理的研究，国内外研究人员先后尝试了各种方法和材料以防止或延缓反射裂缝。 2.1 旧水泥板的修补与加固 对旧水泥板的处治是共同采用的一种基本措施。但是这种措施的效果是有限的，首先它对于温度型反射裂缝基本起不到作用，其次由于这种处治方法不可能完全消除板块间弯沉差异，而且注浆区域原来就是基层病害区，其注浆强度在水等作用下会遂步下降。虽然“白改黑”工程均采用了对旧版处治，但仍然出现了反射裂缝等病害。所以旧板处治肯定要做，加铺前把水泥混凝土板按公路养护技术规范要求处治好，尽量减少原水泥混凝土板接缝处的竖向和水平相对位移。强度上能满足通行汽车的要求，但还不能解决反射裂缝等的病害。 2.2 增加沥青罩面层厚度 国际上通用的结论是需要将沥青面层厚度增加至15c m～25cm。同济大学基于有限元的方法计算研究表明每增加1cm沥青层厚度，可减少加铺层底面弯沉差5%左右；但是增加到一定厚度，防治反射裂缝的效果不明显，而会将大幅度增加路面造价，也不经济。有关资料表明：5cm厚的加铺层，当年冬季就有部分反射裂缝发生，使用4年后有加铺层全部发生反射裂缝；10cm厚加铺层，使用4年后有95%反射裂缝；15cm厚加铺层，使用4年只有24%的反射裂缝；另一方面可能会受到路面标高的限制，而且夏季高温时沥青混合料高温蠕变易产生车辙，而会削弱由于旧水泥混凝土板作基层而产生的强基薄面的
水泥混凝土路面优缺点
水泥混凝土路面优缺点 近年来，高等级公路的发展十分迅速，随着公路的高等级化以及较大的交通密度，较多的超大吨位车辆和较高的行车速度势必对路面提出较高的设计标准和更严格的施工质量要求，尤其是水泥混凝土路面，往往造价较高，且维修养护比较困难。拟将水泥混凝土路面的优缺点发表一下个人的观点： 一、水泥混凝土路面的优点 一）刚度大，承载能力强 混凝土路面板弹性模量在（3?5）x 104Mpa之间，标准10t轴载下，实测仅为0.04Mpa压力，这使其对基层的承载力要求相对较低，适应在稳定基层上的大交通量和重载交通的高速公路、国道、省道、机场、厂矿道路上使用。在土基承载力小的轻交通量的乡村道路、停车场可直接将水泥混凝土路面铺筑于土基上。 二）耐久性、耐高温性强 水泥混凝土路面的耐水性好，能够较好的使用在降雨量较大的地区和在短期浸水的过水路面上，在洪水短期淹没条件下，可照常通行。 水泥混凝土路面耐高温性强，不会像沥青路面那样，在持续高温下产生严重影响平整度和行车质量的车辙或壅包。 三）抗弯拉强度高、疲劳寿命长
弯拉强度》5.5Mpa、抗压强度》35Mpa的强度合格混凝土面板在标准轴载的应力强度比下，疲劳寿命长，可达到500?1000万次弯曲疲劳循环。 四）刚性路面耐候性、耐久性优良 在正确设计和保证施工质量条件下，水泥混凝土刚性路面的耐候性、抗冻性、抗滑性和耐磨性等耐久性优良。水泥水化产生的脱贝莫来石是自然自有的岩石品种之一，混凝土全部是无机材料，它仅有风化问题，但没有沥青等有机材料的老化问题，而风化是老化时间的100 倍。 五）刚性路面平整度衰减慢、高平整度维持时间长 刚性路面只要施工平整度好，基层抗冲刷性高，其良好平整度的衰变很慢，优良平整度的保持年限将比柔性路面长得多。 六）粗集料磨光值和磨耗值的要求低、集料易得 除非建造表面裸石路面，水泥混凝土路面对粗集料的磨光值和磨耗值的要求相对较低。可使用的粗集料岩石种类范围广泛、集料易得。 七）水泥混凝土路面更环保 当水流经或渗透过水泥混凝土天然材料时，路面的水对周围土壤和地下水无污染，是环保型路面类型，同时，可在水泥混凝土路面中使用粉煤灰，具有良好的环保效益。 八）可不设路缘石
农村公路混凝土路面施工工艺
农村公路（水泥混凝土路面）施工工艺、流程 一、施工准备工作 1、准备施工机械设备和质量检测仪器 1）主要机械（压路机、推土机、装载机、洒水车、混合料运输车、搅拌机、振动梁、振捣棒、压纹器等等）的数量、型号、性能及配套施工能力应满足施工的最少配置要求，同时还要求满足工程进度的要求。 2）试试验检测设备应能满足本工程施工质量和施工进度的基本要求。 2、对原材料进行源头控制，按规定频率进行自检，报请试验室对原材料按规定频率进行抽检，不合格材料不允许进场，已进场的不合格材料必须清除出场。进场的原材料必须进行明显标识，主要包括原材料名称、产地、进场日期、数量、检验是否合格等。 3、堆料场、拌和场 1）拌和场的粗、细集料的存放场地必须硬化处理隔水隔泥，隔仓并设有良好的排水设施。水泥、生石灰、熟石灰分仓堆放，生石灰硝化场达到环保要求。水泥、石灰、细集料要求有防雨措施。 2）、拌和场要有明确的水泥混凝土、水泥稳定粒料、水泥砂浆、砂灰碎石等混合料配合比牌子，内容包括设计配合比、施工配合比。 4、混合料组成设计、配合比 承包人必须到试验室进行混合料的组成设计。组成设计包括：根据稳定的材料指标要求，通过试验选取合适的集料、水泥和石灰，确定合格的集料配合比、
水灰比、坍落度，水泥和石灰剂量和混合料的最佳含水量。合理的混合料配合比必须达到强度要求，具有较小的温缩和干缩系数（现场裂缝较少），施工和易性好（粗集料离析较小）。 5、认真检查每块模板高度，高度不够的模板应清除出场。 二、试验检测 按规定频率检查原材料（砂石级配、含水量、含泥量、石灰、水泥）、水泥用量、石灰剂量、混合料强度、弯沉、压实度、厚度、宽度、平整度、横坡等。 三、施工过程控制 （一）、天然级配砂砾石底基层 A、试铺试验路段 1．下承层的检查 天然级配砂砾石底基层铺筑前，应对土路基（或片石垫层）的表面进行检查。对表面的浮土、积水等应清除干净。 2．通过试铺确定以下内容，为正式施工提供依据 1）确定一次铺筑的合适厚度和松铺系数。 2）确定标准施工方法。例：碾压机械组合：顺序、速度、遍数。养生的方法、时机及洒水间隔时间。 3）确定每一作业段的合适长度。 B、施工过程检查 1．施工现场的检查 1）在砂砾石摊铺前，对放样进行复核，检查挂线宽度、高度、线型。 2）对施工段落的作业面表面进行检查，表面要干净、无浮土、积水。
水泥混凝土路面做法
水泥混凝土路面施工做法 水泥混凝土路面是一种刚性高级路面，它由水泥、水、粗集料、细集料和外加剂按一定级拌和成水泥混凝土混合料铺筑而成的路面，具有强度高、承载能力强、稳定性好、抗滑等优点。所以，我国对水泥混凝土路面铺筑都非常重视，对路面的修筑施工技术进行了不断研究，使水泥混凝土路面得到了较快的发展。特别是在高等级交通道路上，水泥混凝土路面得到了更广泛的应用。 1、水泥混凝土路面特点分析 1.1水泥混凝土路面概念 （1）常规混凝土路面。我国于20世纪80年代末从国外引进，而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高，有利于延长路面使用寿命、减小路面截面厚度。 （2）碾压混凝土路面。我国于20世纪80年代末从国外引进，收效较大，目前主要用于低速和重荷载道路、重型汽车停放场等的铺筑。 （3）钢纤维混凝土路面。钢纤维能提高路面强度和韧性，而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高，有利于延长路面使用寿命、减小路面截面厚度。 （4）接缝钢筋混凝土路面。该种路面的横向接缝的间距较常规混凝土路面大，可大大减少接缝数量，但造价较高。 1.2水泥混凝土路面结构特征 水泥混凝土路面具有良好的使用特性，具体说明如下： （1）刚度大。水泥混凝土具有较高的抗压、抗弯、抗拉和抗磨等力学强度。混凝土路面的抗弯强度达4.0MPa～5.5MPa，抗压力强度达30MPa～40MPa，具有较高的承载力和扩散荷载能力。 （2）稳定性好。水泥混凝土路面的水稳定性好、热稳定性好，特别是其强度能随时间而增长，因而，水泥混凝土路面用于气倏条件急剧变化地区时，不易出现沥青路面的某些稳定性不足的损坏。 （3）耐久性好。由于水泥混凝土路面的强度和稳定性好，无需很多的养护和维修，使用耐久。 （4）抗侵蚀能力强。水泥混凝土对油和大多化学物质不敏感，具有较强的抗侵蚀能力。 （5）养护费用少。在正常设计和施工养护的条件小，水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用仅约为沥青路面的1/3～1/4.当然，水泥混凝土路面也存在一些不足之处，具体说明如下： ①筑初期投资大； ②水泥和水的用量大； ③水泥混凝土路面接缝是水泥混凝土路面的薄弱点，一方面增加了施工的复杂性，另一方面在施工和养护不当时易于导致错台和断裂等操作的出现，影响路面平整度； ④修筑时养生时间长（14～21天）； ⑤修补困难。水泥混凝土路面的不足之处需要通过良好的施工工艺、合理的管理措施以及高效的资金利用率来逐步解决，而其具有的显著特点，能适应现代汽车运输载重量大、速度高且密度大的要求，决定了水泥混凝土路面具有良好的应用前景。 2、水泥混凝土路面的施工技术 2.1施工前准备 （1）材料准备。 在施工前按设计要求分批备好所需要的各种材料，并按规范要求进行送样试验，满足要求后方可使用。 （2）基层检验。 检查基层的宽度、路拱与标高、表面平整度、厚度和压实度等是否符合规范要求，如有不符之处，应予整修。 2.2测量放样和安设模板