第十六章 水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面结构设计
表1.2.2 水泥混凝土面层厚度的参考范围
极重
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 低 高速 低 一级 中 低 二级 中 高速 低 一级 中 低 轻 三、四级 中 230~200 高 220~190 三、四级 中 210~180 二级 中
特重
重
面层厚度（mm）
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 面层厚度（mm）
注：① 冻深小或填方路段，或者基、垫层为隔温性能良好的材料，可采用低值；冻深大 或挖方及地下水位高的路段，或者基、垫层为隔温性能稍差的材料，应采用高值； ② 冻深小于0.50m的地区，一般不考虑结构层防冻厚度。
1.5 路肩
铺面材料 路肩面层一般宜选用水泥混凝土，也可用沥青类材料。路肩基
层可用开级配粒料类材料，有利于排除渗入路面结构的水。
起讫桩号
基层切缝 情况
使用状况
原路 面结 构
——
——
使用情况良好， 裂缝少。
结构 一
K576+559 ～ K579+514
基层不切缝
使用情况良好， 有裂缝。 配筋率：0.3，0.4 ，0.5。
结构 二
K579+514 ～ K580+533
350m、320m和330m 混凝土基层切缝间距 分别为5m，8m和 10m。
水泥砼面层 28cm
防水联接层1.5cm
二灰碎石基 层18cm 灰土或固化剂处理路床 20cm
冲击压实处理路床（影响深度80cm）
（2）广西
混凝土下面层280㎜ 改性沥青混凝土或SMA上面层，厚40㎜ 混凝土层表面机械凿毛，或5﹪稀盐酸处理，摩擦系数0.65以上。 设高分子改性沥青粘层，或环氧沥青粘层，或橡胶沥青应力吸收层20 ㎜。 使用3年，整体效果良好，局部路段轻微推移。
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计水泥混凝土路面是道路建设中常用的路面类型，它具有强度高、耐久性好等优点，但其设计和施工过程中需要注意一些关键问题。
路面结构水泥混凝土路面的结构一般为：路面表层、基层和底层。
其中，路面表层是直接承受车辆荷载的层，是路面的耐久层；基层主要承受荷载分布于整个路面的作用，起到了均匀传递载荷的作用；底层则是为了减小地基沉降而设置的。
具体来看，水泥混凝土路面的结构如下所示：•路面表层：水泥混凝土面层•基层：水泥稳定碎石层•底层：碎石或湿土层路面设计车道宽度设计在水泥混凝土路面设计中，首先要确定车道宽度。
车道宽度一般可以根据不同的车辆通行量和车辆类型以及道路用途而进行设计。
常用的方法有：•根据设计车速和车辆类型选取标准车道宽度•根据车辆通行量和道路用途等因素确定车道宽度路面厚度设计水泥混凝土路面的主要结构是由水泥混凝土层构成，因此在路面设计中，需要根据不同的使用条件，按照一定的厚度要求来设计路面。
路面设计中确定厚度时需考虑以下因素：•路面结构：要求各层结构厚度合理。
•交通荷载：需要考虑设计年限内的车辆通行量及类型，计算得出车辆引起的荷载。
•路面类型：降低路面等级可以减少厚度和成本。
基层厚度设计基层厚度设计是水泥混凝土路面设计中的关键环节，基层结构是影响路面耐久性和运行状况的主要因素。
基层厚度应根据地基土壤承载力及所选材料的性能特点，采用试验和计算方法进行。
施工要点水泥混凝土路面的施工是确保路面质量的关键。
在施工过程中，需要注意以下要点：•批量施工，保证混凝土配合比准确。
•严格控制施工平整度和厚度，并保证道路质量和尺寸的精度。
•采用合适的光洁度和防滑性的表面处理方法，确保行车安全。
•对于白天和晚上的建设，应有不同的安全措施和设施。
水泥混凝土路面设计和施工关乎到道路质量和使用寿命，需要仔细论证和科学规划。
在路面设计和施工中，需要注意车道宽度、路面厚度和基层厚度等关键要点，并严格控制施工过程中的各项参数，确保路面质量达到设计要求。
水泥混凝土路面结构设计
• 基本概念
• 水泥混凝土路面： 包括普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混
凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和钢纤维混 凝土等面层板和基（垫）层所组成的路面。
• 普通混凝土路面： 是指除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外
不配置钢筋的混凝土路面。
钢筋混凝土路面简介
适用场合：混凝土板块尺寸较大时，或基层易产生不 均匀沉降或板下埋有地下设施时。 特点：配置纵、横向钢筋网，主要目的是控制裂缝缝 隙的张开量； 配筋计算，每延米的配筋量 ：
§水泥混凝土路面的损坏模式
• ⑷ 唧泥 • 现象：车辆行经接缝或裂缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的
现象。
• 原因：在轮载的频繁作用下，基层(地基)产生塑性变形 累积面同混凝土板脱离接触，水分沿缝隙下渗而积聚在 脱空的间隙内，又在轮载作用下积水变成有压水，并同 基层内浸湿的细料混搅成泥浆，再沿缝隙喷溅出来，唧 泥会使路面板边缘和角隅部分逐步失去支撑，而导致断 裂。
弹性地基板体系理论简介
• 薄板下的地基有两种： – 文克勒地基 – 弹性半无限地基
• 弹性地基小挠度薄板理论： • 混凝土路面板常做成等厚式，其厚度不到平面尺寸的
1/10，在轮载作用下的竖向位移(称作挠度)又比厚度小两 个数量级，可把混凝土板看作是均质、各向同性、无重量、 等厚的小挠度弹性薄板。
弹性地基板体系理论简介
相同水泥用量时，水灰比增加，抗折强度缓慢下降，抗压强度则下降较快。 同时增大单位水泥用量和降低水灰比，抗折强度有较明显的提高。
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9.1 混凝土路面的损坏模式和设计要求
• 一、损坏模式
• ⑴ 断裂；⑵ 唧泥；⑶ 拱起；⑷ 错台；⑸ 接缝挤碎等。
§水泥混凝土路面的损坏模式
• (1)断裂 • 现象：路面板内的应力超过混凝土强度会出现横向、纵向、
水泥混凝土路面设计(最新规范)
注：本文档为手算计算书文档，包含公式、计算过程在内，可供老师教学，可供学生学习。
下载本文档后请在作者个人中心中下载对应Excel计算过程。
（若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议，请私信作者！）团队成果，侵权必究！（温馨提示，本文档没有计算功能，请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格，填入基本参数后，Excel表格会计算出各分项结果，并显示计算过程！）1.水泥混凝土路面设计1.1引言水泥混凝土路面板为刚性路面，具有较高的力学强度，在车轮荷载作用下变形较小。
所以，混凝土板通常工作在弹性阶段。
本水泥混凝土路面设计主要依据《公路水泥混凝土路面设计规范》。
在荷载图示方面采用静力作用均布面荷载，在地基模型方面，采用温克勒地基模型。
在路面板形态方面，采用半空间弹性地基有限大矩形板理论。
1.2题目广西隆林至百色高速公路（K10+800~K16+000）沥青及水泥混凝土路面设计。
1.3设计资料1、自然条件本项目（K10+800~K16+000）位于广西西北端，是滇、黔、桂三省区结合部，属广西山区与云贵高原东南边缘的过渡地带，区域地势由西北向东南逐渐降低，地形以山地为主。
当地属亚热带季风气候类型。
2、设计参数本道路预测交通量较大，重载运营车辆较多，超载现象严重。
标准轴载采用BZZ-100。
沥青路面设计年限（基准期）为15年。
水泥混凝土路面设计年限（基准期）为30年。
设计基准期内，预测交通量年增长率为8%~12%。
设计初始年交通组成如表1所示。
设计路段路基土为粘性路，路基平均填土高度为2.0m。
地下水位为地面下-1.0m。
2.行车荷载2.1车辆的类型和轴型由交通调查和预测得知，本路建成初期每昼夜双向混合交通量组成如上表，通过查表可知车辆轴重参数如下：在满足任务要求的前提下拟定年平均交通增长率为8.0%。
轴载换算由《公路水泥混凝土路面设计规范》得标准轴载的有关计算参数见下表：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。
水泥混凝土路面设计 水泥路面材料性质要求和设计参数
材料设计参数
➢2）依据粒料类别选取粒料层的回弹模量，可查表2-24确定。 ➢3）无机结合料稳定类基层或底基层的回弹模量，应采用考虑结构层 收缩开裂后的有效模量，查表2-46确定。
材料设计参数
表2-45 路基回弹模量湿度调整系数
土组
路床顶距地下水位的距离（m）
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
细粒质砾（GF）、土质砾（GM、GC） 0.81～0.88 0.86～1.00 0.91～1.00 0.96～1.00
—
—
细粒质砂（SF）、土质砂（SM、SC） 0.80～0.86 0.83～0.97 0.87～1.00 0.90～1.00 0.94～1.00
—
低液限粉土（ML）
0.71～0.74 0.75～0.81 0.78～0.89 0.82～0.97 0.86～1.00 0.94～1.00
低液限黏土（CL）
0.70～0.73 0.72～0.80 0.74～0.88 0.75～0.95 0.77～1.00 0.81～1.00
≥0.8
2000～4000
800～2000
100～300
0.5～0.8
1000～2000
400～1000
50～200
≥4.0
1300～1700
—
小结
材料性质的确定和材料参数的选取是水泥混凝土路面设计的关键环 节，设计过程中对材料性质的要求以及对设计参数的合理选取是确保路 面使用性能及寿命的前提，应当引起足够重视。
水泥路面材料性质要求 和设计参数
模块二
01
公路
02
路面设计
03
04
识读沥青路面
(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：nP i 16N si 1^100)式中： N s — 100KN 的单轴一双轮组标准轴数的通行次数;R —各类轴一轮型；级轴载的总重（KN ）； n —轴型和轴载级位数；叫一各类轴一轮型i 级轴载的通行次 j —轴一轮型系数。
表1-1轴载换算结果式中： N e —标准轴载累计当量作用次数（日）；t —设计基准年限；g r — 交通量年平均增长率，由材料知，g r =0.05；n —临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下（表1-2），取0.20。
则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数:N eN s [(1 g r )t 1] 365g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 / / ”行车道宽＞7m0.34 〜0.39二级及二级以下公路行车道宽＜7m0.54 〜0.62 N sni 1i N 喘）16=51®N e248 X104因为交通量100X104V 248X104＜ 2000X104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。
水泥混凝土路面设计说明
路面设计说明4.1、主要技术指标车行道：双车道面层类型：水泥混凝土路面自然区划：本路段经过地区属中华人民共和国自然区划V2区设计标准轴载：双轮组单轴IOOkN横坡：时单向坡4.2、路面结构设计水泥险路面面层：水泥混凝土路面，厚度20cm。
调平层：级配碎石调平层，厚度4cm底基层：手摆片石，厚度16CIDO水泥混凝土路面设计基准期10年，设计基准期内车道所承受的标准轴载BZZ-IOO,累计作用次数为950932次，为中交通等级，基层顶面当量回弹模量146.2MPa,变异水平等级为中级，可靠度系数为106。
基层顶面竣工验收弯沉值1S=100.0（0.O1nun）土基顶面竣工验收弯沉值1S=310.0（0.O1mm）水泥混凝土设计抗弯（折）拉强度为4.5Mpa（抗压强度不小于30Mpa）,混凝土弯拉模量29GPa.水泥稳定粒料回弹模量为1500MPa,新建路基30Mpa o4.3、水泥混凝土面层组成设计设计以荷载应力和温度应力产生综合疲劳损坏作为设计标准，以纵缝边缘中部作为临界荷位，综合疲劳应力不高于水泥混凝土板的弯拉强度作为控制指标，对路面厚度进行了计算。
中湿段的路面总厚度不小于水泥混凝土路面的防冻最小厚度。
单车道路面混凝土基本板块尺寸为4.5mX4.5m（长X宽）。
水泥混凝土板厚均为20厘米，设计弯拉强度不小于 4.5MPa,路面面层弯拉弹性模量为Ec=29GPa,要求使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥，水泥标号为42.5号，所用石料必须满足有关规范对石料强度指标的技术要求，砂的细度模数宜在2.0-3.5之间。
路面的抗滑以构造深度不低于0.6mm,混凝土水灰比不大于0.46,掺用的外加剂应经配合比试验应符合要求后方可使用。
假缝上部的槽口用切缝机进行切割。
构造物横穿公路时，构造物顶面至板底距离小于120Cm时，其顶面及两侧各6m范围内的混凝土面板采用钢筋网补强。
⑴材料要求a.水引用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水，对水质有疑问时,，应检验下列指标，合格者方可使用：硫酸盐含量小于等于270（⅛g∕1,含盐量不得小于等于3500mg∕1,PH值不得小于4.5,不得含有油污、泥和其他有害杂质。
水泥混凝土路面设计
取值0.353100050.150.000010.22700040.150.2200058204100207255752140.91.150.0570.0653.8729414.68352695267410.8341.270.0525混凝土板长L=5m最大温度梯度Tg=95℃/m面层与基层之间竖向接触刚度κn=3000MPa/m温度回归系数bt=1.27温度回归系数at=0.834温度回归系数ct=0.052基层疲劳应力系数κf 面路水泥混凝土面层水泥混凝土面层综合温度翘贫混凝土基层标设计参数板水泥稳定碎石底基层厚度h1=0.2m 水泥混凝土面层厚度hc=0.35m水泥混凝土面层弯拉弹性模量Ec=31000MPa 水泥混凝土面层弯拉强度标准值fcr=5MPa水泥混凝土面层泊松比v=0.15水泥混凝土面层线膨胀系数αc=0.00001贫混凝土基层厚度hb=0.2m贫混凝土基层弯拉弹性模量Eb=27000MPa 贫混凝土基层弯拉强度标准值fcb=4MPa水泥稳定碎石底基层回弹模量E1=2000MPa贫混凝土基层λ=0.065面层疲劳应力系数κf 贫混凝土基层泊松比v=0.15标准荷载Ps=100kN接缝传荷应力折减系数κr=0.9土基回弹模量E0=58MPa 最重荷载Pm=204kN 累计当量轴次Ne=20725575214次综合系数κc=1.15水泥混凝土面层λ=0.057计算过程计算结果结构极限判断Ex 2000hx 0.2α0.441546Et 276.9174Dc 113.3099Db 18.41432rg 0.944548σps 0.744268σpm 1.454729σbps 0.360201κf 3.872941κf 4.683526σpr 2.983396σp，max 1.505644σbpr1.940062r β0.156007ξ0.978698t 1.764513CL 0.85413BL 0.296046σt,max 1.525746κt 0.434911σtr0.663563可靠度系数r 面层疲劳应面层最大应基层疲劳应面层最大温度应力σt,max 温度疲劳应力系数κt 面层疲劳系数κf 基层疲劳系数κf 面层荷载疲劳应力σpr 面层最大荷载应力σp，max 基层荷载疲劳应力σbpr半刚性基层板弯曲刚度Db 路面结构总相对刚度半径rg土面层标准荷载在临界荷位产生的荷载应力σps 土面层最重荷载在临界荷位产生的荷载应力σpm 温度疲劳应力σtr温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL基层标准荷载在临界荷位产生的荷载应力σbps计算项目混凝土面板弯曲刚度Dc 板底地基综合当量回弹模量Et结构极限判断结算结果1.274.6316373.8498652.463878计算公式1.27系数rr=1.27疲劳应力最大应力疲劳应力。
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第十六章 水泥混凝土路面设计 2、翘曲应力 由于板的自重、地基反力和相邻板的钳制作用，使部分 翘曲变形受阻，从而使板内产生翘曲应力。 为分析该应力，作如下假设： 温度沿板断面呈直线变化、板和地基始终保持接触，不 计板重，从而导出了板仅受地基约束时的翘曲应力计算 公式。计算公式见（16-37）、（16-38）为方便计算，工 程中采用有限元计算。
第十六章 水泥混凝土路面设计 成标准轴载的作用次数。 3、交通调查与轴载分析 通过分析调查交通量资料，提出设计车道的年平均日货 车交通量ADTT以及设计基准期内的交通量年平均增长率。 设计车道在设计基准期初期的标准轴载日作用次数按式 （16-3）计算。 4、标准轴载累计当量作用次数 通过式（16-4）确定； 5、混凝土路面交通等级划分 按设计基准期内设计车道临界荷位承受的标准轴载当量 累计作用次数分为4级，见表16-4。
第十六章 水泥混凝土路面设计 1、荷载应力分析 标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力按式（16-49 ） 计算； 2、温度应力分析 在临界荷位处的温度疲劳应力按式（16-55）计算确定。 3、混凝土路面板厚度设计 考虑荷载应力和温度翘曲应力综合疲劳损坏作用的混凝 土面层厚度和板平面尺寸确定方法，可遵循如下设计步 骤： A、收集并分析交通参数；B、初拟路面结构； C、确定材料参数；D、计算荷载疲劳应力和温度应力； E、检验初拟路面结构；
第十六章 水泥混凝土路面设计 2、在满足交通与使用要求的前提下，应遵循因地制宜、 合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则进行 混凝土路面设计方案的比较，选择技术先进、经济合理、 安全可靠的方案。 3、积极推广成熟的科研成果、积极慎重地运用行之有效 的新材料、新工艺、新技术，以达到确保工程质量与耐 久性的目的。 4、路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护，自然生态 平衡，有利于施工、养护工作人员的健康安全。 5、为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂 化施工的设计方案。 6、对于地处不良地基的路段，应采取有效措施加快稳定
第十六章 水泥混凝土路面设计 三、设计参数均值的取值和变异系数范围 设计参数有：设计年限内累计轴载作用次数，混凝土的 抗弯拉强度和弹性模量以及路面板厚度等。 1、设计年限内累计当量标准轴载作用次数 由使用初期当量轴次、年增长率和横向分布系数三个随 机变量决定。 2、混凝土的抗弯拉强度和弹性模量 见表16-11、16-12 3、路面板厚度 路面板厚度的变异系数见表16-13 4、基层和土基抗压回弹模量以及基层顶面综合回弹模量 见表16-14、16-12
第十六章 水泥混凝土路面设计 五、路面结构的可靠性设计 为能考虑各设计参数变异性影响，可以通过引入一个可 靠度系数，将可靠度概念应用到考虑荷载应力和温度应 力综合疲劳作用的路面结构设计方法中，它不改变原设 计方法的步骤。 路面结构可靠度系数定义为疲劳方程求得的最大允许应 力与实际最大应力之比。
第十六章 水泥混凝土路面设计 第五节 水泥混凝土路面结构组合设计 一、面层混凝土板 面层应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平 整等良好的路用性能，一般采用设接缝、不配筋的普通 混凝土路面板。混凝土面板层的厚度取决于公路和交通 等级，可参照表16-17。 二、混凝土路面基层结构 应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。各类基层的适 宜交通等级与适宜厚度范围见表16-19。 三、混凝土路面垫层结构 一般为应对路基的特殊需求而设置，分为防冻垫层、排 水垫层与加固垫层三类。
第十六章 水泥混凝土路面设计 四、路面结构可靠度的计算 由公式（16-44）可知，只要知道了轴载作用次数和疲劳 寿命的分布函数，就可得到路面结构的可靠值。 1、路面疲劳寿命的分布 根据试验结果，混凝土弯曲疲劳寿命服从两参数的威布 尔分布。分布函数见（16-45）。按现行混凝土路面设计 规范的结构设计方法，路面疲劳寿命为混凝土抗折强度 和荷载应力及疲劳温度应力的函数，关系式为（16-46 ）。 2、累计当量标准轴载作用次数的分布 以采用对数正态分布假定为宜，其分布密度函数为（1647）
第十六章 水泥混凝土路面设计 3、混凝土面板的平面尺寸与接缝设计 4、路肩设计——高速公路和一级公路中间带和路肩路缘 带的结构应与行车道的混凝土路面相同，并与行车道部 分的混凝土板浇筑为整体。 5、混凝土路面的钢筋配筋率设计——当混凝土面板较长 或交通量较大时，发基有不均匀沉降或板的形状不规则 时，可沿板的纵向加设钢筋，在角隅处加设角隅钢筋或 钢筋网，以阻止可能出现的裂缝。 三、混凝土路面结构设计原则 1、根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素，密切 结合本地区的实践经验，应保证工程的质量与耐久性。
第十六章 水泥混凝土路面设计 路基沉降，路基沉降速率达不到限定要求时，决不能仓 促施工提前铺筑路面板。 四、混凝土路面结构设计理论与方法 把水泥混凝土路面板看作是支撑弹性地基上的小挠度弹 性板，用弹性地基板理论进行分析计算。 对地基采用不同的力学模型： 1、温克勒地基模型——地基如同由许多竖向紧密排列而 互不关联的线性弹簧所组成，地基顶面任一点的挠度仅 同作用于该点的压力成正比，而与其他点上的压力无关。 2、弹性固体地基模型——地基看作是均质的半无限连续 介质。地基顶面上任一点的挠度不仅同作用于该点的压 力有关，也同顶面其他点的压力有关。 3、巴斯特纳克地基模型——假设文克勒地基的弹簧单元 之间存在一定程度的剪切阻尼作用，类似于弹簧顶部与
第十六章 水泥混凝土路面设计 剪应力视为零。 二、挠曲面微分方程 按弹性力学知识，见式（16-8）～（16-10）
第十六章 水泥混凝土路面设计 第三节 水泥混凝土路面应力分析 一、温克勒地基板的荷载应力分析 威斯特卡德采用文克勒地基模型，分析了三种车轮荷载 位置下板的挠度和弯矩： 1 、轮载作用于无限大板中央，分布于半径为 R 的圆面积 内，荷载中心处板底最大弯拉应力 ——计算公式（16-11 ） 2 、荷载作用于板边缘中部，荷位下板底的最大弯拉应 力——计算公式（16-12） 3、荷载作用于板角隅，最大拉应力产生在板的表面离荷 载圆中心为X1的分角线上——计算公式（16-13）
第十六章 水泥混凝土路面设计 第四节 水泥混凝土路面可靠度设计 一、路面可靠度的定义和极限状态函数 路面可靠度广义定义：在设计使用年限内，在将遇到的 环境条件和荷载作用下，路面能够发挥其预期功能的概 率。 我国现行的混凝土路面设计规范采用的结构设计方法是 以混凝土路面板在车辆荷载应力和温度应力综合作用下， 在纵缝边缘中部出现纵向疲劳开裂作为临界损坏状态， 设计时以荷载应力和疲劳温度应力的叠加小于等于混凝 土疲劳强度作为设计标准。 路面可靠度定义：在设计使用年限内，在车辆荷载应力 和温度应力综合作用下，路面板纵缝中部不出现疲劳开
第十六章 水泥混凝土路面设计 四、混凝土路面的路基结构 应满足稳定、密度、均质、耐久的要求。对路基土质的 要求很严，一般高液限粘土及含有机质细粒土均不能用 于高速公路和一级公路的路床填料，也不能用于二级和 二级以下公路的上路床填料。
第十六章 水泥混凝土路面设计 第六节 我国水泥混凝土路面设计方法 我国水泥混凝土路面设计方法采用单轴双轮组 100KN 标 准轴载作用下的弹性半空间地基有限大矩形薄板理论有 限元解为理论基础，以路面板纵缝边缘荷载与温度综合 疲劳弯拉应力为设计指标进行路面板厚度设计。 一、目标可靠度与疲劳极限状态方程式 见表16-20规定。 水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作 用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态。极限状态方程 为（16-48）。 二、弯拉应力分析及厚度设计
第十六章 水泥混凝土路面设计 水泥混凝土路面的破坏类型主要有：断裂、唧泥、错台、 拱起、接缝挤碎等。 影响使用性能的因素是多方面的，混凝土路面结构设计 应以防止面层断裂为主要设计标准。 二、混凝土路面结构设计内容 1、路面结构层组合设计——应根据路的交通繁重程度， 结合当地环境条件和材料供应情况来进行。选择安排混 凝土路面的结构层次，包括土基、垫层、基层和面层的 结构层位，各层的结构类型、弹性模量和厚度。 2、混凝土面板厚度设计——应按照设计标准的要求，确 定满足设计年限内使用要求所需的混凝土面层的厚度。
第十六章 水泥混凝土路面设计 第一节 概述 一、混凝土路面结构特征 从力学分析来看，水泥混凝土路面结构属于弹性层状体 系。混凝土面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和 土基的相应模量和强度；混凝土的抗弯强度远小于抗压 强度，取水泥混凝土板的抗弯拉强度指标作为设计指标； 水泥混凝土路面结构看作是弹性地基板，用弹性地基板 理论进行分析计算。 为使路面能够经受车轮荷载的多次重复作用、抵抗温度 应力，并对地基变形有较强的适应能力，混凝土板必须 由不可压缩的梁或板单元组成的剪切层相联结，层内各 单元间由于横向剪切而变形。 弹性地基板在承受局部荷载作用时的挠度和应力分析， 可以采用数值法或解析法（主要是有限元法）。 五、混凝土路面交通等级 1、混凝土路面设计基准期 是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，也可理解为保证路面结构达到规 定可靠度指标的有效期间。通常参照表16-1选定。 2、标准轴载及轴载当量换算 不同轴－轮型和轴载的作用次数，应根据（16-1）换算
第十六章 水泥混凝土路面设计 第二节 弹性地基板体系理论简介 一、小挠度弹性薄板的基本假设 研究弹性小挠度薄板在垂直于中面的荷载作用下的弯曲 时,通常采用下述三项基本假设： A、垂直于中面方向的应变极其微小，可以忽略不计； B、垂直于中面的法线，在弯曲变形前后均保持为直线并 垂直于中面，因而无横向剪切应变； C、中面上各点无平行于中面的位移。 对于弹性地基薄板，板与地基的联系又采用如下假设： 1、在变形过程中，板与地基的接触面始终吻合，即板面 与地基表面的竖向位移是相同的； 2、在板与地基的接触面之间没有摩阻力，即接触面上的
第十六章 水泥混凝土路面设计 二、弹性半空间地基板的荷载应力分析 是以弹性模量和泊松比表征的弹性地基。 它假设地基为一各向同性的弹性半无限体。 按上述方法所算得的弯矩，只是板中部受荷时所产生的 弯矩。弹性半无限地基的荷载应力计算理论对于苛载作 用于板边、板角隅处，以及有限尺寸的矩形板，在不同 组合的轮载作用于板上任何位置时，均无法解决。 三、弹性半空间地基双层板混凝土路面荷载应力分析 可分为两类： 1、上下层完全分离，接触面假定为完全光滑； 2、上下层密切结合，接触面假定为完全连续；