水泥路面设计计算书
水泥混凝土路面设计计算书
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。
普通水泥混凝土路面计算书
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：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。
普通水泥混凝土路面计算书
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：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。
水泥混凝土路面计算书
路面计算书项目名称：******项目概述及路面结构说明:**段，路面宽为23m；自然区划为IV3区，采用水泥砼路面结构，设计使用年限为30年。
据交通量分析其设计使用年限内标准轴载累计作用次数为0.88×106次。
路面结构面层采用24cm普通砼，基层采用20cm3%～5.5%水泥稳定碎石，底基层为30cm二渣。
面板尺寸为长5m，宽3.75m、4m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为不设传力杆缩缝。
一、计算路基基顶当量回弹模量及砼面层相对刚度半径输入数据1、普通砼面层弯拉弹性模量Ec（MPa）=290002、面层厚度h（m）=0.243、基层材料回弹模量E1（MPa）=15004、基层厚度h1（m）=0.325、底基层材料回弹模量E2（MPa）=2506、底基层厚度h2（m）=0.27、土基回弹模量E0（MPa）=40二、计算荷载疲劳应力输入数据1、接缝传荷能力的应力折减系数kr=0.872、综合系数kc=1.23、设计基准期内标准轴载累计作用次数Ne(次）=0.88×1064、计算荷载疲劳应力系数v=0.057三、计算温度疲劳应力输入数据1、温度梯度值Tg（°C/m）=882、板长L（m）=5 L/r=8.353、由图B.2.2根据砼面板厚h及L/r查得温度应力系数Bx=0.654、面层砼弯拉强度标准值fr（MPa）=4.55、回归系数a=0.8416、回归系数b=0.0587、回归系数c=1.323四、计算极限状态输入数据1、可靠度系数Rr=1.13新建道路的基顶当量回弹模量及面层相对刚度半径计算Ex=(h12*E1+h22*E2)/(h12+h22)=1148.88Dx=(E1*h13+E2*h23)/12+((h1+h1)2/4)*(1/(E1*h1)+1/(E2*h2))-1 =7.32hx=(12*Dx/Ex)^(1/3)=0.42a=6.22*(1-1.51*(Ex/E0）-0.45）=4.40b=1-1.44*(Ex/E0）-0.45=0.81基层顶面当面回弹模量Et=a*hxb*E0*(Ex/E0)1/3=222.96普通砼面层的相对刚度半径r=0.537*h*(Ec/Et)(1/3)=0.599荷载疲劳应力计算荷载应力σps=0.077*r0.6*h-2=1.17疲劳应力系数kf=Ne v=2.182荷载疲劳应力σpr=kr*kf*kc*σps=2.66温度疲劳应力计算温度翘曲应力σtm=αc*Ec*h*Tg*Bx/2=1.82温度疲劳应力系数kt=(fr/σtm)*(a*(σtm/fr)c-b)=0.448温度疲劳应力σtr=kt*σtm=0.818极限状态计算Rr*（σpr+σtr）=3.93结论：综合疲劳应力小于面层砼弯拉标准强度值，能够满足使用要求。
水泥混凝土路面计算书
혀t혀准
혀혀 th‹ hth ht㤶 ht㤶 h혀准
其中：应力折减系数
th‹；综合系数 hth ；疲劳应力系数
hh tt h 㤶 t ‹ t h (4)温度应力
由规范表查得最大温度梯度取 88℃/m；综合温度翘曲应力与内应力的温度应力系数 计算如下：
h t
h h t‹
thh h
th t 㤶
（3）应结合当地时间基础，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重地运营行之有效的额新 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保护、自然生态平衡，有利于施工、养护工作人员 的健康与安全。
（5）对于地处不良地基的路段，应采取有效措施加快稳定路基沉降，路基沉降率达不到限 定要求时，绝不能仓促施工提前铺筑路面板。对于确实在短期内达不到限定沉降率要求的
t혀准
tthh ht
t h혀准
根据规范，确定可靠度系数γ ht ，验证结构极限状态是否满足要求：
혀t
ht tt㤶 t t
t≤
t h혀准
혀t혀准 t t혀准
ht
ht㤶 t ht
tt h ≤ t h혀准
拟定的由计算厚度 0.27m 的普通混凝土面层，厚度为 0.18m 的密集配沥青碎石（ATB-25）
路基状态 干燥
中湿
表2
水泥混凝土路面设计方案
结构层
厚度（cm）
水泥混凝土面层
27
密集配沥青碎石（ATB-25）基层
18
级配碎石底基层
20
水泥混凝土面层
27
密集配沥青碎石（ATB-25）基层
18
级配碎石底基层
20
水泥混凝土路面设计计算书
⽔泥混凝⼟路⾯设计计算书⽔泥混凝⼟路⾯设计计算书1、交通分析：三级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级，，车轮横向分布系数取0.55。
交通年增长率为6.5﹪。
计算设计基准期内设计车道标准荷载累计作⽤次数为：交通分析：路⾯设计以双轮组单轴100kN为标准轴载，⼩于和等于40kN（单轴）和80kN(双轴)的轴载忽略不计。
属于中等交通。
2、初拟路⾯结构本路线所处丽江市，所在⾃然区划为Ⅴ，由可靠度设计标准表，相应于安全等级四级的变异⽔平等级为中～⾼，取中级。
根据三级公路、中等交通等级和中级变异⽔平等级，查表，初拟普通混凝⼟⾯层厚度为0.22⽶，基层拟选⽤0.18⽶⽯灰粉煤灰稳定粒料为基层，垫层为0.15⽶采⽤⽯灰稳定⼟；路⾯结构总厚0.55⽶。
普通混凝⼟⾯板的平⾯尺⼨为3.25×4⽶。
纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传⼒杆的假缝。
3、路⾯材料参数确定查《⽔泥混凝⼟路⾯设计规范》，取普通混凝⼟⾯层的弯拉强度标准值为4.5MPa ，相应弯拉模量标准为：42.810c a E MP =?，路基⼟基回弹模量aMP E 400=，⽯灰粉煤灰稳定粒料回弹模量aMP E 13001=，⽯灰稳定⼟回弹模量aMP E 6002=。
计算基层顶⾯当量回弹模量如下：ax MP h h E h E h E 101315.018.060015.0130018.022********2121=+?+?=++=12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x 1233)15.0600118.013001(4)15.018.0(1215.06001218.01300-?+?++?+?=2.57()MN m =?mE D h x x x 312.0)101357.212()12(3131=?==0.450.45010136.221 1.51() 6.221 1.51() 4.02640x E a E --=-=-=757.0)401013(44.11)(44.1155.055.00=?-=-=--E E b x110.75733001013() 4.0260.31240()195.82040bx t xaE E ah E MP E ===普通混凝⼟⾯层的相对刚度半径计算为：()1133280000.537()0.5370.22()0.618195.820ctE r h m E ==??=4、荷载疲劳应⼒标准轴载在临界荷载处产⽣的荷载应⼒计算为：0.620.620.0770.0770.6180.22 1.192ps ar h MP σ--==??=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 。
水泥路面4.5m计算书(一号路正文)
表2单幅路面的纵缝拉杆参数
左板块
右板块
计算距离(m)
直径(mm)
长度(mm)
间距(mm)
行车道板块1
行车道板块2
4.5
14
700
650
图2路面平面示意图(m)
3.基层顶面当量回弹模量
按规范的式(B.1.5)计算基层顶面的当量回弹模量如下：
普通混凝土的刚度半径按规范的式(B.1.3-2)计算为：
5.温度疲劳应力
本公路在公路自然区划IV，最大温度梯度取92°C/m。板长与路面板相对刚度半径之比，l/r=5/0.687=7.275，查规范的图B.2.2可得到Bx=0.717。按规范的式(B.2.2)最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力为
温度疲劳应力系数kt，按规范式(B.2.3)计算为
再由规范的式(B.2.1)计算温度疲劳应力为
水泥混凝土路面设计计算书
预新建的过溪段一号路市政道路工程，为双向2车道四级公路，在公路自然区划Ⅳ区，路基为中湿的中液限粘土，拟采用普通混凝土面层，路幅总宽度9m。经过交通调查得到：设计车道使用初期的标准轴载作用次数为110次/日，交通量年平均增长率为5%。
1.交通分析
由规范的表3.0.1，四级公路的设计基准期为20年。由规范的表A.2.2，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39。按规范的式(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：
根据计算结果.确认砼路面厚度大于21cm即可满足设计要求,根据通用做法,采用22cm砼路面层厚度。
路基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算
预新建的过溪段一号路，为双向2车道四级公路，在公路自然区划Ⅳ区，路基为中湿的中液限粘土，拟采用普通混凝土面层，路幅总宽度9m。采用公路路面设计程序系统进行计算，基(垫)层及土基顶面竣工验收弯沉值计算结果如下：
水泥路面结构计算书
新建水泥混凝土路面厚度计算书1、原始资料水泥混凝土路面设计设计内容 : 新建单层水泥混凝土路面设计道路等级 : 停车场-按城市支路设计变异水平的等级 : 中级可靠度系数 : 1.13面层类型 : 普通混凝土面层序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重(kN) (kN) (kN) (kN)1 双后轴货车 1 55 0 0 1 56 0 0 4002 单后轴客车 1 17 1 26.5 0 0 0 0 4000行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1轮迹横向分布系数 .39 交通量年平均增长率 5 ％混凝土弯拉强度 4.5 MPa 混凝土弯拉模量 29000 MPa 混凝土面层板长度 5m 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 .872.交通分析路面的设计基准期 : 20 年=51776设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为51776，为中等交通。
根据《规范》表3.0.6，水泥混凝土弯拉强度不得低于4.5MPa。
3、初拟路面结构初拟水泥混凝土路面厚度为： 0.2m，基层选用5%半刚性材料水泥稳定碎石，厚度为0.20m，水泥混凝土面板长度为：5m，宽度为4m。
纵缝为设拉杆平缝。
4、路面材料参数确定按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)《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 D40-2011)《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:20 MPa。
基层回弹模量选用1500Mpa。
按公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2011)计算基层顶面当量回弹模量如下：Ex=(h1×h1×E1+h2×h2×E2)/(h1×h1+h2×h2)=1500(MPa)Dx=（E1×h1^3+E2×h2^3）÷12+(h1+h2)^2÷4×[1÷(E1×h1)+1÷(E2×h2)]^(-1))= 4 (MN-m)hx=(12×Dx/Ex)^(1/3)=(12×4/1500)^(1/3)=0.317(m)a=6.22×[1-1.51×(Ex/E0)^(-0.45)]=6.22×[1-1.51×(1500/20)^(-0.45)]=4.874b=1-1.44×(Ex/E0)^(-0.58)= 1-1.44×(1500/20)^(-0.58)=0.866Et=a×hx^b×E0×(Ex/E0)^(1/3)=4.874×0.317^0.866×20×(1500/20)^(1/3)=152.03(MPa)基层顶面当量回弹模量 : 152 MPa5、荷载疲劳应力计算混凝土面板的相对刚度半径r：r=0.537×h ×(Ec/Et)^(1/3)=0.618m标准轴载载临界处产生的荷载应力：=0.077×r^0.6h^(-2)=0.077×0.618^0.6 ×0.2^(-2)=1.442(MPa)σps由于纵缝形式为设拉杆平缝故接缝传荷能力的应力折减系数为Kr=.87路面普通混凝土，可取v=0.057设计基准年内荷载应力的累计疲劳作用的疲劳应力系数计算为：kf=Ne^v=51776^0.057=1.86按公路水泥混凝土路面设计规范《综合系数Kc》确定偏载和动载等因素对路面疲劳影响的综合系数为kc=1.2,计算荷载的疲劳应力σpr =krkfkcσps=0.87×1.86×1.2×1.442=2.795(MPa)6、温度疲劳应力计算混凝土膨胀系数ac=0.00001，Ec=29000，最大温度梯度为Tg =88℃/m。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章 路面设计4.1水泥混凝土路面设计交通组成表4.1.1 轴载分析水泥混凝土路面结构设计以100KN 单轴—双轮组荷载为标准轴载。
⑴以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。
① 轴载换算：161100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ni i i i s P N N δ 式中 ：sN ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；iP ——单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN ；iN ——各类轴型i 级轴载的作用次数；n ——轴型和轴载级位数； iδ——轴—轮型系数，单轴—双轮组时，i δ=1；单轴—单轮时，按式43.031022.2-⨯=i i P δ计算；双轴—双轮组时，按式22.051007.1--⨯=i i P δ；三轴—双轮组时，按式22.081024.2--⨯=i i P δ计算。
轴载换算结果如表所示注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。
② 计算累计当量轴次根据表设计规范，二级公路的设计基准期为20年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数η是0.34~0.39取0.39，g r =0.086，则[][])(769.106197539.0365086.01)086.01(508.5313651)1(20次=⨯⨯-+⨯=⨯-+=ηr t r s e g g N N 其交通量在44102000~10100⨯⨯中，故属重交通等级。
4.1.2 初拟路面结构根据二级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6 初拟两种方案。
如下：方案一：普通混凝土面层厚度为22cm ，基层采用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚15cm 。
垫层为15cm 天然砂砾材料。
普通混凝土板的平面尺寸为宽3.5m ，长5.0m 。
纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。
方案二：普通混凝土面层厚度为22cm ，基层采用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚15cm 。
垫层为15cm 级配碎砾石。
普通混凝土板的平面尺寸为宽3. 5m ，长5.0m 。
纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。
4.1.3 路面计算（方案一） 4.1.3.1路面材料参数确定确定基层顶面当量回弹模量tcs E E ,查《路基路面工程》（第三版）表16—26和表16—27取土基抗压回弹模量E o =35MPa ，水泥稳定粒料基层回弹模量取E 1=1500MPa, 天然砂砾回弹模量取E 2=200MPa,取值与设计值一样。
按表16—23和表16—25，混凝土面层设计弯拉强度：f r =5.0MPa ，相应弯拉弹性模量为Ec=31×104MPa计算基层顶面当量回弹模量如下：a x MP h h E h E h E 85015.015.020015.0150015.022222221222121=+⨯+⨯=++= 12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x1233)15.0200115.015001(4)15.015.0(1215.02001215.01500-⨯+⨯++⨯+⨯==1.0737MN.mm E D h x x x 2475.0)8500737.112()12(3131=⨯==9846.3)35850(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=--E E a x 7509.0)35850(44.11)(44.1155.055.00=⨯-=-=--E E b x a x bxt MP E E E ah E 318.121)35850(302475.09846.3)(317509.03100=⨯⨯⨯==式中：E t ——基层顶面的当量回弹模量，MPa ； E 0——路床顶面的回弹模量，E x ——基层和底基层或垫层的当量回弹模量， 21,E E ——基层和底基层或垫层的回弹模量， xh ——基层和底基层或垫层的当量厚度，xD ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度，21,h h ——基层和底基层或垫层的厚度， b a ,——与E x/ E 0有关的回归系数普通混凝土面层的相对刚度半径按式（16-52b ）计算为： ()m E E h r tc7497.0)318.12131000(22.0537.0)(537.03131=⨯⨯==4.1.3.2 计算荷载疲劳应力 按式（16-52b ），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：a ps MP h r 3384.122.07497.0077.0077.026.026.0=⨯⨯==--σ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应力累计疲劳作用的疲劳应力系数464.2769.1061975065.0===v e f N K（v —与混合料性质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土，ν=0.057；碾压混凝土和贫混凝土，ν=0.065；钢纤维混凝土，按计算。
ff fd l v ρ017.0053.0-=）根据公路等级，由表16-24考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损失影响的综合系数K c =1.20，按式（16-49），荷载疲劳应力计算为a ps c f r pr MP K K K 4428.33384.120.1464.287.0=⨯⨯⨯==σσ 4.1.3.3 温度疲劳应力由表16-28，Ⅳ区最大温度梯度取88(℃／m)。
板长5m ,7522.67405.05==r l ,由图16-14可查普通混凝土板厚5432.0,22.0==x B m h 。
按式（16-56）,最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：a x gc c tm MP B hT E a 63.15432.028822.03100010125=⨯⨯⨯⨯⨯==-σ温度疲劳应力系数K t ，按式（B.2.3）计算为4076.0058.0)0.563.1(841.063.10.5)(323.1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=b f a f Kc r tm tm r t σσ 式中：a 、b 、c —回归系数，按所在地区的公路自然区划查表B.2.3确定。
再由式（16-55）计算温度疲劳应力为pσa tm t tr MP K 6644.063.14076.0=⨯==σσ查表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16-22，确定可靠度系数 按式（16-48）a r a tr pr r MP f MP r 0.5518.4)6644.04428.3(10.1)(=≤=+⨯=+σσ 因而，所选混凝土面层厚度（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。
各计算步骤以及公式都参照方案一来计算，得出结果如下： 设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 公 路 等 级 : 二级公路 变异水平的等级 : 中 级 可 靠 度 系 数 : 1.10面 层 类 型 : 普通混凝土面层行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1轮迹横向分布系数 .39 交通量年平均增长率 6.8 ％ 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 5 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----新建公路土基上修筑的基(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 150 1500 2 天然砂砾 150 200 3 土基 35 基层顶面当量回弹模量 ET= 141.5 MPaHB= 220 r= .713 SPS= 1.3 SPR= 3.210.1=r rBX= .7 STM= 2.1 KT= .5 STR= 1.04 SCR= 4.24 GSCR= 4.66 RE=-6.8 % 设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 602 路面的设计基准期 : 20 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 3437320 路面承受的交通等级 :重交通等级 基层顶面当量回弹模量 : 141.5 MPa 混凝土面层设计厚度 : 220 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 220 mm --------------------------------------- 水泥稳定粒料 150 mm --------------------------------------- 天然砂砾 150 mm --------------------------------------- 土基 4.1.4 方案二计算 4.1.4.1路面材料参数确定确定基层顶面当量回弹模量tcs E E ,查《路基路面工程》（第三版）表16—26和表16—27取土基抗压回弹模量E o =35MPa ，水泥稳定粒料基层回弹模量取E 1=1500MPa, 级配碎砾石回弹模量取E 2=300MPa,取值与设计值一样。
按表16—23和表16—25，混凝土面层设计弯拉强度：f r =5.0MPa ，相应弯拉弹性模量为Ec=31×104MPa计算基层顶面当量回弹模量如下：a x MP h h E h E h E 90015.015.030015.0150015.022222221222121=+⨯+⨯=++= 12211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x1233)15.0300115.015001(4)15.015.0(1215.03001215.01500-⨯+⨯++⨯+⨯==1.35MN.mm E D h x x x 2621.0)90035.112()12(3131=⨯==0413.4)35900(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=--E E a x 7586.0)35900(44.11)(44.1155.055.00=⨯-=-=--E E b x a x bxt MP E E E ah E 583.129)35900(302621.00413.4)(317586.03100=⨯⨯⨯==式中：E t ——基层顶面的当量回弹模量，MPa ； E 0——路床顶面的回弹模量，E x ——基层和底基层或垫层的当量回弹模量， 21,E E ——基层和底基层或垫层的回弹模量， xh ——基层和底基层或垫层的当量厚度，xD ——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度，21,h h ——基层和底基层或垫层的厚度， b a ,——与E x/ E 0有关的回归系数普通混凝土面层的相对刚度半径按式（16-52b ）计算为： ()m E E h r tc7334.0)583.12931000(22.0537.0)(537.03131=⨯⨯==4.1.4.2 计算荷载疲劳应力 按式（16-52b ），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：a ps MP h r 321.122.07334.0077.0077.026.026.0=⨯⨯==--σ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。