T道路工程水泥混凝土路面结构设计讲义

第十二章

水泥混凝土路面结构设计第十二章水泥混凝土路面结构设计第一节概述第二节损坏模式和设计标准第三节路面结构组合设计第四节接缝构造设计第五节混凝土路面板配筋设计第六节面层板厚度和平面尺寸的设计第七节水泥混凝土路面加铺层设计第一节概述从力学分析来看，水泥混凝土路面结构属于弹性层状体系

水泥混凝土板的抗弯拉强度指标作为设计指标从力学模型考虑，可把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、抵抗温度翘曲应力、并对地基变形有较强的适应能力，混凝土板必须具有足够的抗弯拉强度和厚度一、水泥混凝土路面结构特征二、设计内容水泥混凝土路面结构设计内容：设计内容1、路面结构层组合设计2、混凝土面板厚度设计3、混凝土面板的平面尺寸与接缝设计4、路肩设计5、混凝土路面的钢筋配筋率设计三、设计原则根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素，结合本地区实践经验，按要求完成设计，首先应保证工程的质量与耐久性。遵循因地制宜、合理选材等原则进行混凝土路面设计方案的比较应结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果充分考虑沿线环境的保护，自然生态的平衡，有利于施工、养护工作人员的健康与安全。尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案。对于地处不良地基的路段采取有效措施加快稳定路基沉降。第二节设计模式和设计标准一、损坏模式水泥混凝土路面，由于混凝土板的刚度高和脆性大，又需设置接缝，在行车和环境因素的综合作用下出现的损坏模式常不同于沥青路面，可分为断裂、接缝损坏、变形和表面损坏四类，主要有下列几种，如下图12-1所示。断裂破坏板的结构整体性，使板丧失应有的承载能力。因而，断裂可视为水泥混凝土路面结构破坏的临界状态挤碎在接缝附近的板因受挤压而碎裂拱起混凝土路面板在热膨胀受阻时，接缝两侧的板向上拱起唧泥车辆行驶经过接缝或裂缝时，由缝内喷溅出泥浆的现象，称为唧泥错台接缝或裂缝两侧路面板端部出现的竖向相对位移二、设计标准我国现行的水泥混凝土路面设计方法，以水泥混凝土面层板的疲劳断裂作为路面损坏的主要模式以控制行车荷载反复作用在板内产生的荷载疲劳应力σpr与温度梯度反复作用在板内产生的温度疲劳应力σtr之和与可靠度系数γr乘积不大于混凝土的弯拉强度标准值fr，作为确定混凝土板厚的设计标准路面结构可靠度定义：在规定的时间内，在规定的条件下，路面使用性能满足预定水平要求的概率。

水泥混凝土路面结构可靠度定义：在规定的设计基准期内，在规定的交通和环境条件下，行车荷载疲劳应力和温度梯度疲劳应力的总和不超过混凝土弯拉强度的概率第三节路面结构组合设计面层类型

1．普通混凝土面层

2．钢筋混凝土面层

3．连续配筋混凝土面层

4．预应力混凝土

5．钢纤维混凝土

6．混凝土预制块路面一、面层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12-1选用。其他面层类型选择表12-1

面层类型适用条件连续配筋混凝土面层

高速公路和城市快速路沥青上面层与连续配筋混凝土或横缝设传力杆的普通混凝土下面层组成的复合式路面

特重交通的高速公路和城市快速路碾压混凝土面层

二级及二级以下公路和城市次干道及以下城市道路、服务区停车场钢纤维混凝土面层

标高受限制路段、收费站、混凝土加铺层和桥面铺装矩形或异形混凝土预制块面层

服务区停车场、二级及二级以下公路和城市次干道及以下城市道路桥头引道沉降未稳定段适用条件面层一般采采用设接缝缝的普通混混凝土；面面层板的平平面尺寸较较大或形状状不规则，，路面结构构下埋有地地下设施，，高填方、、软土地基基、填挖交交界段的路路基等有可可能产生不不均匀沉降降时，应采采用设置接接缝的钢筋筋混凝土面面层。表面抗滑构构造水泥混凝土土面层应具具有足够的的强度、耐耐久性，表表面抗滑、、耐磨、平平整。路面面表面构造造应采用刻刻槽、压槽槽、拉槽或或拉毛等方方法制作。。普通混凝土土、钢筋混混凝土、碾碾压混凝土土或连续配配筋混凝土土面层所需需的厚度，，可参照下下表12-2所示参考范范围并按规规定计算确确定。交通等级特重重道路等级高速公路及快速路一级公路及主干路二级公路及次干路高速公路及快速路一级公路及主干路二级公路及次干路变异水平等级低中低中低中低中面层厚度≥260≥250≥240270~240260~230250~230交通等级中等轻道路等级二级公路及次干路三、四级公路及支路三、四级公路及支路三、四级公路及支路变异水平等级高中高中高中面层厚度240~210230~200220~200≤230≤220构造深度在在使用初期期应满足下下表12-3的要求。各级公路水水泥混凝土土面层的表表面构造深深度（mm）要求表表12—3道路等级高速公路、一级公路和城市快速路、主干道二、三、四级公路和城市次干道、支路一般路段0.70~1.100.50~0.90特殊路段0.80~1.200.60~1.00二、路基水泥混凝土土路面不要要求有强度度大或承载载力高的路路基。但如如果路基的的稳定性较较差，在周周围水温变变化的影响响下出现较较大的变形形，特别是是不均匀变变形，则仍仍会因不均均匀支承而而给面层带带来损坏。。因此，对对路基的基基本要求是是稳定、密密实、均质质，对路面面结构提供供均匀的支支承，在环环境和荷载载作用下产产生的不均均匀变形小小。对路基的基基本要求路基产生不不均匀支承承的原因不均匀沉陷陷不均匀冻胀胀膨胀土三、基层和和垫层防止或减轻轻唧泥和错错台现象的的出现.有助于控制制或减少路路基不均匀匀冻胀或体体积变形对对混凝土面面层的不利利影响.为面层施工工提供稳定定而坚实的的工作面.基层和垫层层有粒料类类（碎石、、砂砾等））、稳定类类（水泥、、石灰、沥沥青稳定粒粒料或土））和贫混凝凝土（或碾碾压混凝土土）三大类类。设置基层和和垫层的作作用1.基层基层应具有有足够的抗抗冲刷能力力和一定的的刚度，并并保证具有有足够的厚厚度。基层类型及及各类基层层厚度的适适宜范围应应依照交通通等级按按表12—4选择。适宜各交通等等级的基层类类型及厚度的的适宜范围表表表表12—4适宜的交通等级基层类型厚度适宜的范围（mm）特重交通贫混凝土或碾压混凝土基层120~200沥青混凝土基层40~60重交通水泥稳定粒料150~250沥青稳定碎石基层80~100中等或轻交通石灰粉煤灰稳定粒料基层150~250级配粒料基层150~200在交通繁重的的道路上，选选用水泥或沥沥青稳定粒料料、贫混凝土土或碾压混凝凝土作为混凝凝土路面的基基层，可以为为混凝土面层层提供更为均均匀而坚实的的支承。增加路面结构构的整体刚度度，从而减小小面层板的挠挠度。而挠度度量减小可以以降低板底的的脱空量和增增加缩缝传荷荷能力的耐久久性。基层的作用图12-2所示为水泥稳稳定类基层和和砾石基层上上混凝土面层层接缝的传荷荷能力随荷载载作用次数的的增加而降低低的试验曲线线，从中可看看出水泥稳定定类基层上接接缝传荷能力力的耐久性明明显高于砾石石基层。与此此同时，还可可以减少基层层和垫层在重重复荷载作用用下的固结变变形，从而减减少板底脱空空量，并改善善接缝的传荷荷能力。图12-3所示为水泥稳稳定砂砾基层层和不同压实实度的砂砾基基层的塑性变变形积累量随随荷载重复作作用次数而增增长的试验曲曲线，从中可可看出，水泥泥稳定砂砾基基层的变形累累积量明显小小于砂砾基层层。因而其板板底脱空量将将明显低于砂砂砾基层。此此外，还可以以增加抗冲刷刷能力，从而而减轻唧泥和和错台等损坏坏的程度，并并为侧模和摊摊铺机械提供供坚固的支承承。图12——2基层类类型对对接缝缝传荷荷能力力的影响(Ew=[2w1/(w1+w2]%,w1和w2相应为未未受荷荷和和受荷荷板的的挠度度;面层厚厚22.86cm基层厚厚15cm,缝隙宽宽1.65mm)图12——3重复荷荷载作作用下不同同基层层的累累积变变形量量(砂砾基基层曲曲线上上的数数字为为压实实度)在交通通特别别繁重重、路路基湿湿软或或季节节性冰冰冻地地区，，为防防止路路基可可能产产生的的不均均匀冻冻胀对对混凝凝土面面层的的不利利影响响，路路面结结构应应有足足够的的总厚厚度，，以便便将路路基的的冰冻冻深度度约束束在有有限的的范围围内。。超出出面层层和基基层厚厚度的的总厚厚度部部分可可用基基层下下的垫垫层（（防冻冻层））来补补足；；路面面结构构的最最小总总厚度度，随随冰冻冻线深深度、、路基基的潮潮湿状状况和和土质质而异异，其其数值值可参参照下下表12-5选定。2.垫层垫层的设设置要求求水文地质质条件不不良的土土质路堑堑，路床床土湿度度较大时时，应设设置排水水垫层；；对路基可可能产生生不均匀匀沉降或或不均匀匀变形时时，可加加设半刚刚性垫层层。垫层的宽宽度应与与路基同同宽，其其最小厚厚度为150mm。水泥混凝凝土路面面结构防防冻最小小厚度（（cm）表12-5路基干湿类型路基土质设计年限内当地最大冻深（cm）50~100101~150151~200>200中湿路段低、中、高液限粘土30~5040~6050~7060~95粉土、粉质低、中液限粘土40~6050~7060~8570~110潮湿路段低、中、高液限粘土40~6050~7060~9075~120粉土、粉质低、中液限粘土45~7055~8070~10080~130第四节接接缝构构造设计计水泥混凝凝土面层层需设置置各种类类型的接接缝，把把面层划划分为较较小尺寸寸的板，，以减少少伸缩变变形和挠挠曲变形形受到约约束而产产生的内内应力，，并满足足施工的的需要。。接缝的设设计要能能实现以以下三方方面的要要求：①控制温温度收缩缩应力和和翘曲应应力所引引起的裂裂缝出现现的位置置；②通过接接缝能提提供一定定的荷载载传递能能力；③防止坚坚硬的杂杂物落入入接缝缝缝隙内和和路表水水的渗入入。水泥混凝凝土面层层的接缝缝可分为为横向缩缝缝、横向向施工缝缝、横向向胀缝和和纵缝四种类型型。一、横缝缝构造设设计横向接缝缝共有三三种：缩缝、胀胀缝和施施工缝。作用：缩缝保证证板因温温度和湿湿度的降降低而收收缩时沿沿该薄弱弱断面缩缩裂，从而避免免产生不不规则的的裂缝。。胀缝保证证板在温温度升高高时能部部分伸张张，从而而避免产产生路面面板在热天的拱拱胀和折折断破坏坏，同时时胀缝也也能起到到缩缝的的作用。。混凝土路路面每天天完工以以及因雨雨天或其其它原因因不能继继续施工工时，应做成施施工缝的的构造形形式。在邻近桥桥梁或其其它固定定构造物物处或与与其它道道路相交交处应设设置横向向胀缝。。1.胀缝胀缝构造(尺寸单位:mm)为保证混凝土土板之间能有有效地传递荷荷载，防止形形成错台，应应在胀缝处板板厚中央设置置可滑动的传传力杆。传力力杆一般应采采用光圆钢筋筋，其尺寸和和间距可按下下表12-6选用。面层厚度（mm）传力杆直径传力杆最小长度传力杆最大间距2202840030024030400300260324503002803545030030038500300缩缝一般采用用假缝形式，，即只在板的的上部设缝隙隙，当板收缩缩时将沿此最最簿弱断面有有规则地自行行断裂。横向向缩缝可等间间距或变间距距布置。横向缩缝顶部部应锯切槽口口，宽3~8mm，深度约为板板厚的1/5~1/4，一般为5~6cm，槽内填塞填填缝料，以防防地面水下渗渗及石砂杂物物进入缝内。。高速公路的的横向缩缝槽槽口宜加深20mm、宽6~10mm的浅槽口，其其构造如图12-5所示。2.缩缝图12-5浅槽口构造(尺寸单位:mm)由于缩缝缝隙隙下面板断裂裂面凹凸不平平，能起一定定的传荷作用用，一般不必必设置传力杆杆，但对特重重和重交通道道路、收费广广场、地质水水文条件不良良路段以及邻邻近胀缝缝或自由端部部的3条缩缝，应在在板厚中央设设置传力杆，，横向缩缝构造造(尺寸单位:mm)a)设传力杆假缝缝型;b)不设传力杆假假缝型每日施工结束束或因临时原原因中断施工工时，必须设设置横向施工工缝，其位置置应尽可能选选在缩缝或胀胀缝处。设在在缩缝处的施施工缝，应采采用加传力杆杆的平缝形式式，其构造如如下图a所示；设在胀胀缝处的施工工缝，其构造造与胀缝相同同。遇有困难难需设在缩缝缝之间时，施施工缝采用设设拉杆的企口口缝形式，其其构造如下图图b所示。3.施工缝横向施工缝构构造(尺寸单位:mm)a)设传力杆平缝缝型;b)设拉杆企口缝缝型拉杆应采用螺螺纹钢筋，设设在板厚中央央，并应对拉拉杆中部100mm范围内内进行行防锈锈处理理。拉拉杆的的直径径、长长度和和间距距，可可参照照教材材表12-7选用。。施施工布布设时时，拉拉杆间间距应应按横横向接接缝的的实际际位置置予以以调整整，最最外侧侧的拉拉杆距距横向向接缝缝的距距离不不得小小于100mm。连续续配筋筋混凝凝土面面层的的纵缝缝拉杆杆可由由板内内横向向钢筋筋延伸伸穿过过接缝缝代替替。二、纵纵缝构构造设设计纵向接接缝的的布设设应视视路面面宽度度和施施工铺铺筑宽宽度而而定：：①一次次铺筑筑宽度度小于于路面面宽度度时，，应设设置纵纵向施施工缝缝。构构造如如下图图a所示。。②一次次铺筑筑宽度度大于于4.5m时，应设设置纵向向缩缝。。其构造造如下图图b所示。纵缝构造造(尺寸单位位:mm)a)纵向施工工缝;b)纵向缩缝缝三、接缝缝的设置置混凝土路路面板的的纵缝与与横缝一一般做成成垂直正正交，以以改善其其受力状状况。纵向接缝缝的间距距按路面面宽度在在3.0~4.5m范围内确确定。碾碾压混凝凝土、钢钢纤维混混凝土面面层在全全幅摊铺铺时，可可不设纵纵向缩缝缝。横向接缝缝的间距距按面层层类型和和厚度选选定在桥涵两两端以及及小半径径平、竖竖曲线处处应设置置胀缝。。四、交叉叉口接缝缝布设布设交叉叉口的接接缝时，，先分清清相交道道路的主主次。而而后考虑虑次要道道路的接接缝布设设如何与与主要道道路相协协调。两条道路路正交时时，各条条道路直直道部分分均保持持本身纵纵缝的连连贯。两条道道路斜斜交时时，主主要道道路的的直道道部分分保持持纵缝缝的连连贯，，而相相交路路段内内的横横缝位位置应应按次次要道道路的的纵缝缝间距距作相相应变变动，，保证证与次次要道道路的的纵缝缝相连连接。。在次要要道路路弯道道加宽宽段起起终点点断面面处的的横向向接缝缝，应应采用用胀缝缝形式式。五、特特殊部部位混混凝土土路面面的处处理水泥混混凝土土路面面与沥沥青路路面相相接时时，其其间应应设置置至少少3m长的过过渡段段。过过渡段段的路路面采采用两两种路路面呈呈阶梯梯状叠叠合布布置，，其下下面铺铺设的的变厚厚度混混凝土土过渡渡板的的厚度度不得得小于于200mm。如下下图12-9所示。。图12-9混凝土土路面面与沥沥青路路面相相接段段的构构造布布置(尺寸单单位:mm)六、接接缝材材料及及技术术要求求接缝材材料按按使用用性能能分接接缝板板和填填缝料料两类类。接接缝板板要求求能适适应混混凝土土面板板的膨膨胀与与收缩缩，且且施工工时不不变形形、耐耐久性性良好好。填填缝料料要求求能与与混凝凝土面面板缝缝壁粘粘结力力强，，且材材料的的回弹弹性好好。接缝板可采用用杉木板、纤纤维板、泡沫沫树脂板等。。填缝料按施施工温度分加加热施工式和和常温施工式式两类。第五节混凝凝土路面板配配筋设计当混凝土面层层板纵、横向向自由边缘下下基础薄弱，，有可能产生生较大的塑性性变形或接缝缝为未设传力力杆的平缝时时，可在面层层边缘和角隅隅（荷载应力力较大）初配配置补强钢筋筋。通常选用用2根直径为12~16mm的螺纹钢筋，，置于面层底底面之上1/4厚度处并不小小于50mm，间距为100mm，钢筋两端向向上弯起，如如图12-10所示。一、普通混凝凝土板的补强强钢筋图12—10边缘钢筋布置置(尺寸单位:mm)承受特重交交通的胀缝缝、施工缝缝和自由边边的面层角角隅及锐角角面层角隅隅，宜配置置角隅钢筋筋。通常选选用2根直径为12~16mm的螺纹钢筋筋并弯成发发针形，置置于面层上上部，距顶顶面不小于于50mm，距边缘为为100mm，如图12-11所示。图12—11角隅钢筋布布置(尺寸单位:mm)二、钢筋混混凝土面层层配筋设计计钢筋混凝土土面层配筋筋数量是为为平衡混凝凝土面层收收缩受限制制时产生的的拉力。当当混凝土面面层收缩时时其中央两两侧向内的的摩阻力为为一半面层层混凝土的的质量乘以以其与基层层的摩阻系系数，这一一摩阻力即即为作用于于混凝土面面层中央的的拉力，并并假定沿面面层断面平平均作用而而由钢筋承承受。纵向和横向向钢筋宜采采用相同或或相近的直直径，其直直径差不应应大于4mm。钢筋的最最小直径和和最大间距距，应符合合下表12-8的规定。钢钢筋的最小小间距为集集料最大粒粒径的2倍。表12—8钢筋最小直直径和最大大间距（mm）钢筋类型最小直径纵向最大间距横向最大间距光面钢筋8150300螺纹钢筋12350750三、连续配配筋混凝土土面层配筋筋设计确定纵向钢钢筋用量的的控制因素素是裂缝的的间距（1.0~2.5m）、缝隙的的宽度（＜＜1m）。通常是是根据试验验路上的经经验数据来来确定。横向钢筋的的主要目的的是保持纵纵向钢筋的的间距。其其配筋原则则和要求与与钢筋混凝凝土面层的的配筋相同同。混凝土面层层内的钢筋筋并不是按按承受荷载载应力进行行设计的。。因此，连连续配筋混混凝土面层层的厚度可可仍采用普普通混凝土土面层的计计算方法确确定。连续配筋混混凝土路面面是沿路面面板纵向配配置连续的的钢筋网的的混凝土路路面，除与与其他路面面交接处、、邻近构造造物处设置置胀缝以及及因施工需需要设置施施工缝外，，不再设置置任何横向向接缝。施施工缝采用用贯通纵向向钢筋的平平缝形式。。第六节面面层板厚度度和平面尺尺寸的设计计水泥混凝土土面层板的的厚度和平平面尺寸，，主要取决决于预定使用年年限内标准准轴载的累累计作用次次数及其所所产生荷载载应力的疲疲劳损耗、、由于板中中温度梯度度引起翘曲曲应力的疲疲劳损耗和和混凝土疲疲劳强度之之间的关系系。目前，我国国的路面设设计规范采采用弹性半无限限地基板理理论和有限限元法计算板内弯弯拉应力，，以规定的的安全等级级和目标可可靠度，承承受预期的的交通荷载载作用，并并同所处的的自然环境境相适应，，满足预定定的使用性性能要求为为依据，以以行车荷载载和温度梯梯度综合作作用产生的的疲劳断裂裂作为设计计的极限状状态，并按按照等效原原则换算为为标准轴载载的累计次次数来考虑虑荷载的重重复作用影影响。一、设设计依依据与与设计计参数数1.设计依依据水泥混混凝土土路面面结构构的设设计安安全等等级及及相应应的设设计基基准期期、目目标可可靠指指标和和目标标可靠靠度，，应符符合下下表的的规定定。各各安全全等级级路面面的材材料性性能和和结构构尺寸寸参数数的变变异水水平等等级，，宜按按下表表的建建议选选用。。可靠度度设计计标准准道路技术等级高速公路及城市快速路一级公路及城市主干路二级公路及城市次干路三、四级公路及城市支路安全等级一级二级三级四级设计基准期(a)30302020目标可靠度(%)95908580目标可靠指标1.461.281.040.84变异水平等级低低~高中中~高材料性性能和和结构构尺寸寸参数数的变变异水水平分分为低低、中中和高高三级级。各各变异异水平平等级级主要要设计计参数数的变变异系系数变变化范范围，，应符符合下下表的的规定定：变异系系数Cv的变化化范围围表变异水平等级低中高水泥混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量Cv≤0.100.10＜Cv≤0.150.15＜Cv≤0.20基层顶面当量回弹模量Cv≤0.250.25＜Cv≤0.350.35＜Cv≤0.55水泥混凝土面层厚度Cv≤0.040.04＜Cv≤0.060.06＜Cv≤0.08水泥混混凝土土路面面结构构设计计以行车荷载和温温度梯度综合合作用产生的的疲劳断裂作为设计的极极限状态，其其设计表达式式如下。（12-2）式中：fr——水泥混凝土弯弯拉强度，MPa；γr——可靠度系数，，依据所选目目标可靠度及及变异水平等级级按表12-11确定；σpr——行车荷载疲劳劳应力（MPa），计算方法见式（12-18）；σtr——温度梯度疲劳劳应力（MPa），计算方法见式（12-21）；可靠度系系数表变异水平等级目标可靠度(%)95908580低1.20~1.331.09~1.161.04~1.08-中1.33~1.501.16~1.231.08~1.131.04~1.07高-1.23~1.331.13~1.181.07~1.11标准轴载载与轴载载换算水泥混凝凝土路面面结构设设计以汽车轴重重为100kN的单轴双双轮组荷荷载作为标准准轴载。。对于各各种不同同汽车轴轴载的作作用次数数，可按按等效疲疲劳损坏坏原则换换算成标标准轴载载的作用用次数，，并根据据标准轴轴的作用用次数判判断道路路的交通通繁重程程度。2.设计参数数水泥混凝凝土路面面的轴载载换算公公式是在在混凝土土疲劳方方程的基基础上建建立的。。公式如如下：（12—3）（12—4）2．交通分分级及标标准轴载载累计作作用次数数计算水泥混凝凝土路面面承受的的交通，，按设计计基准期期内设计计车道所所承受的的标准轴轴载累计计作用次次数Ne划分为四个等等级，即特重交通、重重交通、中等等交通、轻交交通。具体分级如如下表所示。。水泥混凝土土路面的设计计基准期为路路面达到预定定的极限状态态时所能使用用的年限。交通分级交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数Ne(104)>2000100~20003~100≤3设计基准期内内标准轴载的的累计作用次次数与第一年年的交通量、、交通轴载组组成和交通量量的预测增长长情况等因素素有关。可按按下式计算确确定。（12—7）式中：Ns——使用初期设计计车道的日标标准轴载作用用次数；γ———由调调查查确确定定的的交交通通量量年年平平均均增增长长率率，，%；t———设计计使使用用年年限限；；η———车轮轮轮轮迹迹横横向向分分布布系系数数，，它它为为路路面面横横断断面面上上某某一一宽宽度范范围围内内实实际际受受到到的的轴轴载载作作用用次次数数占占通通过过该该车车道道断断面的的总总轴轴数数的的比比例例。。车轮轮轮轮迹迹横横向向分分布布系系数数η公路等级纵缝边缘处高速、一级公路0.17~0.22二级、三级、四级公路行车道宽＞7m0.34~0.39行车道宽≤7m0.54~0.623．基基层层顶顶面面的的当当量量回回弹弹模模量量新建建公公路路的的基基层层顶顶面面模模量量值值：：在设设计计新新建建道道路路时时，，基基层层顶顶面面的的当当量量回回弹弹模模量量Et，可可按按式式（（12—8）计计算算确确定定。。（12—8）3．基基层层顶顶面面的的当当量量回回弹弹模模量量（1）新新建建公公路路的的基基层层顶顶面面模模量量值值：：在设设计计新新建建道道路路时时，，基基层层顶顶面面的的当当量量回回弹弹模模量量Et，可按式式（12—8）及其教教材中的的式（12—9）～（12—13），并参参考表（（12—14）与表（（12—15）计算确确定。（12—8）（2）原有沥沥青路面面的顶面面当量回回弹模量量值：在原有沥沥青路面面上加铺铺水泥混混凝土路路面时，，应通过过承载试试验或弯弯沉测定定法确定定原有路路面顶面面的当量量回弹模模量Et；如用汽汽车实测测路段的的回弹弯弯沉值，，可按统统计计算算的方法法确定计计算回弹弹弯沉值值后，按按下式转转换成基基层顶面面的当量量回弹模模量Et：4.水泥混凝凝土的设设计强度度与弯拉拉弹性模模量水泥混凝凝土路面面以28d龄期的弯弯拉强度度作为设设计控制制指标，，当混凝凝土浇筑筑后90d内不开放放交通时时，可采采用90d龄期的弯弯拉强度度。各交交通等级级要求的的混凝土土弯拉强强度标准准值不得得低于下下表的规规定。混凝土的的设计弯弯拉强度度表交通等级特重、重中等轻普通水泥混凝土弯拉强度标准值fr（MPa）5.04.54.0钢纤维混凝土弯拉强度标准值fr（MPa）6.05.54.0二、荷载载疲劳应应力轴载在混混凝土面面层内产产生的应应力，采采用半无限大大地基上上弹性小小挠度薄薄板的力力学模型型和有限限元法进行分析析计算。。对轴载载作用于于四边自自由的矩矩形板纵纵向边缘缘中部所所产生的的荷载应应力，计计算公式式为：式中：P——标准轴载载，kN；h——混凝土板板厚度，，m；γ——混凝土板板的相对对刚度半半径，m；A，m，n——与轴型有有关的回回归系数数，见教教材表12-18以标准轴轴载Ps=100kN和教材表表12—18中单轴双轮轮组的系数数值代入式式（12—15），可得到标准准轴载作用用下的荷载载应力公式式：为了简化计计算工作，，通常选取取使面层内内产生最大大应力或最最大疲劳损损伤的一个个荷载位置置作为计算算时的临界界荷位。在在公路水泥泥混凝土路路面设计规规范中，是是以混凝土土板的纵缝缝边缘中部部作为产生生最大荷载载和温度梯梯度综合疲疲劳损坏的的临界荷位位。荷载疲劳应应力为一当当量应力，，它使混凝凝土面层产产生的疲劳劳损耗，相相当于标准准轴载在临临界位置上上所产生的的应力在设设计使用期期内引起的的累计疲劳劳损耗。可可以用计算算式（12—18）表示为：：式中：σpr——标准轴Ps在临界荷位位处产生的的荷载疲疲劳应力力（MPa）；σps——标准轴Ps在四边自由由板的临界界荷位处产产生的荷荷载载应力（MPa），按式（（12—16）计算定；；kr——考虑接缝传传荷能力的的应力折减减系数，即即应力传荷荷系系数；纵缝缝为设拉杆杆的平缝时时kr=0.87~0.92（刚性和半半刚性基层层取低值，，柔性基层层取值）；；纵纵缝为不不设拉杆的的平缝或自自由边时，，kr=1.0；纵纵缝为设设拉杆的企企口缝时，，kr=0.76~0.84；kf——考虑设计基基准期内荷荷载应力累累计作用次次数的疲劳劳应力系数数，可按下下式计算式中：Ne——设计基准期期内标准轴轴载累计作作用次数；；υ——与混合料性性质有关的的指数，普普通混凝土土、钢筋混混凝土、连连续配筋混混凝土υ=0.057；碾压混凝凝土和贫混混凝土υ=0.065；刚纤维混混凝土，按按下式计算算确定。kc——考虑超载和和动荷载等等因素对路路面疲劳损损坏综合影影响的系数数，随公路路等级而异异，见下表表。道路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc

1.301.251.201.10三、温度疲疲劳应力温度疲劳应应力σtr是一个与不不同温度梯梯度反复作作用引起的的累积疲劳劳损耗等效效的应力。。经计算分分析，在临临界荷位处处产生的温温度疲劳应应力σtr可用下式表表示：式中：σtr——临界荷位处处的温度疲疲劳应力（（MPa）σtm——最大温度梯梯度时的温温度翘曲应应力（MPa）kt——考虑温度度翘曲应应力年变变化所产产生的累累计疲劳劳损损伤的系系数最大温度度梯度时时的温度度翘曲应应力计算算公式如如下：（12-22）式中：-最大温度梯度度时混凝土板板的温度翘曲曲应力（MPa）；-混凝土的线膨膨胀系数（1/℃），通常可取取为1×10—5/℃；Tg-最大温度梯度度标准值，可可按照公路所所在地的公路路自然区划按按表12-20(见书)选用；Bx-综合温度翘曲曲应力和内应应力作用的温温度应力系数数，可按L/r和h查用图12-12（下页）确定定；L-板长，即横缝缝间距（m）。图12-12温度应力系数数B四、设计计算算步骤与流程程考虑荷载应力力和温度翘曲曲应力综合疲疲劳损伤作用用的混凝土面面层厚度和板板平面尺寸确确定方法，可可遵循下述设设计步骤：收集并分析交交通参数初拟路面结构构确定路面材料料参数计算荷载疲劳劳应力设计厚度依计计算厚度按10mm向上取整检验初拟路面面结构计算温度疲劳劳应力不符合符合第七节水泥泥混凝土路面面加铺层设计计在旧混凝土路路面上铺设加加铺层设计之之前应对旧混混凝土路面进进行技术调查的的主要内容容包括：路面面破损状况况；结构承承载能力；；行驶质量量；抗滑能能力；交通通状况（车车辆组成和和轴载）路路基和路面面排水状况况；路面修修建和养护护历史。一、旧水泥泥混凝土路路面的结构构参数调查查1.接缝传荷能能力和板底底脱空状况况调查旧混凝土面面层板的接接缝传荷能能力和板底底脱空状况况可采用弯弯沉测试法法调查评定定。2.旧混凝土路路面结构参参数调查旧混凝土路路面结构参参数调查内内容包括：：面层厚度度；面层弯