路面工程教案5和6章

《路面工程》讲义宋高嵩哈尔滨理工大学第五章

水泥混凝土路面施工技术

本章的主要内容：1、水泥混凝土路面的类型和特点；2、水泥混凝土路面的构造及对土基、基层的要求；3、水泥混凝土路面的施工及质量控制。本章的重点：

水泥混凝土路面的构造；水泥混凝土路面滑模施工技术及质量控制。5－１概述

一、水泥混凝土路面的发展概况水泥路面即水泥混凝土路面俗称白色路面，是以水泥与水拌和成的水泥浆为结合料，以碎（砾）石、砂为集料，再加适当的掺和料及外掺剂，拌和成水泥混凝土混合料而筑成的路面

1928年在浙江奉化溪口镇修筑了我国第一条水泥混凝土路面，当时引进的是日本水泥。1960年我国60km水泥混凝土路面1970年我国200km水泥混凝土路面1980年我国1600km水泥混凝土路面1990年我国11373km水泥混凝土路面2000年我国110000km水泥混凝土路面2001年我国140745km水泥混凝土路面2002年我国167517km水泥混凝土路面美国水泥混凝土路面占49%，是两种路面共同发展的国家。

二、水泥混凝土路面分类

1.素水泥混凝土路面包括普通混凝土路面——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和全部缩缝设传力杆的混凝土路面。2.钢筋混凝土路面3.装配式混凝土路面在工厂中把混凝土预制或板块，然后运至土地现场装配而成。4.钢纤维混凝土路面在水泥混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢纤维或其它纤维（如塑料纤维、纤维网等）即成为一种均匀而多向配筯的混凝土。

三、水泥混凝土路面的特点1.水泥混凝土路面的优点

(1).强度高

刚度大、承载能力强(2)稳定性好(3).耐久性好——一般能使用20年，而且它能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。(4)有利于夜间行车——混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利。(5).隔热性好——水泥混凝土路面冰雪融化慢，对于季节性冻土路段，保证路基冻土不融化失稳、具有重要价值。2.水泥混凝土路面的缺点(1)同等平整度舒适性较低——刚性路面模量很高，反弹颠簸大，设置的接缝多，振动大、噪声大。

(2)板体性强，对基层抗冲刷性要求高(3)刚性大，不适应较大沿降(4)对超载与脱空相当敏感(5)维修难度大5－2水泥砼路面构造

一、路基路基应稳定、密实、均质，对路面结构提供均匀的支承。

二、垫层①季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度时，差值以垫层补足；②水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层；三、基层基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。基层的宽度：应比砼面层每侧至少宽出300mm（小型机具施工）或500mm（轨道式摊铺机施工）或650mm（滑模式摊铺机施工）。路肩采用砼面层，其厚度与行车道面层相同时，基层宽度宜与路基同宽。级配粒料基层的宽度也与路基同宽。基层的类型和厚度见下表：交通等级基层类型特重交通贫砼、碾压砼或沥青砼基层重交通水泥稳定粒料或沥青碎石中等或轻交通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料类型适宜厚度（cm）贫砼或碾压砼12～20水泥或二灰稳定粒料15～25沥青砼4～6沥青碎石8～10级配粒料15～20多孔隙水泥稳定碎石排水10～14沥青稳定碎石排水8～10

四、面层

水泥砼面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。砼面板的抗滑标准以构造深度为指标。

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。

①纵向接缝的间距：按路面宽度在3～4.5m范围内确定。碾压砼、钢纤维砼面层在全幅摊铺时，可不设纵向缩缝。

②横向接缝的间距：普通砼面层一般为4～6m，面层板的长宽比不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25m2；碾压砼或钢纤维砼面层一般为6～10m；钢筋砼面层一般为6～15m。五、接缝的构造与布置

1.纵向接缝纵向接缝的布设应视路面宽度和施工铺筑宽度而定

一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝。纵向接缝在板厚中央设置拉杆，拉杆应采用螺纹钢筋，并应对拉杆中部100mm范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，可参照表15-6选用。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置予以调整，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于100mm。

拉杆直径、长度和间距（mm）面层厚度（mm）到自由边或未设拉杆纵缝的距离（m）3.003.503.754.56.007.50200～250

260～300

2.横向接缝：包括缩缝、胀缝和施工缝。1）横向缩缝——可等间距或变间距布置，采用假缝形式。特重和重交通公路、收费广场以及邻近胀缝或自由端部的3条缩缝，应采用设传力杆假缝形式。2）胀缝——在邻近桥梁或其他固定构造物处或与其他道路相交处应设置横向胀缝。设置的胀缝条数，视膨胀量大小而定。3）横向施工缝——每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，应采用加传力杆的平缝形式，其构造如图所示；设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同。遇有困难需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口缝形式，其构造如图示。传力杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距可按表选用最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为150～250mm。传力杆尺寸和间距面层厚度（mm）传力杆直径传力杆最小长度传力杆最大间距2202840030024030400300260324503002803545030030038500300

3.交叉口接缝布设

两条道路正交时，各条道路的直道部分均保持本身纵缝的连贯，而相交路段内各条道路的横缝位置应按相对道路的纵缝间距作相应变动，保证两条道路的纵横缝垂直相交，互不错位。在次要道路弯道加宽段起终点断面处的横向接缝，应采用胀缝形式。膨胀量大时，应在直线段连续布置2～3条胀缝。4、接缝填封材料1.）胀缝接缝板——应选用能适应砼板膨胀收缩、施工不变形、复原率高和耐久性好的材料。高速、一级公路宜选用泡沫橡胶板、沥青纤维板；其他等级公路也可选用木材类或纤维类板。2）接缝填料——应选用与砼接缝槽壁粘结力强、回弹性好，适应混凝土板收缩、不溶于水、不渗水、高温时不流淌、低温时不脆裂、耐老化的材料。常用的填缝材料有：聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、聚氨乙烯胶泥、沥青橡胶类、沥青玛蹄酯及橡胶嵌缝条等。

六、补强钢筋的布置

混凝土面层自由边缘下基础薄弱或接缝为未设传力杆的平缝时，可在面层边缘的下部配置钢筋。通常选用2根直径为12～16mm的螺纹钢筋，置于面层底面之上1／4厚度处并不小于50mm，间距为100mm，钢筋两端向上弯起，如图15-7所示。

承受特重交通的胀缝、施工缝和自由边的面层角隅及锐角面层角隅，宜配置角隅钢筋。通常选用2根直径为12～16mm的螺纹钢筋，置于面层上部，距顶面不小于50mm，距边缘为100mm，如图15-8所示。混凝土面层下有箱形构造物横向穿越，其顶面至面层底面的距离小于400mm或嵌入基层时，在构造物顶宽及两侧各(Ｈ+1)m，且不小于4m的范围内，混凝土面层内应布设双层钢筋网，上下层钢筋网各距面层顶面和底面1／4～1／3厚度处，如图15-9所示。构造物顶面至面层底面的距离在400~1200mm时，则在上述长度范围内的混凝土面层中应布设单层钢筋网。

钢筋网设在距顶面1／4～1／3厚度处，如图15-10所示。钢筋直径12mm，纵向钢筋间距100mm，横向钢筋间距200mm。配筋混凝土面层与相邻混凝土面层之间设置传力杆缩缝。

七、水泥混凝土路面接头的处理1.与构造物接头的处理混凝土路面与固定构造物相衔接的胀缝无法设置传力杆时，可在毗邻构造物的板端部内配置双层钢筋网；或在长度约为6～10倍板厚的范围内逐渐将板厚增20％。2.桥梁接头的处理

混凝土路面与桥梁相接，桥头设有搭板时，应在搭板与混凝土面层板之间设置长6～10m的钢筋混凝土面层过渡板。后者与搭板间的横缝采用设拉杆平缝形式，与混凝上面层间的横缝采用设传力杆胀缝形式。膨胀量大时，应连续设置2～3条设传力杆胀缝。当桥梁为斜交时，钢筋混凝土板的锐角部分应采用钢筋网补强。桥头未设搭板时，宜在混凝土面层与桥台之间设置长10～15m的钢筋混凝土面层板；或设置由混凝土预制块面层或沥青面层铺筑的过渡段，其长度不小于8m。3.与沥青路面接头的处理混凝土路面与沥青路面相接时，其间应设置至少3m长的过渡段。过渡段的路面采用两种路面呈阶梯状叠合布置，其下面铺设的变厚度混凝土过渡板的厚度不得小于200mm，如图15-12所示。过渡板与混凝土面层相接处的接缝内设置直径25mm、长700mm、间距400mm的拉杆。混凝土面层毗邻该接缝的1～2条横向接缝应设置胀缝。

5－3水泥砼路面施工方法

一、水泥混凝土路面对材料组成的要求１.

水泥

常用的路用水泥有道路硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。

２.粗集料集料是混凝土中份量最大的组成材料，粒径5mm以上者，称为粗集料；粒径5mm以下者，称为细集料。粗细集料在混凝土中占有4/5的比例；卵石最大公称粒径不宜大于19.0mm；碎卵石最大公称粒径不宜大于26.5mm；碎石最大公称粒径不宜大于31.5mm３.细集料细集料应采用质地坚硬、耐久、洁净的天然砂、机制砂或混合砂，并应符合规定。细集料的级配要求应符合规定，路面和桥面用天然砂宜为中砂，也可使用细度模数在2.0～3.5之间的砂。

４.粉煤灰及其他掺合料

混凝土路面在掺用粉煤灰时，应掺用质量指标符合规定的电收尘I、Ⅱ级干排或磨细粉煤灰，不得使用Ⅲ级粉煤灰。５.水

清洗集料、拌和混凝土及养生所用的水，不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等。饮用水一般均适用于混凝土。６.外加剂

混凝土外加剂已被列为混凝土混合料的必备成份。外加剂的用量一般不超过水泥用量的5％，常用的外加剂有引气剂、减水剂、促凝剂、早强剂、防冻剂及阻锈剂等。

二、水泥混凝土路面的施工准备１.选择摊铺成型施工机械

目前，我国在实际水泥混凝土路面工程建设中，高速公路、一级公路基本上使用滑模摊铺装备和工艺，二级及其以下公路水泥混凝土路面的施工，大多采用三辊轴机组施工设备与工艺，小型机具施工工艺多用于三、四级公路。２.施工组织

施工单位应根据设计图纸、合同文件、摊铺方式、施工条件等，确定混凝土路面施工工艺流程、施工方案，编制详细的切实可行的施工组织设计；对平面和高程进行复测和恢复性测量；建立具备资质要求的现场实验室；铺设必要的施工便道及对相关的技术人员进行培训。３.选择混凝土拌和场地和拌和机械

根据施工路线的长短和所采用的运输工具，混凝土可集中在一个场地拌制，也可以在沿线选择几个场地，随工程进展情况迁移，拌和场地的选择首先要考虑使运送混合料的运距最短；同时拌和场还要接近水源和电源。此外，拌和场应有足够的面积，以供堆放砂石材料和搭建水泥库房。４.基层的检查与整修

基层的宽度、路拱与标高、表面子整度和压实度，均应检查其是否符合要求。与公路等级相适应的机械装备摊铺机械装备高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路滑模摊铺机★★★▲●轨道摊铺机▲★★★●三辊轴机组●▲★★★小型机具×●▲★★碾压混凝土摊铺机×●★★▲

三、水泥混凝土路面施工工艺１.混凝土搅拌与运输（1）拌和①组成材料计量与进料顺序——进行拌和时，掌握好混凝土施工配合比，严格控制加水量，应根据砂、石料的实测含水量，调整拌和时的实际用水量。混合料组成材料的计量允许误差为：水泥±1%；粗细骨料为±5％；水为±1％；外加剂为±2％。②拌和时间——拌和时间依赖于叶片总行程从控制拌合物的粘聚性、匀质性及强度稳定性的角度出发，规定不同搅拌楼的总拌和时间及纯拌和时间。（2）运输混合料宜采用翻斗车或自卸车运输，当运距较远时，宜采用水泥混凝土搅拌车。

凝土拌和物出料到运输、铺筑完毕允许最长时间施工温度（℃）到运输完毕允许最长时间（h）到铺筑完毕允许最长时间（h）滑模、轨道三轴、小机具滑模、轨道三轴、小机具5~92.01.52.52.010~191.51.02.01.520~291.00.751.51.2530~350.750.501.251.0

２.小型机具铺筑混凝土面层

小型机具施工中、轻交通的低等级水泥混凝土路面时仍可使用。（1）安装模板模板架设与安装

支模前在基层上应进行模板安装及摊铺位置的测量放样，每20m应设中心桩；每100m宜布设临时水准点；核对路面标高、面板分块、胀缝和构造物位置。（2）摊铺、振实与整平①摊铺——混凝土拌合物摊铺前，应对模板的位置及支撑稳固情况，传力杆、拉杆的安设等进行全面检查。人工布料应用铁锹反扣，严禁抛掷和耧耙。人工摊铺混凝土拌合物的坍落度应控制在5～20mm之间，拌合物松铺系数宜控制在k=1.10～1.25之间，料偏干，取较高值；

②振实——插入式振捣棒振实在待振横断面上，每车道路面应使用2根振捣棒，组成横向振捣棒组，沿横断面连续振捣密实，并应注意路面板底、内部和边角处不得欠振或漏振。

③整平饰面——整平包括滚杠提浆整平、抹面机压浆整平、精整饰面三道工序，此三道整平工序缺一不可。

（3）.接缝施工①纵向施工缝施工——企口纵缝在滑模或模板上很容易制作，采用滑模施工时，纵向施工缝的中间拉杆可用摊铺机自动拉杆装置插入；侧向拉杆可使用边缘装置插入。采用固定模板施工方式时，应在振实过程中，从侧模预留孔中插入拉杆。②纵向缩缝施工——纵向缩缝可在摊铺过程中以专用的拉杆插入装置插入拉杆，并用切缝法施工假纵缝。③横向缩缝施工——在特重和重交通公路、收费广场、邻近胀缝或路面自由端的3条缩缝应采用假缝加传力杆型。传力杆设置方式有两种：一是用滑模摊铺机配备的传力杆自动插入装置在摊铺时置入；二是使用前置钢筋支架法施工。横向缩缝切缝：目前水泥混凝土路面切缝技术有很大进展，设备有软切缝机、普通切缝机、支架切缝机等；切缝方式有全部硬切缝、软硬结合切缝和全部软切缝三种。④胀缝施工——胀缝应采用前置钢筋支架法施工，也可采用预留一块面板，高温时再铺封。前置法施工，应预先加工、安装和固定胀缝钢筋支架，并在使用手持振捣棒振实胀缝板两侧的混凝土后再摊铺。

⑤横向施工缝——每天摊铺结束或摊铺中断时间超过30min时，混凝土已经初凝、中断或结束摊铺应使用端头钢模板设横向施工缝。其位置宜与胀缝或缩缝重合，确有困难不能重合时，施工缝应采用设螺纹传力杆的企口缝形式。⑥灌缝技术要求——采用0.50MPa压力水流或压缩空气清除接缝中砂石杂物和清洗缝槽，确保缝壁及内部清洁、干燥。具体要求是缝壁检验以擦不出灰尘为灌缝标准。（4）抗滑构造施工①拉毛处理——人工修整表面时，宜使用木抹。用钢抹修整过的光面，必须再拉毛处理，以恢复细观抗滑构造。②塑性拉槽——当工程量较小时，可使用人工拉槽施工。当工程量较大，施工速度较快时，宜采用拉毛机施工。③硬刻槽——特重和重交通混凝土路面宜采用硬刻槽，凡使用圆盘、叶片式抹面机整平后的混凝土路面、钢纤维混凝土路面必须采用硬刻槽方式制作抗滑沟槽。（5）混凝土路面养生一般养生天数宜为14～21d，高温天不宜少于14d，低温天不宜少于21d。掺粉煤灰的混凝土路面，最短养生时间不宜少于28d。

３.滑模机械铺筑混凝土面层

滑模摊铺技术是指采用滑模摊铺机铺筑混凝土路面的施工工艺。其特征是不架设边缘固定模板，能够一次完成布料摊铺、振捣密实、挤压成型、抹面修饰等混凝土路面摊铺功能。（1）准备工作①设备和机具——高速、一级公路推荐整幅滑模摊铺机

高速公路、—级公路施工，宜选配能一次摊铺2～3个车道宽度(7.5～12.5m)的滑模摊铺机，滑模摊铺选配机械设备的关键：一是按工艺要求配备齐全，缺一不可；二是生产稳定可靠，故障率低。②基准线设置——

滑模摊铺混凝土路面的施工应设置基准线。

③基层与封层表面处理——基层、封层表面及履带行走部位应清扫干净。摊铺面板位置应洒水湿润，但不得积水。④连接纵缝处理——

横向连接摊铺时，前次摊铺路面纵缝溜肩胀宽部位应切割顺直。⑤板厚检查——板厚控制必须在摊铺前的拉线上进行，并要求场站监理认可，否则摊铺后不合格很难弥补

（2）布料①布料高度——无论采用哪种布料方式，滑模摊铺机前的正常料位高度应控制在螺旋布料器叶片最高点以下，亦不得缺料。卸料、布料应与摊铺速度相协调。②松铺系数控制——当坍落度在10～50mm时，有布料机时，布料松铺系数宜控制在1.08～1.15之间。（3）铺筑作业技术要领①摊铺速度—操作滑模摊铺机应缓慢、匀速、连续不间断地作业。②松方控制板——应随时调整松方高度板控制进料位置，开始时宜略设高些，以保证进料。③振捣频率控制——正常摊铺时，振捣频率可在6000～11000r／min之间调整，宜采用9000r／min左右的频率。应防止混凝土过振、欠振或漏振。④纵坡施工——滑模摊铺机满负荷时可铺筑的路面最大纵坡为：上坡5％；下坡6％。

⑤弯道施工——

滑模摊铺机施工的最小弯道半径不应小于50m，最大超高横坡不宜大于7％。⑥插入拉杆——摊铺单车道路面，应视路面的设计要求配置一侧或双侧打入纵缝拉杆的机械装置。⑦控制表面砂浆厚度——机手应随时密切观察所摊铺的路面效果，注意调整和控制摊铺速度、振捣频率、夯实杆、振动搓平梁和搓平板位置、速度和频率。软拉抗滑构造表面砂浆层厚度宜控制在4mm，硬刻槽路面的砂浆表层厚度宜控制在2mm左右。⑧履带上已铺路面的时间——连接摊铺时，滑模摊铺机一侧履带上前次水泥混凝土路面的养护时间应控制在7天以上，最短不得少于5天。5.滑模摊铺路面修整滑模摊铺过程中应采用自动抹平板装置进行抹面。6.滑模摊铺结束后的工作彻底清洁保养滑模摊铺机

彻底清洗滑模摊铺机与混凝土接触的工作部位，已经结硬的混凝土必须剔除干净，并进行当日保养，加油加水，打润滑油等。

四、特殊气候条件下水泥混凝土路面的施工１.高温天施工

水泥混凝土面板高温天气条件施工的定义为：当施工现场的气温高于30℃，拌合物摊铺温度在30～35℃，同时，空气相对湿度小于80％时，混凝土面板的施工应按高温天的规定进行。高温施工的关键：一是控制拌和物的工作性能够顺利摊铺；二是保持混凝土拌合物摊铺温度不超过35℃，防止面板温差并裂；三是高温施工时，蒸发率很大，要加强洒水和覆盖养生，防止塑性收缩开裂及干缩开裂。２.低温季节施工当摊铺现场连续5昼夜平均气温在5～15℃，夜间最低气温高于-3～5℃，混凝土路面板的施工应按下述低温天施工规定的措施进行：（1）优选早强剂和促凝剂及其掺量拌和物中应优选早强剂、促凝剂品种与掺量。（2）加强保温保湿覆盖养生

五、

水泥混凝土路面的质量控制与检查

水泥混凝土施工质量的监控、管理与检查应贯穿整个施工过程，应对每个施工技术环节严格控制把关，对出现的问题或检验出的问题，立即进行纠正或停工整顿。混凝土路面铺筑必须得到正式开工令后方可开工。施工单位应随时对施工质量进行自检。混凝土路面完工后，应根据设计文件、竣工资料和施工单位提供的交工验收申请报告，按国家有关规定组织进行验收。六、钢筋混凝土路面简介钢筋混凝土路面是指板内配置有纵横向钢筋(或钢丝)网的混凝土路面。当混凝土路面尺寸较大(如板长为10～20m)；或者板下埋设地下设施或基层可能产生不均匀沉陷；或者板的平面形状不规则(如检查井等处的板)时，宜采用钢筋混凝土路面。

5、水泥混凝土路面面层板的质量检查项目

项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值高速、一级公路其他公路1∆弯拉强度（Mp）在合格标准之内按有关方法检查32∆板厚度（mm）代表值-5按有关方法检查每200m每车道2处3极值-103平整度σ（mm）1.52.5平整度仪：全线每车道连续3m直尺：每200m4处×3尺4处2IRI（m/km）2.54.2h（mm）5.04抗滑0.7~1.100.5~1.0砂铺法每200m1处25相邻板高差（mm）23每条胀缝2点，每200米抽纵、横缝各2条，每条各2点26纵、横缝顺直度（mm）10纵缝20m拉线，横缝沿板宽拉线；每200m4处，每200m4条17中线偏位（mm）20经纬仪：每200m4点18纵断高程（mm）±10±15水准仪：每200m4个断面19路面宽度（mm）±20米尺：每200m4处110横坡（%）±0.5±0.5水准仪：每200m4个断面10.7-

第五章思考题1.水泥混凝土路面有哪些特点？2.水泥混凝土路面的类型有哪些？3.简述水泥混凝土路面纵向接缝有几种？什么时候设置？4.简述水泥混凝土路面横向接缝有几种？什么时候设置？5.简述水泥混凝土路面垫层材料有哪些？适合于何种情况？6.简述水泥混凝土路面基层材料有哪些？适合于何种情况？7.简述水泥混凝土路面对面层材料有哪些要求？8.简述水泥混凝土路面常用的施工方法有哪些？9.简述水泥混凝土路面的施工程序？10.为什么要铺筑试验路段？什么时候铺筑？11.简述水泥路面施工中安全应注意哪些事项？12.简述水泥混凝土路面的质量控制检查项目有哪些？13.在什么情况下设置钢筋混凝土路面？14.简述水泥混凝土路面接头的处理措施有哪些？15.简述水泥混凝土路面冬季与夏季施工措施有哪些？

第六章

水泥混凝土路面设计本章的主要内容：1、刚性路面的特点与发展趋势;2、文克勒地基板的荷载应力分析;3、弹性半空间体地基板的荷载应力分析;4、半无限地基板荷载应力的有限元解;5、泥混凝土路面板厚的计算方法;混凝土板的平面尺寸设计;6、双层混凝土路面板厚计算。

本章的重点:弹性小挠度薄板理论;刚性路面板厚计算方法与平面尺寸设计。6－1概述

一、水泥混凝土路面设计方法简介1、

理论法—如美国波特兰水泥协会的PCA法。PCA法是应用文克勒地基上弹性薄板理论，考虑了水泥混凝土路面的使用年限、疲劳强度等多种因素，是一种比较完善的方法。2、

试验路法—如美国AASHO法（美国各州公路工作者协会）。AASHO法是以足尺试验路为基础，经过长期的观测，建立起轴载作用次数、路面结构厚度和使用性能之间的经验关系，提出了暂行的设计方法。3.典型路面结构图表法——如法国的设计方法。

二、半无限地基板荷载应力的有限元解

1．可以按板块的实际大小求解有限尺寸的板，从而消除无限大板的假设所带来的误差(此误差随荷载接近板边缘和相对刚度半径的增大而增加)；2．可以考虑各种荷载情况（包括荷载组合和荷载位置），而不必规定若干种典型的荷位，并且能解算简单的荷载组合情况。因此，可以求得符合实际荷载情况的应力分析；3．可以计及板的实际边界条件，如接缝的传荷能力、板和地基的脱空(不连续接触)等；4．所解得的结果是整个板面上的位移场和应力场，从而可以更全面地分析板的受荷情况。

三、水泥混凝土路面可靠度设计理论概述1、路面结构可靠度可定义为，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。混凝土路面结构可靠度也可以定义为，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。由此原理得到了极限状态设计表达式：

2、目标可靠度是所设计路面结构应具有的可靠度水平。

规范的目标可靠度是在分析了30多条已建混凝土路面的隐含可靠度，并结合国外的分析数据沥青路面的隐含可靠度后制定的。可靠度系数γr变异水平等级目标可靠度（%）95908580低1.2~1.331.09~1.161.04~1.08

中1.33~1.51.16~1.231.08~1.131.04~1.07高

1.23~1.331.13~1.181.07~1.116－2水泥混凝土路面的交通分析

一、标准轴载与荷载的换算我国水泥混凝土路面设计规范规定：以100kN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。

单轴—-单轮时

双轴—双轮组时

三轴—双轮组时

二、设计基准期和累计作用次数三、水泥混凝土路面的交通等级水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作用次数分为4级

交通分级特重重中轻设计车道标准轴载累计作用次数＞2000100～20003～100＞36－3水泥混凝土路面的设计参数

一、水泥混凝土路面的设计强度和弯拉弹性模量水泥混凝土板的计算是以抗弯拉强度作为控制指标的

二、水泥混凝土面板的厚度要求普通水泥混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或；连续配筋混凝土面层所需厚度，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。

混凝土弯拉强度标准值交通分级特重重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值5.05.04.54.0钢纤维混凝土的弯拉强度标准值6.06.05.55.0水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值弯拉强度1.01.52.02.53.0抗压强度5.07.711.014.919.3弯拉弹性模量1015182123

弯拉强度3.54.04.55.05.5抗压强度24.229.735.841.848.4弯拉弹性模量2527293133水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级特重重公路等级高速一级二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度270～240260～230250～220交通等级中等轻公路等级二级三、四级三、四级三、四级变异水平等级高中高中高中面层厚度240～210230～200220～200

三、公路的基层顶面当量回弹模量确定1.新建公路的基层顶面当量回弹模量可按式(16-7)计算确定。

2.在旧柔性路面上铺筑水泥混凝土面层时，原柔性路面顶面的当量回弹模量可按下式计算确定。

6－4水泥混凝土路面板厚的计算方法

根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气候、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方案。一、荷载疲劳应力分析1.选取混凝土板的纵向边缘中部作为产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位。2.标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力按下式确定

二、温度疲劳应力分析在临界荷位处的温度疲劳应力按式确定。

三、水泥混凝土路面板厚的确定水泥混凝土路面板厚需要满足行车荷载的疲劳应力和温度梯度的疲劳应力的综合作用，即需满足表达式。否则，初估板厚不合理。四、水泥混凝土面板厚度计算

1．交通分析2．初拟路面结构3．路面材料参数确定4．荷载疲劳应力

5．温度疲劳应力6.板厚的确定6－