混凝土路面板厚度计算示
例
1． 普通混凝土路面厚度计算示例
公路自然区划Ⅱ区拟新建一条二级公路，路基为粘质土，采用普通混凝土路面，路面宽9m.。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。试设计该路面厚度。 解：（1）交通分析
由表16-20，二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。由表16-3，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39。取交通量年平均增长率为5%。按式（16-4）计算得到基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为 属重交通等级。 （2）初拟路面结构
由表16-20相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级与中级变异水平等级，查表16-17，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0.18m。垫层为0.15m低剂量无机组合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m,长5.0m。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
按表16-23与表16-25，取普通混凝土面层的弯拉强度标准
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值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值为31GPa。
表16-14，路基回弹模量去30 MPa。查表16-27，低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600 MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300 MPa。
按式（16-51）计算基层顶面当量回弹模量如下：
普通混凝土面层的相对刚度半径按式（16-50b）计算为 （4）荷载疲劳应力
按式（16-50a），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为 因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数Kr=0.87。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
KfNen(9.885106)0.0572.504.根据公路等级，由表
16-24，考虑偏
载与动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数Kc1.20。 按式（16-49），荷载疲劳应力计算为 （5）温度疲劳应力
由表16-28，Ⅱ区最大温度梯度取88（oC/m）。板长5m，
l/r5/0.6777.39，由图
16-14可查普通混凝土板厚h= 0.22m，
Bx0.71。按式（16-56），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，按式（16-57计算，由表16-29可得，
自然区划为Ⅱ区，式中a0.828,b0.041,c1.323,Kt为
再由式（16-55）计算疲劳应力为
查表16-20，公路二级的安全2为三级，相应于三级安全等级
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的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%。再椐查得的目标
可靠度与变异水平等级，查表16-22，确定可靠度系数 因而，所选普通混凝土面层厚度（0.22m）可以承受设计基准期内荷载应力与温度应力的综合疲劳作用。 可
表16-20
公路技术等级 安全等级 设计基准期 目标可靠度（%） 目标可靠指标 变异水平等级 高速公路 一级 30 一级公路 二级 30 二级公路 三级 20 三四级公路 四级 20 靠
度
设
计
标
准
95 90 85 80 1. 1.28 1.04 0.84 低 低~中 中 中~高 水泥混凝土面层厚度的参考范围 表16-17 交通等级 公路等级 变异水平高低 中 特重 一级 低 二级 高速 中 低 中 重 一级 低 二级 中 第 3 页
面层厚度交通等级 公路等级 变异水平面层厚度≥≥≥240 中等 270260250~220 轻 二级 高 240~中 三四高 三四级 中 220~2三四级 高 中 230~200 260~2250~22公路混凝土路面交通等级
表16-4 交通等级 设计车道标准轴载累计作用次数Ne104 混凝土弯拉强度标准值表16-23 交通等级 水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 钢纤维混凝土的弯拉强度标第 4 页
6.0 6.0 5.5 5.0 5.0 5.0 4.5 4.0 特重 重 中等 轻 fr
特重 重 中等 轻 ＞2000 100~2000 3~100 ＜3 准值（MPa） 水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值
表16-25 弯拉强度（MPa） 抗压强度（MPa） 弯拉弹性模量（MPa） 弯拉强度（MPa） 抗压强度（MPa） 弯拉弹性模量（MPa） 稳定粒料基层与土基弯拉强度与抗压回弹模量 表16-14
项目 抗弯拉强度（MPa） 第 5 页
抗压回弹模量（MPa） 25 27 29 31 33 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 10 15 18 21 23 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 5.0 7.7 11.0 14.9 19.3 24.2 29.7 35.8 41.8 48.4 水泥稳定粒料 二灰稳定粒料 土基 1.0 1.0 1300~1600 1300~1600 30~80 垫层与基层材料回弹模量经验参考值范围 表16-27
材料类型 回弹模量（MPa） 80~100 150~200 180~200 材料类型 石灰粉煤灰土稳定粒料 水泥稳定粒料 沥青碎石（粗粒式，20o回弹模量（MPa） 1300~1700 1300~1700 600~800 中粗砂 天然砂粒 未筛分碎石 级配碎砾石（垫层） 级配碎砾石（基层） C） 200~250 沥青混凝土（粗粒式，20oC） 沥青混凝土（中粒式，20oC） 多孔隙水泥碎800~1200 250~350 1000~1400 石灰土 200~700 石（水泥剂量9.5%~3.5%） 多孔隙沥青碎1300~1700 石灰粉煤灰土 600~900 石（20oC，沥青含量600~800 第 6 页
2.5%~3.5%） 综表16-24 公路等级 Kc 合系数
Kc
高速公路 1.30 一级公路 1.25 二级公路 1.20 三四级公路 1.10 Tg
最大温度梯度标准值表16-28 公路自然区划 最大温度梯度（oC/m） 回
表16-29 系数 a b c
Ⅱ、Ⅴ Ⅲ Ⅳ、Ⅵ Ⅶ 83~88 90~95 86~92 93~98 归系数a、b与c
公路自然区划 Ⅱ 0.828 0.041 1.323 Ⅲ 0.855 0.041 1.355 Ⅳ 0.841 0.058 1.323 Ⅴ 0.871 0.071 1.287 Ⅵ 0.837 0.038 1.382 Ⅶ 0.834 0.052 1.270 第 7 页
