路面工程施工主講老師：王霞江西交通職業技術學院水泥混凝土路面組合設計水泥混凝土路面組合設計1水泥混凝土路面設計參數2水泥混凝土板厚的計算流程3目錄水泥混凝土路面組合設計結構層的組成路面結構層指的是構成路面的各鋪砌層，按其所處的層位和作用，有面層、基層、底基層和墊層。見圖1-1。最新《規范》中指出路面結構層由三部分組成：面層、基層和底基層。之前的墊層，可歸為功能層或路基處置層。底基層基層面層圖1-1墊層水泥混凝土路面組合設計結構層的組成圖1-2路面結構設計圖單位：cm水泥混凝土路面組合設計結構層的組成面層——C30水泥混凝土22cm案例：組合：基層——水泥穩定碎石

20cm底基層——級配碎石

20cm水泥混凝土路面組合設計路基路基應穩定、密實、均質，對路面結構提供均勻的支承。路床頂面的綜合回彈模量值，交通荷載等級為輕交通時不得低于40MPa，中等或重交通時不得低于60MPa，特重或極重交通時不得低于80MPa。01當路床頂面的綜合回彈模量值不滿足要求時，應選用粗粒土或低劑量無機結合料穩定土作路床或上路床填料。02當路基工作區底面接近或低于地下水位時，可采取更換填料、設置排水滲溝等措施。03水泥混凝土路面組合設計墊層溫濕度不良時，設置在路面基層或底基層與路基之間的結構層次《公路水泥混凝土路面設計規范》規定：季節性冰凍地區，路面結構厚度小于最小防凍厚度要求時，應設置防凍墊層，使路面結構厚度符合要求；水文地質條件不良的土質路塹，路床土濕度較大時，宜設置排水墊層。01排水砂墊層防凍墊層水泥混凝土路面組合設計墊層水泥混凝土路面組合設計基層和底基層足夠的抗沖刷能力和適當的剛度。01承受極重、特重或重交通荷載的路面，基層下應設置底基層；承受中等或輕交通荷載時，可不設底基層。02材料符合要求和供應條件，參照表1-1和表1-2選用。03水泥混凝土路面組合設計基層和底基層當基層采用無機結合料穩定類材料，且上路床由細粒土組成時，應在基層下設置粒料類底基層。04硬路肩采用混凝土面層時，基層的結構與厚度應與行車道相同?；鶎拥膶挾葢然炷撩鎸用總葘挸?0cm（小型機具施工時）或65cm（滑模式攤鋪機施工時）。05水泥混凝土路面組合設計基層和底基層表1--1

各交通荷載等級的基層材料類型交通荷載等級基層材料類型基層材料類型貧混凝土、碾壓混凝土。瀝青混凝土重密級配瀝青穩定碎石水泥穩定碎石中等、輕石灰﹑粉煤灰穩定碎石水泥穩定碎石，石灰、粉煤灰穩定碎石。水泥混凝土路面組合設計基層和底基層表1--2

各交通荷載等級的底基層材料類型交通荷載等級底基層材料類型極重、特重、重級配碎石，水泥穩定碎石，石灰、粉煤灰穩定碎石。中等﹑輕未篩分碎石、級配礫石，或不設。水泥混凝土路面組合設計面層水泥混凝土面層應具有足夠的強度和耐久性，表面應抗滑、耐磨和平整。01面層宜采用設接縫的普通水泥混凝土。當面層板的平面尺寸較大或形狀不規則，路面結構下埋有地下設施，位于高填方、軟土地基、填挖交界段等有可能產生不均勻沉降的路基段時，應采用接縫設置傳力桿的鋼筋混凝土面層。02水泥混凝土路面組合設計面層路面表面必須采用拉毛、拉槽、壓槽或刻槽等方法筑做表面構造，在交工驗收時，構造深度應滿足表1-3的要求。04普通水泥混凝土路面和鋼筋混凝土路面面層的計算厚度，可依據交通荷載等級、公路等級和變異水平，計算確定。各種混凝土面層的設計厚度應依據計算厚度加6mm磨耗層后，按10mm向上取整。03水泥混凝土路面組合設計面層表1--3各級公路水泥混凝土面層的表面構造深度要求（單位：mm）注：1.特殊路段：對于高速和一級公路指立交、平交或變速車道等處，對于其他等級公路指急彎，陡坡、交叉口或集鎮。2.在年降雨量600mm以下的地區，表中所列數值可適當降低。公路等級高速公路、一級公路二、三、四級公路一般路段0.70～1.100.50~1.00特殊路段0.80～1.200.60~1.10水泥混凝土板厚的計算流程初擬路面結構，包括路床、墊層、基層和面層的材料類型和厚度。01初選水泥混凝土板厚度。02步驟：水泥混凝土板厚的計算流程分別計算荷載疲勞應力和溫度疲勞應力。03判斷：初選厚度滿足要求，可作為水泥混凝土板的計算厚度。否則，重新擬定、重新計算直到滿足要求為止。04注意：水泥混凝土板的設計厚度依據計算厚度加6mm磨耗層后，按10mm向上取整。水泥混凝土板厚的計算流程圖1--3計算流程水泥混凝土路面設計參數1、安全等級和可靠度各級公路水泥混凝土路面結構的設計安全等級及相應的設計基準期、目標可靠指標與目標可靠度，應符合表1-4的規定。二級及二級以下公路路面結構破壞可能產生很嚴重的后果時，可提高一級安全等級。表1-4可靠度設計標準公路技術等級高速一級二級三級四級安全等級一級二級三級設計基準期（年）30201510目標可靠度（%）9590858070目標可靠指標1.641.281.040.840.52水泥混凝土路面設計參數2、變異水平路面材料性能和結構尺寸參數的變異水平可分為低、中和高三級。高速公路、一級公路的變異水平等級以為低級，二級公路的變異水平等級應不大于中級。主要設計參數的變異系數變化范圍應符合表1-5的規定。表1-5變異系數Cv的變化范圍變異水平等級低中高水泥混凝土彎拉強度0.05≤Cv≤0.100.10<Cv≤0.150.15<Cv≤0.20基層頂面當量回彈模量0.15≤Cv≤0.250.25<Cv≤0.350.35<Cv≤0.55水泥混凝土面層厚度0.02≤Cv≤0.040.04<Cv≤0.060.06<Cv≤0.08水泥混凝土路面設計參數3、設計軸載累計作用次數水泥混凝土路面按疲勞斷裂設計標準進行結構分析時，以100kN單軸—雙輪組荷載作為設計軸載。對極重交通荷載等級的水泥路面，宜選用貨車中占主要份額的特重車型的軸載作為設計軸載。各級軸載作用次數Ni可按式（1-1）換算為設計軸載的作用次數Ns。

（1-1）式中：Pi——第i級軸載重，kN。n——各種軸型的軸載級位數。Ps——設計軸載重，kN。Ni——i級軸載的作用次數。Ns——設計軸載的作用次數。水泥混凝土路面設計參數3、設計軸載累計作用次數設計基準期內水泥混凝土路面設計車道臨界荷位處所承受的設計軸載累計作用次數，應按式（1-2）計算確定。（1-2）式中：Ne——設計基準期內設計車道所承受的設計軸載累計次數，軸次/車道。t

——設計基準期，年。η——臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數，按表1-6選取。

gr——基準期內貨車交通量的年平均增長率，%。水泥混凝土路面設計參數表1-6車輛輪跡橫向分布系數注：車道、行車道較窄或者交通量較大者，取高值；反之取低值。公路等級縱縫邊緣處高速公路、一級公路、收費站0.17~0.22二級及二級以下公路行車道寬>7m0.34~0.39行車道寬≤7m0.54~0.62水泥混凝土路面設計參數4、交通荷載分級按設計基準期內設計車道臨界荷位處所承受的設計軸載累計作用次數分為5級，分級范圍如表1-7所示。表1-7交通荷載分布交通荷載等級極重特重重中等輕設計基準期內設計車道承受設計軸載（100kN）累計作用次數Ne（104）>1×1062000~1×106100~2000100~3<3水泥混凝土路面設計參數5、水泥混凝土設計強度水泥混凝土的設計強度采用28d齡期的彎拉強度。各交通荷載等級要求的水泥混凝土彎拉強度標準值不得低于表1-8的規定。表1-8水泥混凝土彎拉強度標準值交通荷載等級極重、特重、重中等輕水泥混凝土的彎拉強度標準值(MPa)≥5.04.54.0水泥混凝土路面設計參數6、防凍層在季節性冰凍地區，路面結構層的總厚度不應小于表1-9規定。表1-9水泥混凝土路面最小防凍層注：1.易凍脹土——細粒土質礫（GM，GC），除極細粉土質砂外的細粒土質砂（SM、SC），塑性指數小于12的黏質土（CL、CH）。2.很易凍脹土——粉質土（ML、MH）、極細粉土質砂（SM）,塑性指數在12~22之間的黏質土（CL）。3.凍深小或填方路段，或者基層、功能層為隔溫性能良好的材料，可采用低值；凍深大或挖方及地下水位高的路段，或者基層，功能層為隔溫性能稍差的材料，應采用高值。4.凍深小于0.50m的地區，一般不考慮結構層防凍厚度。水泥混凝土路面設計參數7、最大溫度梯度標準值水泥混凝土面層的最大