抗滑表层 构造深度 8、工程量计算
不小于1次/日 符合设计要求 砂铺法（手工或电动） 方案Ⅰ每公里工程量 结构层 回弹模量（Mpa） 长度（m) 宽度(m) 厚度(cm) 面积（m) 体积（m) 32石灰土层 550 1000 7.5 20 7500 1500 水泥稳定碎石 1500 1000 7.5 30 7500 2250 粗粒式密级配沥青混凝土 1000 1000 7 8 7000 560 细粒式密级配沥青混凝土 1400 1000 7 5 7000 350 方案Ⅱ每公里工程量 结构层 回弹模量（Mpa） 长度（m) 宽度(m) 厚度(cm) 面积（m) 体积（m) 9、方案选择
两种方案的工程量相差不大，但从安全角度和路面交通量的长远发展，应该选择偏于安全的路面结构，故选取方案Ⅰ为最终方案。
32石灰土层 550 1000 7.5 20 7500 1500 水泥稳定碎石 1500 1000 7.5 30 7500 2250 沥青贯入式 500 1000 7 6 7000 420 中粒式密级配沥青混凝土 1200 1000 7 5 7000 350 16
三、刚性路面结构设计
1.交通分析
（1）轴载换算： Ns???iNi(i?1nPi16) 100式中 ：Ns—100KN的单轴—双轮组标准轴载的作用次数；
pi—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）；
Ni—各类轴型i级轴载的作用次数； n—轴型和轴载级位数；
?i—轴—轮型系数（单轴—双轮组时，?i?1.00单轴—单轮时，按式
?i?2.22?103pi?0.43计算；双轴—双轮组时，按式?i?1.07?10?5pi?0.22；三轴
—双轮组时，按式?i?2.24?10?8pi?0.22计算。）
轴载换算结果下表所示。
轴载换算结果 车 型 名 称 解放CA15 轴位 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 Pi(KN) 20.97 70.38 59.5 115 28.7 68.2 48.3 100.3 45.4 180 60 220 百分比 0.2 0.2 0.25 0.25 0.15 0.15 0.1 0.1 0.106 0.106 0.09 0.09 Ni 500 500 625 625 375 375 250 250 265 265 225 225 ?i 599.88 1 383.1 1 524.16 1 419.04 1 430.35 3.41E-06 381.72 3.27E-06 Ns 4.19E-06 1.81 59.08 5848.51 4.16E-04 0.82 0.92 262.27 0.37 10.97 24.23 221.56 6431 黄河JN162 解放CA50 黄河JN151 太脱拉138S 交通SH361 ∑ 注：轴载小于20kN的轴载作用不计。
（2）计算累计当量轴次
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查《路线设计规范》得一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级，临界荷位处的车辆轮迹轮迹横向分布系数?是0.17~0.22取0.20，
gr?0.06，则：
Ns?(1?gr)t?1??3656341??(1?0.06)30?1??????365?0.2?3.71?107次 Ne???gr0.06查《水泥混凝土路面设计规范》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，标准轴载累计作用次数大于2000?10次时，属于特重交通等级，故本设计属于特重交通等级。
2.初拟路面结构
查规范可知，安全等级为一级的道路对应的变异水平等级为低~中级，取中级进行设计。根据一级公路特重交通等级和中级变异水平，查规范可得水泥混凝土面层厚度要求≥250mm。初拟路面结构方案如下：
方案一：单层混凝土路面板。普通混凝土面层厚度为0.3m，基层选用6%水泥稳定石粉，厚度为0.15m，底基层选用3%的水泥稳定石粉，厚度为0.20m。普通混凝土板平面尺寸为宽3.75m，长4.5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。
方案Ⅱ：双层混凝土路面板。普通混凝土面层厚度为0.26m，碾压混凝土板基层厚度为0.13m，底基层选用3%水泥稳定石粉，厚度为0.15m。普通混凝土板平面尺寸为宽3.75m，长4.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。碾压混凝土不设纵缝，横缝设假缝，间距（板长）4m。
3. 设计计算
方案一 （1）路面材料参数确定
查规范可得，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值为31?10MPa。6%水泥稳定石粉回弹模量取700MPa，3%水泥稳定石粉回弹模量取300MPa
路基回弹模量为30MPa。查规范可得，计算基层顶面当量回弹模量如下：
2h12E1?h2E20.152?700?0.22?300 Ex???444MPa 2h12?h20.22?0.152343E1h13E2h2(h1?h2)211?1Dx???(?)12124E1h1E2h22700?0.315?30030.2?(0.20.15)1?1???(?)12124700?0.15300?0.2?1.57（MN*M）118
112Dx112?1.57hx?()3?()3?0.349mEx444
??E444??a?6.22??1?1.51(x)?0.4?5?6.22??1?1.51?()E30?0??0.45??3.426??
b?1?1.44(Ex?0.55444?)?1?1.44?()E0300.55?0.6731Ex14440.673Et?ahE0()3?3.426?0.349?30?()3?124MPa
E030bx式中：
Et——基层顶面的当量回弹模量； E0——路床顶面的回弹模量；
Ex——基层和底基层或垫层的当量回弹模量；
E1,E2——基层和底基层或垫层的回弹模量；
hx——基层和底基层或垫层的当量厚度； Dx——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度；
h1,h2——基层和底基层或垫层的厚度；
Ex a?b——与
E0有关的回归系数。
普通混凝土面层的相对刚度半径计算为：
r?0.537h(EcEt)?0.537?0.3?(3100013)?1.015?m? 12413（2）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：
?ps?0.077r0.6h?2?0.077?1.0150.6?0.3?2?0.863MPa
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
应力累计疲劳作用的疲劳应力系数：
Kf?Nev?(3.71?107)0.057?2.7
根据公路等级，查《水泥混凝土路面设计规范》考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损
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失影响的综合系数Kc?1.25。
荷载疲劳应力计算为：
?pr?KrKfKc?ps?0.9?2.7?1.25?0.847?2.62MPa
（3）温度疲劳应力
查《水泥混凝土路面设计规范》Ⅳ区最大温度梯度取88(℃/m)。板长4.5m ,
l?4.5?4.43。 r1.015
图 温度应力系数Bx
由图可查普通混凝土板厚h?0.3m,Bx?0.38。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：
?tm?acEchTg2?51?10?310?00?0.388Bx??0.3?821.5MP5a5
，c?1.323,b?0.058。温度疲劳应查规范可得，自然区或分为Ⅳ区，式中?=0.841力系数Ki计算为：
Kt??fr??tmc5.0?1.5551..323?a()?b?0.841?()?0.058?0.39 ????tm?f1.5555.0??r??计算温度疲劳应力为：
?tr?Kt?tm?0.39?1.555?0.61MPa
一级公路的安全等级为二级，相应于二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《水泥混凝土路面设计规范》得可靠度系
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