路面工程的分类、计算及设计步骤

路面工工程的的分类类、计计算及及设计计步骤骤路面是是支承承在路路基之之上的的各个个结构构层的的总称称，它它包括括面层层、基基层、、垫层层等层层次路面直直接承承受荷载和自然因因素的作用用面层面层直直接承承受行行车荷荷载的的垂直直力、、水平平力、、以及及车身身后所所产生生的真真空吸吸力的的反复复作用用，同同时受受到降降雨和和气温温变化化的不不利影影响最最大，，是最最直接接地反反映路路面使使用性性能的的层次次。因因此，，面层层应具有较较高的的结构构强度度、刚刚度和和稳定定性，，并且且耐磨磨、不不透水水，其其表面面还应应具有有良好好的抗抗滑性性和平平整度度。道路等等级愈愈高、、设计计车速速愈大大，对对路面面抗滑滑性、、平整整度的的要求求愈高高。修筑高高等级级道路路面层层所用用的材材料主主要有有沥青混混合料料和水水泥混混凝土土等。。5.1概述5.1.1路面结结构组组成基层基层主主要承承受面面层传传递的的车轮轮垂直直力的的作用用，并并把它它扩散散到垫垫层和和土基基，基基层还还可能能受到到面层层渗水水以及及地下下水的的侵蚀蚀。故故需选择强强度较较高，，刚度度较大大，并并有足足够水水稳性性的材材料。用来修修筑基基层的的材料料主要要有：：水泥、、石灰灰、沥沥青等等稳定定土或或稳定定粒料料(如碎石石、砂砂砾)，工业业废渣渣稳定定土或或稳定定粒料料，各各种碎碎石混混合料料或天天然砂砂砾。。垫层并非所所有的的路面面结构构中都都需要要设置置垫层层，只有在在土基基处于于不良良状态态，如如潮湿湿地带带、湿湿软土土基、、北方方地区区的冻冻胀土土基等等，才才应该该设置置垫层层，以排排除路路面、、路基基中滞滞留的的自由由水，，确保保路面面结构构处于于干燥燥或中中湿状状态。。修筑垫垫层的的材料料，强强度不不一定定很高高，但但隔温、、隔水水性要要好，，一般般以就就地取取材为为原则则，选选用粗砂、、砂砾砾、碎碎石、、煤渣渣、矿矿渣等等松散散颗粒粒材料料，或或采用用水泥泥、石石灰煤煤渣稳稳定的的密实实垫层层。一些发发达国国家采采用聚聚苯乙乙烯板板作为为隔温温材料料。路面分分类按材料料分：沥青混混合料料类、、水泥泥混凝凝土类类……按强度度构成成分：密实类类、嵌嵌挤类类……从力学学性能能分：柔性路路面、、刚性性路面面……5.1.2路面类类型与与等级级刚性路路面指指水泥泥混凝凝土路路面。包括括素水水泥混混凝土土和钢钢筋混混凝土土路面面等。。它的的强度度高，，刚性性大，，板体体性好好，有有较强强的扩扩散应应力的的能力力。路面结结构计计算采采用弹弹性地地基板板理论论。柔性路面主主要指各类类沥青路面面。它的刚度度较小，在在荷载作用用下弯沉变变形较大，，抗剪、抗抗弯拉强度度较低。土土基和基层层的强度对对路面结构构整体强度度有较大的的影响。此此类路面有有弹性，柔柔性较好，，路面无接接缝，有较较好的行车车舒适性能能。路面结构计计算采用弹弹性层状体体系理论。。路面等级分为高级、次高高级、中级级和低级路路面四级。5.1.3路拱横坡通过设置路路拱横坡，，将路表水水向两侧排排流。路拱横坡度度的大小，，应考虑行行车平稳和和有利于横横向排水两两方面的要要求。路面、路肩肩的横向坡坡度范围5.1.4对路面的基基本要求1.足够的强度度和刚度2.良好的稳定定性(水、温)结构性能()3.耐久性4.平整度5.表面抗滑性性能使用性能(PresentServieabilityIndex、RunningQualityIndex、TextureDepth)5.2沥青路面一.定义沥青路面是是在柔性基基层、半刚刚性基层上上，铺筑一一定厚度的的沥青混合料料作面层的路路面结构。。5.2.1沥青路面特特点沥青混合料料沥青混凝土土(AsphaltConcrete)沥青碎石(AsphaltMacadam)沥青玛蹄脂脂(StonefilledMasticAsphalt)………二.特点表面平整无无接缝，行车振动动小，噪音音低，开放交通快快，养护简便便，适宜于于路面分期期修建。沥青路面的的缺点是温度敏感性性较高。夏季季强度下降降，若控制制不好会使使路面发软软泛油或推推移剪裂破破坏。低温温时沥青材材料变脆可可能引起路路面开裂。。5.2.2路面材料的的强度与稳稳定性一.强度和应力力-应变力学参数抗压强度抗剪强度抗(弯)拉强度应力-应变:劲度模量，，弹性模量量应力—应变关系沥青混合料料的弹、粘粘、塑性性性质劲度模量作为表征弹弹--粘塑性材料料的性质指指标，劲度度模量：二、稳定性性沥青混合料料的稳定性性通常指高温稳定性性、低温稳稳定性和水水稳性三个方面。。稳定性试验验各项指标的的试验应按按现行《公路工程沥沥青及沥青青混合料试试验规程》(JTJ052-2000)规定的方法法执行。5.2.3沥青路面设设计经验法(AASHTO，CBR)理论法（AI，Shell)设计方法《公路沥青路路面设计规规范》(JTGD50-2006)规定：新建建路面、改改建路面，，都采用理理论法。基本假设：：1.各层连续，，完全弹性性，各向同同性，位移移、形变微微小；2.无限远处，，应力、形形变、位移移为0；3.层间接触，，连续或滑滑动；4.不计自重。。弹性层状体体系理论结构对称荷载对称轴对称弹性性空间课题题将各应力分分量,代入平衡方方程,变形连续方方程中:积分变换法法求解例：圆形均布垂垂直荷载下下双层体系系垂直位移移(弯沉)单圆图示令--弯沉系数。。计算或查查图14-4(P335)则，理论弯弯沉式中：--弯沉系数。。计算或查查图14-13(P359)双圆图示单圆叠加,理论弯沉N层弹性层状状体系计算图示弹性层状体体系理论可可求出任一一位置应力力、变形。。--计算软件BISAR(Shell)1.沉陷、车辙辙、弹簧—垂直力作用用，整体强强度不足2.推移、搓板板、拥包—垂直力、水水平力综合合作用，抗抗剪强度不不足3.纵、横、网网裂—疲劳开裂，，低温裂缝缝，其它4.松散、泛油油、啃边—材料选择，，施工质量量沥青路面的的损坏状况况5.2.3.1沥青路面的的破坏状态态与设计标标准路面设计只只针对最容容易损坏点点(控制点)进行分析、、计算。综合考虑前前三种损坏坏，制定控控制指标。。1.公路(1)路面结构表面综合弯弯沉--反映结构整整体强度和和刚刚度，，且与使用用状态存在一定联联系。要求：控制第1类破坏。ls沥青路面设设计标准(2)整体性结构层拉应应力但要求：控控制第3类破坏半刚性基层层沥青混凝土土路面*整体性结构构层5.2.3.2沥青路面设设计路面设计主主要包括以以下三方面面内容：1).结构层组合合设计根据路面等等级，结合合考虑当地地交通、气气候和路用用材料特点点，拟定路路面各结构构层。可做做2～3个组合设计计方案，加加以比较并并择优选取取。2).路面材料配配合比设计计对选定的路路面结构层层(面层、基层层、垫层)所用的材料料，进行原原材料选择择，混合料料配合比设设计，包括括目标配合合比设计、、生产配合合比设计和和试拌试铺铺试验路检检验。3).路面结构计计算①由设计年限限累计交通通量，确定定路面设计计弯沉值，，以它为指指标来进行行路面厚度度计算。②对高速公路路，一级、、二级公路路沥青混凝凝土面层和和半刚性基基层，应验验算拉应力力是否满足足相应的容容许拉应力力的要求。。③在季节性冰冰冻地区，，尚应验算算防冻厚度度是否满足足要求。一.组合设计原原则充分考虑道道路所承担担的交通荷荷载特点、、当地的自自然环境、、材料供用用情况，以以路面结构构达到最佳的工作作状态，方方便施工为原则。二.结构层数、、类型1.面层沥青面层通通常由双层层或三层组组成。5.2.3.3路面结构组组合设计2.基层选择基层结结构类型时时，应充分分考虑材料料供用及各各类基层的的特点及适适用性。适宜各公路路等级的基基层类型公路等级基层底基层高速公路、一级公路沥青碎石水泥稳定碎石石灰粉煤灰稳定碎石级配碎石水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料、石灰稳定粒料、水泥稳定土、石灰粉煤灰稳定土、级配粒料、天然砂砾二级及二级公路以下水泥稳定粒料石灰粉煤灰稳定粒料石灰稳定粒料级配碎砾石水泥稳定土、石灰粉煤灰稳定土、天然砂砾、石灰稳定土、注：粒料包包括碎石、、砾石、砂砂砾3.垫层并非所有路路段都需要要设置垫层，只有有在路基处处于不良状状态，如潮潮湿地带、、湿软土基基、冻胀土土基等，才才应该设置置垫层。垫层材料可选用粗砂砂、砂砾、、碎石、煤煤渣、矿渣渣等粒料以以及水泥或或石灰煤渣渣稳定类、、石灰粉煤煤灰稳定类类等。垫层厚度一般为20cm，并结合防防冻要求设设置(路面最小防防冻厚度)。4.自然因素湿热多雨地地区路表水排除除与防渗、、地下水的的处理，表表面层防滑滑、防渗，，如采用SMA-13，AC-13或AC-16。中面层考考虑足够的的抗变形能能力，特别别是高温条条件下抵抗抗变形的能能力，可采采用AC-20、AC-25、ATB-25(密级配沥青青碎石)。基层应选选择水稳性性好，抗冲冲刷性强的的材料，如如贫混凝土土、沥青碎碎石，水泥泥稳定碎石石等。干旱缺水地地区，基层宜少用用水硬性材材料（如水水泥），砂砂石路面可可用干压碎碎石。在季节性冰冻冻地区应设置防止止冻胀和翻翻浆的垫层层。此外，，路面总厚厚度必须大大于当地的的冰冻深度度。三、结构组组合层间连续层与层之间间应洒透层层沥青、粘粘层油或钉钉子石等。。相邻层次的的相互影响响《公路沥青路路面设计规规范》(JTGD50-2006)规定：对于于半刚性基基层沥青路路面结构，，基层与沥沥青面层的的模量比宜宜在1.5—3之间；基层层与底基层层的模量比比不宜>3；底基层与与土基模量量比宜在2.5—12.5之间。《公路沥青路路面设计规规范》(JTGD50-2006)二指标设计计方法5.2.3.4新建路面厚厚度设计1.路面弯沉采用双圆垂垂直均布荷荷载作用下下的多层弹弹性层状体体系理论，，以设计弯沉值值为路面整体体刚度指标标，进行路路面厚度设设计。路面弯沉标标准Ls≤Ld式中：Ls—轮隙中心路路表的实际际弯沉，0.01mm；Ld—路面的设计计弯沉，0.01mm。式中：Ne—设计年限内内设计车道道上通过的的累计当量量轴次；Ac—公路等级系系数；As—面层类型系系数；Ab—基层类型系系数。1)设计弯沉LdLd=600Ne-0.2AcAsAb(5.8)2)实际弯沉Ls图中A点的弯沉值值可以根据据弹性层状状体系理论论计算。而而实际弯沉沉(Ls)为理论弯沉沉(Lc)乘以修正系系数F，即：式中：p、—标准轴载轮轮胎接地压压强和当量量圆半径，，F—弯沉综合修修正系数；；E0—土基弹性模模量，MPa；—理论弯沉系系数，由弹弹性层状体体系理论计计算得出。。拉应力均应应满足小于于容许拉应应力的要求求：1)层底最大拉拉应力2.路面结构层层底拉应力力验算2)容许拉应力力式中：—劈裂抗拉强强度，MPa—抗拉强度结结构系数。。对于沥青混混凝土面层层：对于无机结结合料稳定定集料：对于无机结结合料稳定定细料土类类：抗拉强度结结构系数：：式中：Ac—公路等级系系数；Aa—沥青混凝土土类型系数数。3.沥青路面结结构设计参参数交通荷载参参数(1)标准轴载及及轴载换算算以双轮组单单轴载100kN为标准轴载载(BZZ-100)。标准轴载的的计算参数数标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ-100双轮组单轴重P(KN)100双圆图示当量圆直径d(cm)21.3轮胎接地压强p(MPa)0.7两轮中心距(cm)1.5dⅰ)以设计弯沉沉为指标计计算路面厚度及验算沥青层层层底拉应应力时，各级轴轴载(包括车辆的的前、后轴轴)Pi的作用次数数ni，均按下式式换算成标标准轴载P的当量作用用次数N：式中：C1—轴数系数；；C2—轮组系数。。ⅱ)验算半刚性基层层层底拉应应力时，各级轴轴载（包括括车辆的前前后轴）Pi的作用次数数ni，按下式换换算成标准准轴载P的当量作用用次数N’：式中：—轴数系数；；—轮组系数。。(2)累计当量轴轴次设计年限(t年)内设计车道道上的累计计当量轴次次Ne按下式计算算：式中：N1—第一年双向向日平均当当量轴次(次/日)；—设计年限内内交通量的的平均年增增长率(%)；—设计车道的的车轮轮迹迹横向分布布系数(Tab.5.9)。新建公路初步设计时时：查表法、室室内试验法法、换算法法等。当路基建成后：在不利季节节实测各路路段土基回回弹模量代代表值。材料性质参参数土基回弹模模量E0ⅰ)查表法根据土类类、自然然区划和和干湿类类型，平平均稠度度wc，查《公路沥青青路面设设计规范范》(JTGD50-2006)附表F。ⅱ)室内试验验法取代表性性土样，，按照《公路土工工试验规规程》(JTJ051)小承载板板法试验验步骤测测定土的的回弹模模量。承载板法法按照《公路路基基路面现现场测试试规程》(JTJ059)规定，采采用直径径30cm的刚性承承载板，，在土基基表面逐逐级加载载和卸载载，测出出与每级级荷载pi相对应的的回弹变变形li，绘制曲曲线，，取其直直线段。。ⅲ)换算法土的回弹弹模量E0，土基稳稳定含水水量wc，压实度度(重型Kh)，CBR值各指标标间的相相关关系系式(表14-11和表14-12)。ⅳ)现场实测测法土基回弹弹模量E0：式中：D—承载板直直径，D=30cm；—土的泊松松比，取取0.35；pi、li—各级压强强(MPa)与其相对对应的回回弹变形形值(0.01mm)，(li≤≤1mm，p≤0.7MPa)。路段路基基回弹模模量设计计值：式中：—高速、一一级公路路为2，二、三三级公路路为1.645；K1—季节影响响系数。。(--高速、一一级公路路为2，二、三三级公路路为1.645)用标准车车停驻在在土基表表面，测测定轮隙隙中心下下的回弹弹弯沉值值，按下下式计算算土基回回弹模量量E0：式中：p—轮胎接地地压强(MPa)与当量圆圆半径(cm)；l0—回弹弯沉沉代表值值0.01mm，弯沉测定定法计算路面面厚度时，各层层材料采采用20℃抗压回弹弹模量验算层底拉应应力时，采用用15℃抗压回弹弹模量、15℃劈裂强度度。路面材料料的泊松松比均取取0.25，即=0.25；路面材料设计计参数参参见《公路沥青青路面设设计规范范》(JTGD50-2006)(3)路面材料料设计参参数值小结新建路面面厚度设设计方法法5.2.3.4沥青路面面补强设设计1)对现有路路面结构构状况进进行调查查，旧路路面强度度评定；；2)根据使用用要求及及工程实实际情况况，选用用水泥混混凝土加加铺结构构，或者者沥青混混凝土加加铺结构构；3)确定原路路面的当当量回弹弹模量；；4)拟定几种种可能的的结构组组合，确确定各补补强层的的材料参参数；5)计算设计层厚度，对对季节性冰冰冻地区区的潮湿湿、过湿湿路段还还应验算算防冻厚厚度；6)根据各方案的的计算结结果，进进行技术术经济比比较，确确定采用用的补强强方案；；7)地表或地下排排水不良良路段，，应采取取措施改改善或增增设排水水设施；；在旧路面面上加铺铺补强层层，可以以提高路路面的承载能力力，改善使用性能能。补强设计计包括如如下主要要内容：现有路面状况况调查①对于当前前的交通通量和车车型组成成进行实实地观测测，并预预估交通通量增长长趋势，，确定年年平均增增长率；；②公路新建建和养护护的有关关技术资资料、现现有路况况、病害害种类与与程度、、排水与与积水状状况以及及有无积积雪、积积沙等；；③路面结构构、宽度度、各层层厚度。。对面层层、基层层、垫层层等应分分层取样样试验，，判断其其结构层层或材料料是否可可以利用用；④路床范围围内路基基土的压压实度、、分层含含水量与与土质类类型等。。原路面强度度评价桩号段长段长在不利季季节进行行，采用用标准轴轴载(BZZ-100)汽车测定定原有路路面的弯弯沉。测测点间距距一般为为20～50m。原路面分分段分段时应应考虑下下列因素素：ⅰ)同一路段段路基的的干湿类类型与土土质基本本相同；；ⅱ)同一路段段内各测测点的弯弯沉值比比较接近近;ⅲ)各路段的的最小长长度应与与施工方方法相适适应，一一般不小小于500m，机械化化施工时时不应小小于1km。各路段的计计算弯沉沉计算回弹弹弯沉按按下式计计算：式中：—实测弯沉沉的平均均值(0.01mm)；S—实测弯沉沉的标准准差(0.01mm)；Za—保证率系系数，高高速、一一级公路路:1.645，其它公公路取1.5；K1、K2—季节影响响系数、、湿度影影响系数数；K3—温度修正正系数。。如果，需进行行补强设设计旧沥青路路面上加铺沥青混凝凝土面层层1)旧沥青路路面的顶顶面当量量回弹模模量值2)补强层厚厚度设计计组合设计计设计控制制指标--5.3水泥混凝凝土路面面一、定义义水泥混凝凝土路面面(CementConcretePavement)是指以水泥混凝凝土板作作为面层层，下设基基层、垫垫层所组组成的路路面结构构，又称称刚性路路面。PC(plainconcrete)CCPRC(reinforcedconcrete）RCC（rolledcompactconcrete)SFRC(steelfiberreinforcedconcrete)5.3.1概述二、构造造特点混凝土随随温度、、湿度的的变化而而发生变变形，导导致混凝凝土路面面产生收缩、膨膨胀或翘翘曲。如果板板的尺寸寸过大，，这些变变形会受受到约束束，使板板内产生生较大的的应力，，而出现现开裂、、拱胀，，甚至断断裂等破破坏。为为减少温温、湿度度影响产产生的应应力，防防止出现现不规则则的裂缝缝，混凝凝土路面面(除连续配配筋混凝凝土路面面外)需要在纵纵、横两两个方向向设置接缝，将板体体划分成成一定尺尺寸的矩矩形板。。混凝土路面强度度高，稳稳定性好好，使用用寿命长长，适用于于繁重交交通道路路。但需需设置许许多接缝缝，这些些接缝增增加了施施工的复复杂性，，并且影影响行车车的舒适适性，接接缝又是是路面的薄薄弱点。5.3.2混凝土路路面构造造设计5.3.2.1路面组合合基层基层应具具有足够够的抵抗冲刷的能能力和一一定的刚刚度。适宜各交交通等级级的基层层类型交通等级级基基层类类型特重交通通贫贫混凝土土、碾压压混凝土土或沥青青混凝土土重交通水水泥稳定定粒料或或沥青稳稳定碎石石中等或水水泥稳定定粒料、、石灰粉粉煤灰稳稳定粒料料或者轻交通级级配粒粒料注:混凝土预预制块面面层应采采用水泥泥稳定粒粒料基层层。湿润和多多雨地区区，路基基为低透透水性细细粒土的的高速公公路、一一级公路路或者承承受特重重交通、、重型交交通的二二级公路路，宜选选用排水基层层。面层一般采用用素混凝土土。面板的平平面尺寸寸较大、、形状不不规则，，或路面面结构下下埋有地地下设施施、高填填方、软软土地基基、填挖挖交界段段的路基基有可能能产生不不均匀沉沉降时，，应采用用钢筋混凝凝土面层。承受重载载、大交交通的高高等级公公路可选选用连续配筋筋混凝土土面层。二级及二二级以下下公路、、服务区区停车场场，可选选用碾压混凝凝土作面层。标高受限制路路段、收收费站、、混凝土土加铺层层、桥面面铺装等等处，可可选用钢纤维混混凝土面层。服务区停停车场、、二级及及二级以以下公路路桥头引引道沉降降未稳定定段的路路面，可可选用由由矩形或异异形混凝凝土预制制块铺砌砌的面层。。面层厚度由计计算确定。5.3.2.2接缝设计计接缝是路路面的薄薄弱环节节，混凝凝土路面面既要设设置接缝缝，又应应尽量使使接缝数数量减少少，并且且从接缝缝构造上上设法保保持两侧侧面板的的整体性性，以提提高传荷荷能力。。混凝土路路面的接接缝可分分为四种种类型：：横向缩缝缝、胀缝缝、横向向施工缝缝和纵缝缝。接缝设计计主要解解决三个个问题：：(1)接缝设置置的合理理间距；；(2)接缝构造造及荷载载传递；；(3)纵、横缝缝的布置置。1.横向缩缝缝设置横向向缩缝是是为了减减少混凝凝土的收缩应力和温温度翘曲曲应力，，避免混混凝土板板出现不不规则的的裂缝。。缩缝采用用假缝形形式，在混凝凝土浇筑筑后达到到一定抗抗压强度度(碎石混凝凝土6.0～12.0MPa，砾石混混凝土9.0～12.0MPa)，用切缝缝机切割割一槽口口，以诱诱导路面面板的收收缩变形形沿缩缝缝展开，，形成规规则的接接缝。横向缩缝缝间距即混凝土土板长度度，素混混凝土面面层一般般为4.5～5.5m；碾压混混凝土或或钢纤维维混凝土土面层一一般为6～10m；钢筋混混凝土面面层一般般为6～15m。不设传力力杆假缝缝(如图a)有一定的的传荷能能力，它它通过断断裂面处处的嵌锁锁作用进进行荷载载的传递递，它的的最大优优点是施施工方便便，适用于轻轻型、中中等交通通道路；板厚中中央加设传传力杆杆，可以以大大大加强强接缝缝传荷荷能力力，有有效防防止错错台，，在特重和和重交交通道道路、收费费广场场以及及邻近近胀缝缝或自自由端端部的的3条缩缝缝，应应采用用设传传力杆杆假缝缝形式式，其其构造造如图图b)所示。。2.胀缝设置胀胀缝的的目的的是为为混凝凝土板板的膨胀提供伸伸长的的余地地，从从而避避免产产生过过大的的热压压应力力，引引起路路面板板在高高温季季节拱拱胀和和折断断。应应尽可可能少少设。。胀缝处处板需需要完全断断开，缝壁壁必须须垂直直，下下部设设弹性性填缝缝板，，上部部灌填填缝料料3.横向施施工缝缝每天完完工或或因天天雨等等原因因不能能继续续施工工，必必须设设置横横向施施工缝缝，其其位置置最好好设在在缩缝或或胀缝缝处。设在缩缩缝处处的施施工缝缝，应应采用用加传传力杆杆的平平缝形形式。。设在胀胀缝处处的施施工缝缝，其其构造造与胀胀缝相相同：4.纵向接接缝路面分分幅铺铺筑时时，应应设纵向施施工缝缝(见图a)；一次次铺筑筑宽度度大于于4.5m时，应应设置置纵向缩缩缝(见图b)。弹性地地基上上的弹弹性薄薄板5.3.3刚性路路面设设计理理论板挠曲曲面微微分方方程：：平衡条条件：：∑Z=0，∑My=0，∑Mx=0板中心心挠曲曲面微微分方方程：：地基模模型(Fig.5.13)：K地基：：E地基：：小挠度度弹性性薄板板理论论--应力、、应变变分析析5.3.4混凝土土路面面应力力分析析荷载应应力+温度应应力混凝土土随温度度、湿湿度的的变化化而产产生收收缩、、膨胀胀或翘翘曲。。温度均均匀升升降(胀缩应应力)升降温度坡差(翘曲应应力)为了减减少温温度、、湿度度影响响产生生的应应力，，防止止出现现不规规则裂裂缝，，混凝凝土路路面不不得不不在纵纵、横横两个个方向向设置置许多多接缝。平面分分块设设计混凝土土路面面一般般采用用矩形形板，，原则则上取取车道道宽度度作为为板宽。板的长长度与面层层类型型和板板厚有有关：：素混混凝土土面层层一般般为4.5～5.5m；碾压压混凝凝土或或钢纤纤维混混凝土土面层层一般般为6～10m；钢筋筋混凝凝土面面层一一般为为6～15m。一、荷荷载应应力轴载在在混凝凝土面面层内内产生生的应应力，，采用用半无无限地地基上上弹性性小挠挠度薄薄板的的力学模模型，应用用有限元元法进行分分析计计算。。1.临界荷荷位为了简简化计计算工工作，，通常常选取取使面面层板板内产产生生最大应应力和最大疲疲劳损伤的荷载载位置置作为为应力计算算时的的临界界荷位位。2.荷载疲疲劳应应力标准轴轴载Ps在临界界荷位位处产产生的的荷载载疲劳劳应力力，按按下式式计算算：式中：：kr—接缝传传荷能能力的的应力力折减减系数数；kf—疲劳应应力系系数；；—标准轴轴载Ps在四边边自由由板临临界荷荷位处处产生生的荷荷载应应力；；h—混凝土土面层层的厚厚度(m)；r—混凝土土面层层的相相对刚刚度半半径(m)；kc—考虑偏偏载和和动载载等因因素对对路面面疲劳劳损坏坏影响响的综综合系系数：：综合合系系数数kc高速公公路一一级级公路路二二级级公路路三三、四四级1.301.251.201.10二、温温度应应力在临界界荷位位处的的温度度疲劳劳应力力，按按下式式计算算式中：：a、b、c—回归系系数，，按所所在地地区的的公路路自然然区划划查表表确定定；—最大温温度梯梯度时时混凝凝土面面层的的温度度翘曲曲应力力(MPa)；—混凝土土线胀胀系数数(1/℃)，通常常可取取为1×10-5/℃；Tg—最大温温度梯梯度，，查表表5.4.9-2取用；；Bx—温度应应力系系数，，可按按l/r和h查图确定；；l—板长，，即横横缝间间距(m)。温度应应力系系数一、设设计依依据—《公路水水泥混混凝土土路面面设计计规范范》水泥混混凝土土路面面设计计己引引入可靠度度概念。。路面面结构构可靠靠度可可定义义为，，在规规定的的时间间内，，在规规定的的条件件下，，路面面使用用性能能满足足预定定水平平要求求的概率。5.3.5混凝土土路面面设计计方法法1、可靠靠度设设计标标准可靠度度设计计标准准2.主要设设计参参数的的变异异系数数CV变异系系数Cv的变化化范围围变异异水水平平等等级级低低中中高高水泥混混凝土土弯拉拉强度度、弯拉弹弹性模模量Cv≤≤0.100.10<Cv≤0.150.15<Cv≤≤0.20基层顶顶面当当量回回弹模模量Cv≤≤0.250.25<Cv≤0.350.35<Cv≤≤0.55水泥混混凝土土面层层厚度度Cv≤≤0.040.04<Cv≤0.060.06<Cv≤≤0.083.设计依依据水泥混混凝土土路面面结构构以行行车荷荷载和和温度度梯度度综合作用产产生的的疲劳断裂作为设设计的的极限限状态态，即即：式中：：—行车荷荷载疲疲劳应应力(MPa)；—温度梯梯度疲疲劳应应力(MPa)；—水泥混混凝土土弯拉拉强度度标准准值(MPa)；—可靠度度系数数，根根据目目标可可靠度度及变变异水水平等等级确确定。。可靠靠度度系系数数变异水水平等等级目目标标可可靠靠度度(%)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—1.23～1.331.13～1.181.07～1.11二、设设计内内容设计内内容主主要包包括：：结构组组合设设计拟拟定结结构层层次，，选定定各层层材料料类型型及厚厚度。。材料组组成设设计按按照交交通等等级所所规定定的抗抗折强强度及及其它它技术术性能能的要要求，，通过过理论论和经经验计计算得得到混混凝土土配合合比。。平面分分块设设计路路面板板通常常划分分成矩矩形板板。交交叉口口，车车道宽宽度变变化处处等特特殊路路段，，应进进行个个别设设计接缝设设计按按照照接缝缝功能能，并并基于于方便便施工工的原原则，，进行行接缝缝构造造