水泥混凝土路面设计说明书

1 路面设计的原则

 路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50％以上。因此，做好路面设计是至关重要的。 

 路面设计内容应包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计、路面结构设计和经济评价。 

1.1 路面类型与结构方案设计 

 路面类型选择应在充分调查与勘察道路所在地区自然环境条件、使用要求、材料供应、施工和养护工艺等，并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。由于路面工程量大，基垫层材料应尽可能采用当地材料，并注意使用各类废弃物。必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。同时，应注意路面的功能和结构承载力等是通过设计、施工、养护等共同保证的，可采用寿命周期费用分析技术合理确定路面类型和结构。

1.2 路面建筑材料设计

 路面建筑材料设计往往是路面设计中不受重视的一块内容，原因在于设计仅仅依据设计规范或当地经验确定路面结构层次，指定各层次材料的标准规范名称。本次设计运用了大学期间所学的工程技术与材料科学知识，合理考虑了道路所在地的自然环境、材料所在路面结构层次的功能等，论证合理地选择了材料类型和建议配比。 

1.3 路面结构设计 

路面结构设计就是对拟订的路面结构方案和选定建筑材料，运用规范建议的设计理论和方法对结构进行力学验算。

 现阶段公路路面使用的路面类型主要有沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，设计者应综合考虑当地的环境、降水、材料、交通量等各方面因素后选定路面的类型，然后进行设计。 

2 路面设计 

2.1  水泥混凝土路面结构设计标准 

 现行《公路水泥混凝土路面设计规范》的设计标准主要以路面表面设计弯沉值作为设计控制指标，验算道路路面水泥混凝土面层能否承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。

2.2 累计当量轴次计算

Ne=[(1＋r)t－1]×365N1η/r 

Ne—设计年限内一个车道上的累计当量轴次（次） t—设计年限 

N1—路面竣工后第一年的平均日当量轴次（次/d） r—设计年限内交通量的平均年增长率 

η—横向分布系数，取0.36

2.3 各层材料计算参数的确定 

2.3.1 水泥混凝土路面结构设计主要需要确定混凝土路面设计弯拉强度和弯拉弹性模量，土基、基层、垫层的回弹模量，对基层，应注意其顶面的当量回弹模量和计算回弹模量的确定。

2.3.2 基层材料类别与计算参数确定

 基层材料的类别，我国路面工程中最常用的当属半刚性基层，主要材料类别按水泥混凝土路面规范定义有水泥稳定类(水泥土、水泥稳定级配碎石(砂砾))、石灰粉煤灰碎石(砂砾)、水泥石灰土、二灰土、水泥粉煤灰等综合稳定类。 

 主要力学参数确定，设计中主要需要确定水泥混凝土路面的抗压模量。同样，材料力学参数可通过配比试验确定，也可参照规范建议值确定。半刚性基层材料的参数依据规范建议确定时应注意规定的龄期，材料配比，特别是结合料的含量；同时应考虑基层将来可能处于的潮湿状态。 

2.3.3 垫层材料类别与计算参数

 垫层材料类别。垫层材料主要有石灰稳定类(石灰土、石灰稳定集料等)、级配碎石、砂砾等。垫层材料的力学参数，设计中一般只须确定垫层材料的抗压回弹模量，由于用于垫层材料的粒料很难进行试验测定，一般参照规范建议值确定即可。 

2.3.4 土基回弹摸量的确定 

 经验法新建道路设计时，尚无法实测土基顶面的回弹模量，应对路基填土类型、地下水位、预测的路基潮湿状态综合分析，根据经验数据或通过室内试验确定。根据土类和气候区以及拟定的路基土的平均稠度，可参考《水泥混凝土路面设计规范》预测土基回弹模量值。当采用重型击实标准时，土基回弹模量值可较表列数值提高15％～30％。 

 现场实测法。在已建成的路基上，在不利季节按照现行《公路路基路面现场测试规程》规定，用大型承载板测定土基0～0.5mm(路基软弱时测至lmm)的变形压力曲线，然后根据公式计算出回弹模量值。