水泥混凝土路面设计计算案例综述
1.1交通量轴载换算
查规范可知，四级公路设计基准年限不小于10年，本设计基准年限取15年，水泥混凝土路面结构设计以100KN单轴-双轴轮组荷载作为标准轴载。
表5-1各类车型轴重
车辆类型
代表车型
前轴重
后轴重
后轴数
后轴组数
后轴距
数量
小客车
三湘CK6560
13
25.6
1
2
0
508
中客车
江淮AL6600
17
26.5
1
2
0
128
大客车
解放A340
22.10
56.6
1
2
0
49
小型货车
东风EQ140
23.7
69.2
1
2
0
101
中型货车
交通SH141
25.55
55.0
1
2
0
61
大型货车
江淮HF352
46.3
97.2
1
2
0
30
查《公路混凝土路面设计规范JTGD40-2011》表A.1.3得车道系数为1。《公路混凝土路面设计规范JTGD40-2011》得轮迹横向分布系数0.54-0.62，根据行车道宽度和交通量大小情况取0.55。本设计采用以车辆类型为基础的换算方法。
表5-2水泥混凝土路面轮迹横向分布系数
公路等级
纵缝边缘处
高速公路、一级公路、收费站
0.17～0.22
二级及二级以下公路（行车道宽7m）
0.34～0.39
二级及二级以下公路（行车道宽≤7m）
0.54～0.62
由《公路路线设计规范(JTGD20—2017)》规定四级公路以小客车为折算标准。
计算标准轴载的当量轴次：
N=
C1
C2
N：标准轴载的当量轴次（次/天）
ni
P：标准轴载
pi
其中C1
计算结果如下表所示：（单位为次/日）
表5-3标准当量轴载计算表
车型
轴名
轴载
计算轴载（pi
C
C
n
N
三湘CK6560
前轴
13
13
1
1
508
0.071042346
后轴
25.6
25.6
1
1
508
1.3542771827
江淮AL6600
前轴
17.0
17.0
1
1
128
0.0574993291
后轴
26.5
26.5
1
1
128
0.3965788246
解放A340
前轴
49
22.1
1
1
49
0.0689132085
后轴
91.5
56.6
1
1
49
4.1204775825
东风EQ140
前轴
13.55
23.7
1
1
101
0.1925203661
后轴
27.2
69.2
1
1
101
20.3602396085
交通SH141
前轴
18.9
25.55
1
1
61
0.1612427771
后轴
41.8
55.1
1
1
61
4.5639333132
江淮HF352
前轴
46.9
46.3
1
1
30
1.0529277353
后轴
99.9
97.2
1
1
30
26.5136492782
Ns
58.9133
设计年限采用15年，则设计年限累计当量轴次为：
N
=365×58.9133×
=229656（次）
参考规范，设计的水泥混凝土路面交通荷载属于“中等”交通荷载等级。
查《公路混凝土路面设计规范JTGD40-2011》得，本设计在设计基准期内属于中等交通等级,变异水平选中等变异。
2.1可靠度系数确定
查规范可得，四级公路安全等级为“三级”目标可靠度为70%，结合调研的变异水平等级为中等变异，查规范确定可靠度系数范围为1.04-1.07，按中等水平取中值r=1.04。
2.2路基参数的确定
根据低液限黏土土质查表可得回弹模量的范围为50-100MPa。根据设计资料，回弹模量取值为60MPa。
2.3结构组合初拟与设计参数确定
初拟定结构层组合：普通水泥混凝土面板（hc）+级配碎石基层（20cm）+路基（综合回弹模量为60MPa）。其中hc根据预估混凝土板厚，四级公路、“中”变异水平的厚度为200-230mm，本路段变异水平为中，初拟定为20cm。弯拉强度标准值查规范，取值为4.5MPa，弯拉模量为29GPa，泊松比取值为0.15，采用砂岩石料粗集料，其膨胀系数为
查表得级配碎石回弹模量为300MPa。
2.4平面尺寸、接缝及路肩形式的选择
平面尺寸：长4m，宽度3m。
接缝：接缝为不设传力杆的假缝，纵缝为带拉杆的平头接缝。
路肩：与路面板间设拉杆连接，面层采用水泥混凝土。
2.5计算地基综合回弹模量
选着模型：单层级配碎石基层属于粒料类材料，因此选着弹性地基上的单层板模型。除路基外只有单层基层，即：
地基综合回弹模量为：
2.6荷载应力计算
设计轴载（100KN）在四边自由版的临界荷位处产生的荷载应力
板的弯曲刚度：
面板的相对刚度半径：
荷载应力:
2.7确定三个修整系数
应力折减系数是由路肩情况决定的。采用混凝土路肩取值为0.