城市道路设计专业文章汇编中册.pdf

《城市道路设计专业文章汇编中册.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市道路设计专业文章汇编中册.pdf（544页珍藏版）》请在沃文网上搜索。

1、 城市道路设计专业文章汇编城市道路设计专业文章汇编 (中中册册)作者作者 吴祖德吴祖德 2022 年年 6 月月 前前 言言 作者 吴祖德 男 1940 年 3 月生，汉族，江苏无锡人。退伍军人，中共党员，职称为教授级高级工程师。1962 年 8月毕业于南京工学院（现东南大学）土木工程系公路与城市道路专业，1962 年 10 月入伍，在南京军区后勤部营房部设计所任道路、桥梁、土建结构设计技术员，1969 年 9 月从部队复员（后改为转业）至常州市绝缘材料厂工作，1979 年 10月 26 日按时转正为中共党员。1981 年 2 月常州市人事局根据城市建设的需要，要求“技术归队”，调至常州市城建

2、局市政工程设计室任工程师，后任常州市市政工程设计室主任、常州市规划处副处长、常州市规划设计院院长、常州市市政工程设计院总工程师、兼任常州市城市综合交通规划办公室主任、常州市土木工程学会市政分会秘书长、顾问。1996 年享受政府特殊津贴，1998 年晋升职称为教授级高级工程师。2000 年 5 月退休后，曾被聘任为常州市市政工程设计院、常州市规划设计院顾问付总工程师，兼任常州市建筑工程施工图设计审查中心道路专业审查员。2009 年 7 月 2 日获中华人民共和国注册土木工程师（道路专业）资格证书。2012 年 7 月 1 日起，被聘为常州市建筑工程施工图设计审查中心道路专业全职审查员，直至 20

3、16 年 8 月止。2016 年 9 月被聘为常州市交通规划设计院顾问，任期 1 年，达到了学校毕业后，为祖国建设工作五十五年的目标。2017 年 10 月起结束退休后 17 年的返聘工作，在家休息，但继续担任从 2014 年 3 月 5日接受目前国内最好的建筑论坛之一筑龙网“道路设计探讨”小组的特邀专家，为小组的技术顾问，特别是积累了对城市道路施工图设计审查的经验，解答道路设计网友的发帖提问，义务的技术指导，发表技术文章（约 220 篇，浏览人数最多的一篇达 21312 次），转载博士硕士论文（约 405 篇），还有提供下载学习的技术电子书 22 本，还有为筑龙网网友提供专业视频讲座共 15

4、 课（已有听课者 1400 多人），深得广大筑龙网技术人员的好评。2017 年 5 月发表的“零路基工作区的路面设计内容介绍”技术论文，属国内首创，从理论上论证了这种路面结构的工作原理与计算方法，可广泛应用于立交下穿道路、路堑道路、管线复杂道路的翻建、绿化带的改建路面等。2014 年 4 月 29 日筑龙网页发帖：筑龙路桥专访 08：吴祖德“老树春深更著花”。采访内容称为：“筑龙网拥有 960 万注册用户，那么这庞大数字背后，有的是怎样的网友呢？我们秉承着“利用互联网改变建筑业”的使命，激励年轻人来此学习、成长，邀请前辈来我们的论坛上传道授业、分享经验。那么，论坛里又有哪些专家呢？想必会有部分

5、网友有此疑惑。别急，今天，就带你认识一位老先生。”，又称：苍龙日暮还行雨，老树春深更著花。我的感言是：“一生总得为自己的事业做出点成绩，但不是个人所想象的，随着社会的、个人的机遇走，走了一生。现在为何还在上班，一是闲在家里没事，二是我的专业上可为社会作点贡献，有做不完的事。”本汇编全部是 2014 年 3 月至 2021 年 11 月这 7 年时间所发表的技术文章，整理出来，供大家参考。作 者 2022 年 6 月 文 章 目 录(中册)序号 名 称 发布日期 页数 72 旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的设计计算示例 2016.1.20 519-526 73 分析沥青路面和水泥混凝土路面的不

6、同路面交通强度等级 2016.1.27 527-528 74 钢筋混凝土路面设计计算举例 2016.1.27 529-538 75 旧水泥混凝土路面设置水泥稳定碎石补强层的沥青加铺层结构设计计算新示例 2016.3.1 539-547 76 旧水泥混凝土路面设置新的水泥混凝土补强面层的结构设计计算示例 2016.2.17 548-551 77 公路水泥混凝土路面厚度计算示例的计算类型分析 2016.3.1 552-565 78 关于抗裂型水泥稳定碎石基层设计介绍 2016.3.4 566-567 79 标准轴载和设计交通量的计算 2016.4.21 568-584 80 沥青路与水泥路接头的设

7、计方案 2016.5.6 585-590 81 现行城市道路规范对次干路支路挖方路基压实深度要求的问题 2016.7.6 591-593 82 城市道路土基回弹模量设计值的确定因素 2018.8.17 594-596 83 路基工作区计算实例 2016.11.17 597-604 84 沥青路面的两种规范对路面结构设计指标与要求的不同点 2016.11.17 605-633 85 旧沥青路面的加铺改造方案 2016.12.15 634-639 86 筏式基础结构的沥青混凝土路面设计计算介绍 2016.12.22 640-647 87 筏式基础结构的沥青混凝土路面路基工作区深度影响因素分析 20

8、16.12.22 648-650 88 零路基工作区的路面设计内容介绍 2017.05.12 651-665 89 推广采用 1cm 橡胶沥青同步碎石下封层 2017.05.31 666-673 90 浅谈市政管线工程的设计使用年限 2017.06.13 674-675 91 利用壳牌沥青路面设计软件 BISAR3.0 计算路基工作区在实际工作中的应用 2017.06.29 676-681 92 零路基工作区路面结构由来的演化过程 2017.09.01 682-689 93 现行公路沥青路面设计实例计算书汇总 2017.11.09 690-741 94 现行公路水泥混凝土路面设计实例计算书汇总

9、（上册）2017.11.16 742-795 95 现行公路水泥混凝土路面设计实例计算书汇总（下册）2017.11.16 796-842 96 城市道路路面设计中的土基回弹模量值 2017.12.13 843-847 97 现行公路规范规定的路床压实深度与计算的路基工作区深度间差异 2017.12.27 848-850 98 现行城镇道路路面设计实例计算书汇总（上册 沥青混凝土路面）2018.01.10 851-899 99 现行城镇道路路面设计实例计算书汇总（下册 水泥混凝土路面）2018.01.10 900-984 100 现行公路沥青路面设计实例计算书内容释义 2018.01.15 98

10、5-1000 101 现行公路沥青路面设计规范路面结构设计中目标可靠度指标 2018.01.20 1000-1006 102 零路基工作区路面设计的路基 2018.10.18 1007-1016 103 沉降控制复合桩基设计与施工实践 2018.11.01 1017-1028 104“沉降控制复合桩基设计与施工实践”内容介绍 2018.4.12 1029 105 极重交通荷载等级水泥混凝土路面结构设计实例介绍 2019.5.07 1030-1038 106 极重交通荷载等级钢筋混凝土路面结构设计实例介绍 2019.5.07 1039-1044 107 极重交通荷载等级连续配筋混凝土路面结构设计

11、实例介绍 2019.5.16 1045-1051 108 提问路面结构,抗压回弹模量标准差的值应该怎样确定？2019.6.18 1052-1058 旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的设计计算示例旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的设计计算示例常州市建设工程施工图设计审查中心吴祖德内容提要内容提要 旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土路面的设计任务，一是要防治反射裂缝，二是要按设计规范计算旧水泥混凝土板的强度与其承受的交通量累计标准轴载的作用次数相适应。今以将要进行的“白改黑”设计项目，新北区的顺园路、奥园路为例，进行计算，供设计参考。关 键 词关 键 词 加铺沥青混凝土 旧水泥混凝土路面 强度与交通

12、量计算0 前言0 前言由于旧水泥混凝土路面的强度未测量出来，先假定其比新建时降一级的强度进行计算，并假定设计使用年限内的交通量，进行计算。1 示例：“顺园路城市次干道”旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土设计计算书1 示例：“顺园路城市次干道”旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土设计计算书总宽 22m 水泥混凝土路面，板长 4.0m，建于 2002 年，已建成通车 9 年。自然区划。原路面结构20cm 水泥混凝土（C30 砼）20cm 二灰碎石（抗压回弹模量 1300MPa）20cm 10%石灰土（抗压回弹模量 550MPa）土基处理 E0=26 MPa经调查评定，路面损坏状况和接缝传荷能力的分级标准

13、为优良，无板底脱空。旧混凝土路面结构参数，应调查、钻孔取样试验取得，现尚无数据，按新建时的强度折扣计算：按新建时降低一级，弯拉强度由 4.0MPa 降为 3.5MPa，弯拉弹性模量由 27GPa 降为 25GPa，基层顶面回弹模量新建时计算为：基层和底基层的当量回弹模量2221222121hhEhEhEX=22222.02.05502.013002.0=925（MPa）基层和底基层的当量弯曲刚度12211221322311)11(4)(1212hEhEhhhEhEDx=4)2.02.0(122.0550122.013002331)2.055012.013001(=4.32（MN-m）基层和底基

14、层的当量厚度3/12xxxEDh=383.0925/32.4123（m）与0EEx有关的回归系数 45.0051.1122.6EEax=45.02692551.1122.6=4.33751955.0044.11EEbx=55.02692544.11=0.798基层顶面当量回弹模量3/100EEEahExbxt=3/1798.02692526383.0337.4=172（MPa）已使用 9 年，按现有为：100MPa（按 0.58 折计算）。计算：（1）交通分分析（1）交通分分析已使用 9 年，按总使用期 20 年，尚剩 11 年，论迹横向分布系数取 0.5，交通量年平均增长率为 5%，设计车道

15、目前标准轴载作用次数为 2000 次，rtrseggNN36511=5.005.0365105.01200011=5.22106（次）（2）初拟路面结构（2）初拟路面结构根据规范 8.7.3 条规定，以及常州经验，初拟沥青混凝土加铺层厚度 0.12m，分 4cmAR-AC13,8cmAC-20C两层。（3）旧水泥混凝土路面的相对刚度半径（3）旧水泥混凝土路面的相对刚度半径3537.0tcEEhr=31002500020.0537.0=0.677（m）（4）荷载疲劳应力（4）荷载疲劳应力按式（B.1.3-2）计算26.0077.0hrps=26.020.0677.0077.0=1.52（MPa）

16、由 h=0.20m，Ec/Et=25000/100=250，查图 D.1.2 得=1.79520按式（D.1.2）psapsah 1=（1-1.790.12）1.52=1.19（MPa）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。设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数nefNK=057.061022.5=2.41式中 n 是与混合料性质有关的指数：普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土 n=0.057;碾压混凝土和贫混凝土 n=0.065;钢纤维混凝土fffdLn017.0053.0f钢纤维的体积率（%）fL钢纤维的长度（mm）fd钢纤维的直径（mm）考虑偏载和动载等

17、因素对路面疲劳损坏的综合系数，查表 B.1.2 按二级公路计，Kc=1.2荷载疲劳应力pscfrprKKK=0.872.411.21.19=2.99（MPa）（5）温度疲劳应力（5）温度疲劳应力由表 D.2.1,公路自然区划区，ha=0.12m，最大温度梯度取 31（/m）,板长 4.0m，L/r=4/0.677=5.91,由图 B.2.2 查 h=0.20,得 Bx=0.74最大温度梯度时，混凝土板的温度翘曲应力xgCctmBhTE2=74.023120.0250001015=0.57（MPa）式中：c-混凝土的线膨胀系数（1/）,通常可取为 110-5/。温度疲劳应力系数 Kt521bfa

18、fKcrtmtmrt=058.05.357.0841.057.05.3323.1=0.11式中：查表自然区划区a=0.841b=0.058c=1.323温度疲劳应力tmttrK=0.110.57=0.06（MPa）由 h=0.20m，Ec=25000（MPa）,查图 D.2.1 得=1.03由式（D.2.1）tratrah 1=（1+1.030.12）0.06=0.07（MPa）查表 3.0.1 可靠度设计标准，二级公路安全等级三级，变异水平等级为中级，目标可靠度为 85%查表 3.0.3 得可靠度系数rr=1.10（6）以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态（6）以行车

19、荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态traprrr=1.10（2.99+0.07）=3.37（MPa）rf=3.5（MPa）通过2 示例：“奥园路城市支路”旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土设计计算书2 示例：“奥园路城市支路”旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土设计计算书总宽 14m 水泥混凝土路面，板长 4.0m，建于 2002 年，已建成通车 9 年。自然区划。原路面结构20cm 水泥混凝土（C30 砼）20cm 二灰碎石（抗压回弹模量 1300MPa）20cm 10%石灰土（抗压回弹模量 550MPa）土基处理 E0=26 MPa经调查评定，路面损坏状况和接缝传荷能力的分级

20、标准为优良，无板底脱空。旧混凝土路面结构参数，应调查、钻孔取样试验取得，现按新建时的强度折扣计算：按新建时降低一级，弯拉强度由 4.0MPa 降为 3.5MPa，弯拉弹性模量由 27GPa 降为 25GPa，基层顶面回弹模量新建时计算为：522基层和底基层的当量回弹模量2221222121hhEhEhEX=22222.02.05502.013002.0=925（MPa）基层和底基层的当量弯曲刚度12211221322311)11(4)(1212hEhEhhhEhEDx=4)2.02.0(122.0550122.013002331)2.055012.013001(=4.32（MN-m）基层和底基

21、层的当量厚度3/12xxxEDh=383.0925/32.4123（m）与0EEx有关的回归系数 45.0051.1122.6EEax=45.02692551.1122.6=4.33755.0044.11EEbx=55.02692544.11=0.798基层顶面当量回弹模量3/100EEEahExbxt=3/1798.02692526383.0337.4=172（MPa）已使用 9 年，按现有为：100MPa（按 0.58 折计算）。计算：（1）交通分分析（1）交通分分析已使用 9 年，按总使用期 20 年，尚剩 11 年，论迹横向分布系数取 0.65，交通量年平均增长率为 5%，设计车道目前

22、标准轴载作用次数为 700 次，rtrseggNN36511=65.005.0365105.0170011=2.36106（次）（2）初拟路面结构（2）初拟路面结构根据规范 8.7.3 条规定，以及常州经验，初拟沥青混凝土加铺层厚度 0.10m，分 4cmAR-AC13,6cmAC-20C两层。（3）旧水泥混凝土路面的相对刚度半径（3）旧水泥混凝土路面的相对刚度半径3537.0tcEEhr=31002500020.0537.0=0.677（m）（4）荷载疲劳应力（4）荷载疲劳应力523按式（B.1.3-2）计算26.0077.0hrps=26.020.0677.0077.0=1.52（MPa）

23、由 h=0.20m，Ec/Et=25000/100=250，查图 D.1.2 得=1.79按式（D.1.2）psapsah 1=（1-1.790.10）1.52=1.24（MPa）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。设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数nefNK=057.061036.2=2.31式中 n 是与混合料性质有关的指数：普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土 n=0.057;碾压混凝土和贫混凝土 n=0.065;钢纤维混凝土fffdLn017.0053.0f钢纤维的体积率（%）fL钢纤维的长度（mm）fd钢纤维的直径（mm）考虑偏载和动载等因素对

24、路面疲劳损坏的综合系数，查表 B.1.2 按二级公路计，Kc=1.0荷载疲劳应力psacfrprKKK=0.872.311.01.24=2.49（MPa）（5）温度疲劳应力（5）温度疲劳应力524由表 D.2.1,公路自然区划区，ha=0.10m，最大温度梯度取 40（/m）,板长 4.0m，L/r=4/0.677=5.91,由图 B.2.2 查 h=0.20,得 Bx=0.74最大温度梯度时，混凝土板的温度翘曲应力xgCctmBhTE2=74.024020.0250001015=0.74（MPa）式中：c-混凝土的线膨胀系数（1/）,通常可取为 110-5/。温度疲劳应力系数 KtbfafK

25、crtmtmrt=058.05.374.0841.074.05.3323.1=0.23式中：查表自然区划区a=0.841b=0.058c=1.323温度疲劳应力tmttrK=0.230.74=0.17（MPa）由 h=0.20m，Ec=25000（MPa）,查图 D.2.1 得=1.03由式（D.2.1）525tratrah 1=（1+1.030.10）0.17=0.18（MPa）查表 3.0.1 可靠度设计标准，二级公路安全等级三级，变异水平等级为中级，目标可靠度为 85%查表 3.0.3 得可靠度系数rr=1.10（6）以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态（6）以行

26、车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态traprrr=1.10（2.49+0.18）=2.94（MPa）rf=3.5（MPa）通过526分析沥青路面和水泥混凝土路面的不同路面交通强度等级分析沥青路面和水泥混凝土路面的不同路面交通强度等级吴祖德（常州市建设工程施工图设计审查中心）内容提要 本文主要分析沥青路面和水泥混凝土路面所示交通强度等级不同含义，供参考。关 键 词 沥青路面 水泥混凝土路面 交通强度等级划分1 沥青路面和水泥混凝土路面设计年限内一个车道的标准轴载累计作用次数计算方法的区别沥青路面和水泥混凝土路面设计年限内一个车道的标准轴载累计作用次数计算方法的区别表 1沥青

27、路面和水泥混凝土路面设计年限内一个车道的标准轴载累计作用次数计算方法序号沥青路面水泥混凝土路面1一个车道的累计当量轴次（次/车道）临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数（选取混凝土板的纵向边缘中部作为产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位）（次/车道）2不同轴载均换算成 BZZ-100 标准轴载的当量轴次（验算设计弯沉和沥青层层底拉应力时，轴载小于 25KN 的轴载作用不计；验算半刚性基层层底拉应力时，轴载小于50KN 的轴载作用不计）不同轴-轮型和轴载的作用次数，均换算成以 100KN的单轴-双轮组荷载的作用次数（所取初期平均日交通量（双向）和车辆数据，剔除 2 轴 4 轮以下的客、货

28、车交通量）3计算公式136511NNte式中：Ne设计年限内一个车道的累计当量轴次（次/车道）；t设计年限（年）；N1营运第一年双向日平均当量轴次（次/d）;设计年限内交通量的平均年增长率（%）；车道系数，见表 3.6.1。表 3.1.6 车道系数车道特征双向单车道1.0双向两车道0.60.7双向四车道0.40.5双向六车道0.30.4双向八车道0.250.35注：公路无分隔时，车道窄宜选高值，车道宽宜选低值。计算公式rtrSeggNN36511式中：Ne标准轴载累计作用次数；T设计基准期；Ns设计车道使用初期的标准轴载日作用次数；;gr交通量年平均增长率；临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，按

29、表A.2.2 选用。表 A.2.2 车辆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0.170.22二级及二级以下公路行车道宽7m0.340.39行车道宽7m0.540.62注：车道或行车道宽或者交通量较大时，取高值；反之，取低值。分析双向交通的分布情况，选取交通量方向分配系数，一般情况可采用 0.5。依据设计公路的车道数，参照表 A.1.1 确定交通量分配系数。表 A.1.1 交通量车道分配系数单向车道数车道分配系数11.020.81.030.60.840.50.75注：交通量大时，取低值；交通量小时，取高值。5272 沥青路面和水泥路面交通强度等级划分2 沥青路面和水泥路面

30、交通强度等级划分表 2沥青路面和水泥路面交通强度等级路面交通等级道路等级沥青路面水泥混凝土路面BZZ-100KN累计标准轴次Ne(万次/车道)中型以上货车及大客车（日/辆）BZZ-100KN 累计标准轴次 Ne(万次/车道)A特轻非机动车道-B轻支路10040030010003C中支路次干路4001200100040003100D重次干路主干路120025004000100001002000E特重主干路快速路25001000020003 沥青路面和水泥混凝土路面路面设计年限标准3 沥青路面和水泥混凝土路面路面设计年限标准表 3路面设计年限标准表路面类型道路等级沥青路面水泥混凝土路面砌块路面快速

31、路15 年30 年-主干路15 年30 年-次干路10 年20 年10 年（20 年）支路10 年20 年注：砌块路面采用混凝土预制块时，设计基准期为 10 年；采用石材时，设计基准期为 20 年。4 结束语结束语（1）水泥混凝土路面的临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，它为路面横断面上某一宽度范围内实际受到的轴载作用次数占通过该车道断面的总轴数的比例。车辆轮迹仅具有一定的宽度（一侧轮迹通常为 50cm 左右包括轮胎宽 220cm 和轮隙 10cm），车辆通过设计车道时，只能覆盖一小部分的宽度，因此，车道横断面上临界荷位处所受到的轴载作用次数仅为通过该断面的总作用次数的一部分。由以上分析比较，可

32、以看出沥青路面设计时，依据一个车道的累计当量轴次（次/车道），水泥混凝土路面设计时，依据临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数（选取混凝土板的纵向边缘中部作为产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位），可以看出两种路面在同样的交通量时，其所设计采用的累计作用次数是不同的。（2）经分析比较，看出沥青路面设计采用的一个车道的累计当量轴次（次/车道），与实际在一个车道通过的当量轴次的车辆时相当的，能反映实际的交通量的情况。对于水泥混凝土路面则不是相同的，其中有一个车辆轮迹横向分布系数，车辆轮迹横向分布系数在20%60%之间，就是讲临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，只有其车道上实际通过车辆的

33、20%60%之间，但水泥混凝土路面的设计使用年限是沥青路面的设计使用年限的一倍，实际承受的累计交通量要增加 2.763.08 倍，另外再根据沥青路面和水泥混凝土路面的不同材料性质，所给出的交通强度等级BZZ-100KN 累计标准轴次 Ne(万次/车道)就会有所不同。528钢筋混凝土路面设计计算举例钢筋混凝土路面设计计算举例吴祖德（常州市建设工程施工图设计审查中心）内容提要内容提要 钢筋混凝土路面实际使用不多，在“公路水泥混凝土路面设计新规范混凝土板厚度计算示例”中只有连续配筋混凝土面层纵向配筋计算，没有钢筋混凝土路面的计算。今介绍某钢筋混凝土路面工程的算例，供设计参考。关 键 词关 键 词 钢

34、筋混凝土路面 设计计算算例1 概述概述钢筋混凝土路面是指板内配置有纵、横向钢筋（或钢丝）网的混凝土路面。当混凝土板的平面尺寸较大或形状不规则，板下埋有地下设施或预计路基或基层有可能产生不均匀沉陷时，为防止所产生的裂缝缝隙张开，宜采用钢筋混凝土板。（1）板的平面尺寸钢筋混凝土板的横缝间距（即板长）可按使用需要和当地经验确定，一般为 1015m，纵缝间距及其它要求与普通混凝土板相同。（2）板厚设计钢筋混凝土板内的钢筋网能有效地控制裂缝的张开量，把开裂的板拉在一起，使板依靠断裂面上的骨料嵌锁作用而保证结构强度，但它却不能增加板的抗弯拉强度，因而钢筋混凝土板厚计算与普通混凝土板相同。（3）配筋量和钢筋

35、布置配筋量是按混凝土收缩时将板块拉在一起所需的拉力确定的。最大的拉力出现在板中央开裂时，它等于由该处到最近的板边缘范围内面层与基层之间的摩阻力，因而，每延米板所需的配筋量 AS(mm2)为：sysSfhLA16式中：LS纵向钢筋时，为横缝间距（m）；横向钢筋时，为无拉杆的纵缝或自由边之间的间距（m）；h面层厚度（mm）；面层与基层之间的摩阻系数。按公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）附录表 E.0.3-3 选用）表 1；syf钢筋的屈服强度（MPa），按公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）附录表E.0.4 选用）表 2；表 1 混凝土面层与基层间摩阻系数经验

36、参考值（规范表 E.0.3-3）基层材料取值范围代表值级配碎石、级配砾石或碎砾石0.54.02.5沥青混凝土、沥青碎石2.5157.5无机结合料稳定粒料3.5138.9貧混凝土、碾压混凝土3.0208.5表 2钢筋强度和弹性模量经验参考值参考值（规范表 E.0.4）钢筋种类钢筋直径 d(mm)屈服强度syf（MPa）弹性模量 ES（MPa）HPB235（Q235）622235210 000HPB300300HRB335650335200 000HRB400400HRB500500529纵、横向钢筋宜采用相同直径，为使板内应力尽可能分散，宜选用直径小一点的钢筋。钢筋网的最小间距应为骨料最大粒径的

37、 2 倍。钢筋最小直径和最大间距应满足表 2 的要求。表 3钢筋最小直径和最大间距(mm)（规范表 6.2.2）钢筋类型最小直径纵向最大间距横向最大间距光面钢筋8150300螺纹钢筋12350600钢筋的搭接长度，宜大于直径的 35 倍。搭接位置应错开，各搭接端连线与钢筋的夹角 应 小 于60。由于钢筋的主要作用是使裂缝密闭，故在板内的竖向位置并不大重要，但应有足够的保护层以防锈蚀，保护层厚不小于 5cm，钢筋网通常设在面板下 1/31/2 板厚范围内，在不影响施工的情况下宜设在接近面层顶面下 1/3 厚度处。横向钢筋应位于纵向钢筋之下。外侧钢筋中心到接缝或自由边的距离宜为 100mm150m

38、m。2举例：常州市五一路下穿铁路立交工程引道钢筋混凝土路面设计（举例：常州市五一路下穿铁路立交工程引道钢筋混凝土路面设计（2008 年年 8 月）月）（1）总平面图：注：以上图纸可自行另拷贝放大。（2）配筋量和钢筋布置：下面为路面铺装钢筋网 D8 平面（板块尺寸为：10m3.75m）设计为：CRB550 级冷轧带肋钢筋焊接网，设计强度为：360 N/mm2(360MPa)。纵向：值根据新规范，水泥混凝土板与无机结合料稳定粒料间的摩阻系数，“公路设计百问”（2003 年 9月出版）按老规范取为 1.8,根据公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）（2011 年 12 月 1日实施）

39、为 3.513，代表值为 8.9。如取=1.8:530mmmfhLAsySs/2083608.1260101616210 根/m50.3 mm2/根=503 mm2/m;如按新规范取=4.3:mmmfhLAsySs/4973603.4260101616210 根/m50.3 mm2/根=503 mm2/m;如按新规范的代表值取=8.9:mmmfhLAsySs/10283609.8260101616210 根/m50.3 mm2/根=503 mm2/m;所设计的钢筋面积就不能满足要求了！横向：如取=1.8：mmmfhLAsyss/1563608.12605.71616210 根/m50.3 mm

40、2/根=503 mm2/m如按新规范取=4.3：mmmfhLAsyss/3723603.42605.71616210 根/m50.3 mm2/根=503 mm2/m如按新规范的代表值取=8.9：mmmfhLAsyss/7713609.82605.71616210 根/m50.3 mm2/根=503 mm2/m所设计的钢筋面积就不能满足要求了！（3）水泥混凝土路面混凝土强度计算：次干道路面结构26cm 钢筋混凝土（抗折强度 4.5MPa，弯拉弹性模量 29GPa，内设 CRB550 级冷轧带肋钢筋焊接网 D8 方格网，间距 10cm）20cm 二灰碎石（抗压回弹模量 1300MPa）20cm 1

41、0%石灰土（抗压回弹模量 550MPa）E0=26 MPa按路宽 7.5m，横缝为假缝间距 10.0m，纵缝为设拉杆假缝，每块板面积 S=3.7510=37.5。累计交通量按 500104次/车道。1）按旧规范公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）计算（设计时间为 2008 年 8 月）1）按旧规范公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）计算（设计时间为 2008 年 8 月）1-1）计算基层顶面当量回弹模量：基层和底基层的当量回弹模量2221222121hhEhEhEX=22222.02.05502.013002.0=925（MPa）基层和底基层的当量弯曲刚度1

42、2211221322311)11(4)(1212hEhEhhhEhEDx531=4)2.02.0(122.0550122.013002331)2.055012.013001(=4.32（MN-m）基层和底基层的当量厚度3/12xxxEDh=383.0925/32.4123（m）与0EEx有关的回归系数 45.0051.1122.6EEax=45.02692551.1122.6=4.33755.0044.11EEbx=55.02692544.11=0.798基层顶面当量回弹模量3/100EEEahExbxt=3/1798.02692526383.0337.4=172（MPa）水泥混凝土面层的相对

43、刚度半径3537.0tcEEhr=31722900026.0537.0=0.772（m）1-2）荷载疲劳应力标准轴载在四边自由板临界荷位处的荷载应力26.0077.0hrps=26.026.0772.0077.0=0.98（MPa）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。设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数nefNK=057.06100.5=2.41式中 n 是与混合料性质有关的指数：普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土 n=0.057;碾压混凝土和贫混凝土 n=0.065;钢纤维混凝土fffdLn017.0053.0f钢纤维的体积率（%）fL钢纤维的长度（m

44、m）fd钢纤维的直径（mm）考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏的综合系数，查表 B.1.2 按二级公路计，Kc=1.2532荷载疲劳应力pscfrprKKK=0.872.411.20.98=2.47（MPa）1-3）温度疲劳应力公路自然区划区，最大温度梯度取 88（/m）,板长 10.0m，L/r=10/0.772=12.95,由图 B.2.2查 h=0.26,得 Bx=0.54最大温度梯度时，混凝土板的温度翘曲应力xgCctmBhTE2=54.028826.0290001015=1.79（MPa）式中：c-混凝土的线膨胀系数（1/）,通常可取为 110-5/。温度疲劳应力系数 KtbfafK

45、crtmtmrt=058.05.479.1841.079.15.4323.1=2.510.190=0.477式中：查表自然区划区a=0.841b=0.058c=1.323温度疲劳应力tmttrK=0.4771.79=0.85（MPa）查表 3.0.1 可靠度设计标准，二级公路安全等级三级，变异水平等级为中级，目标可靠度为 85%查表 3.0.3 得可靠度系数rr=1.104.以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态trprrr=1.10（2.47+0.85）=3.65（MPa）4.5（MPa）通过5332）按新规范公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）计算）

46、按新规范公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）计算2-1）计算前说明：计算中用到的有关参数依据交通荷载分级（表 3.0.7）交通荷载等级极重特重重中等轻设计基准期内设计车道承受设计轴载（100KN）累计作用次数410eN161016102000200010010033各交通荷载等级要求的水泥混凝土弯拉强度标准值不得低于表 3.0.8 的规定交通荷载等级极重、特重、重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa）5.04.54.0刚纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa）6.05.55.0最大温度梯度标准值gT公路自然区划、最大温度梯度（m）8388909586929398水泥混凝土线膨

47、胀系数经验参考值粗集料类型石英岩砂岩砾岩花岗岩玄武岩石灰岩水泥混凝土线膨胀系数（/106）1212111097泊松比水泥稳定砂砾基层0.2级配砾石底基层0.35普通混凝土面层0.15碾压混凝土0.15土的泊松比0.20.3细粒式沥青砼0.35粗粒式沥青砼0.35二灰碎石0.25二灰土0.35石灰土0.;35土基0.4考虑理论与实际差异综合系数cK公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路cK1.151.101.051.0（快速路、主干道）（次干道）（支路）可靠度系数变异水平等级目标可靠度（%）95908580-70低1.21.331.091.161.041.08中1.331.501.161.

48、231.081.131.041.07高1.231.331.131.181.071.11高速 安全等级一级 变异水平低级取 1.3一级公路低变异水平取 1.14534一级公路中等变异水平取 1.13二级公路 中等变异水平取 1.13三级公路 高变异水平取 1.10.考虑接缝传荷能力的应力折减系数rK旧规范规定：考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设拉杆的平缝时，rK=0.870.92（刚性和半刚性基层取低值，柔性基层取高值）;纵缝为不设拉杆的平缝或自由边时，rK=1.0；纵缝为设拉杆的企口缝时，rK=0.760.84；新规范规定：考虑接缝传荷能力的应力折减系数，采用混凝土路肩时，rK=0.87

49、0.92（路肩面层与路面面层等厚时取低值，减薄时取高值）；采用柔性路肩或土路肩时，rK=1；注：新规范规定有些不合理处，混凝土路面计算临界点是前进方向板边中点，设路肩与不设路肩（有设拉杆与无拉杆），只能仅对于路肩相邻的混凝土路面计算有关，不能影响到中间设拉杆的混凝土板块，使得整个混凝土路面均要加厚，设计人员在使用时应注意有所区别。计算中，列出最重轴载（也即容许最大荷载，如大于此荷载，就会发生一次性破坏），可供设计时参考，今后设计时，应标明本工程混凝土路面可通过的最重轴载。这也是新规范的一大特点；另一特点，路面厚度计算值要再加刻槽 0.6mm 的厚度后取整数，一般为设计计算厚度加 10mm；再一

50、特点，计算过程不用查图，基本全部为公式计算，其中有一项是双曲线函数，已制成电子表格计算得出（见附件：）把 t 填入 A1 格，则函数计算结果点击 B7 得出：ttttttttcoshsinhsincossincoshcossinh2-2）计算要点：按弹性地基双层板模型序号路面结构厚度（m）备注1普通水泥混凝土面层计算 0.25m设计 0.26mrf=4.5MPa2二灰碎石0.20E=1300 MPa310%石灰土0.20E=550 MPa4路基E0=26 MPa城市次干道 设计轴载累计作用次数 Ne=500104次/车道；设计轴载 Ps=100KN;最重轴载 Pm=180KN;由面板、半刚性基