水泥混凝土路面設計計算案例綜述1.1交通量軸載換算查規范可知，四級公路設計基準年限不小于10年，本設計基準年限取15年，水泥混凝土路面結構設計以100KN單軸-雙軸輪組荷載作為標準軸載。表5-1各類車型軸重車輛類型代表車型前軸重后軸重后軸數后軸組數后軸距數量小客車三湘CK65601325.6120508中客車江淮1726.5120128大客車解放22.1056.612049小型貨車東風23.769.2120101中型貨車交通25.5555.012061大型貨車江淮46.397.212030查《公路混凝土路面設計規范JTGD40-2011》表A.1.3得車道系數為1?！豆坊炷谅访嬖O計規范JTGD40-2011》得輪跡橫向分布系數0.54-0.62，根據行車道寬度和交通量大小情況取0.55。本設計采用以車輛類型為基礎的換算方法。表5-2水泥混凝土路面輪跡橫向分布系數 公路等級 縱縫邊緣處高速公路、一級公路、收費站0.17～0.22二級及二級以下公路（行車道寬>7m）0.34～0.39二級及二級以下公路（行車道寬≤7m）0.54～0.62由《公路路線設計規范(JTGD20—2017)》規定四級公路以小客車為折算標準。計算標準軸載的當量軸次：N=C1C2N：標準軸載的當量軸次（次/天）niP：標準軸載pi其中C1計算結果如下表所示：（單位為次/日）表5-3標準當量軸載計算表車型軸名軸載計算軸載（piCCnN三湘CK6560前軸1313115080.071042346后軸25.625.6115081.3542771827江淮AL6600前軸17.017.0111280.0574993291后軸26.526.5111280.3965788246解放A340前軸4922.111490.0689132085后軸91.556.611494.1204775825東風EQ140前軸13.5523.7111010.1925203661后軸27.269.21110120.3602396085交通SH141前軸18.925.5511610.1612427771后軸41.855.111614.5639333132江淮HF352前軸46.946.311301.0529277353后軸99.997.2113026.5136492782Ns58.9133設計年限采用15年，則設計年限累計當量軸次為：N=365×58.9133×=229656（次）參考規范，設計的水泥混凝土路面交通荷載屬于“中等”交通荷載等級。查《公路混凝土路面設計規范JTGD40-2011》得，本設計在設計基準期內屬于中等交通等級,變異水平選中等變異。2.1可靠度系數確定查規范可得，四級公路安全等級為“三級”目標可靠度為70%，結合調研的變異水平等級為中等變異，查規范確定可靠度系數范圍為1.04-1.07，按中等水平取中值r=1.04。2.2路基參數的確定根據低液限黏土土質查表可得回彈模量的范圍為50-100MPa。根據設計資料，回彈模量取值為60MPa。2.3結構組合初擬與設計參數確定初擬定結構層組合：普通水泥混凝土面板（hc）+級配碎石基層（20cm）+路基（綜合回彈模量為60MPa）。其中hc根據預估混凝土板厚，四級公路、“中”變異水平的厚度為200-230mm，本路段變異水平為中，初擬定為20cm。彎拉強度標準值查規范，取值為4.5MPa，彎拉模量為29GPa，泊松比取值為0.15，采用砂巖石料粗集料，其膨脹系數為查表得級配碎石回彈模量為300MPa。2.4平面尺寸、接縫及路肩形式的選擇平面尺寸：長4m，寬度3m。接縫：接縫為不設傳力桿的假縫，縱縫為帶拉桿的平頭接縫。路肩：與路面板間設拉桿連接，面層采用水泥混凝土。2.5計算地基綜合回彈模量選著模型：單層級配碎石基層屬于粒料類材料，因此選著彈性地基上的單層板模型。除路基外只有單層基層，即：地基綜合回彈模量為：2.6荷載應力計算設計軸載（100KN）在四邊自由版的臨界荷位處產生的荷載應力板的彎曲剛度：面板的相對剛度半徑：荷載應力:2.7確定三個修整系數應力折減系數是由路肩情況決定的。采用混凝土路肩取值為0.87（路肩面層厚度與路面一樣）?？紤]理論與實際差異及動載等因數影響的綜合系數，按照四級公路查規范為1.0。荷載疲應力系數，與累計軸次有關，由下公式確定：計算荷載疲勞應力單程面板在最重荷載作用下的荷載應力計算極限荷載在四邊自由板的臨界荷位處產生的荷載應力：最重的軸載應力計算公式與相同，但要用最重的軸載代替式中的標準軸載。最重的軸載在臨界荷位產生的最大荷載應力2.8溫度應力的計算1面層最大溫度應力面層的溫度翹曲應力系數:計算綜合溫度翹曲應力荷=和內應力的溫度應力系數:Ⅲ區最大溫度梯度范圍值為90-95，取92最大溫度應力為：2面層板溫度疲勞應力（1）確定溫度疲勞應力系數Ⅲ區，查規范可得分別為0.855、1.355和0.041,計算溫度疲勞應力系數：（2）計算溫度疲勞應力2.9設計極限狀態驗證彈性地基上單層板模型，只需要驗證單層板的極限狀態。2.10設計方案的優化考慮到20cm的板厚時，