公路水泥混凝土路面设计规范D.docx
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公路水泥混凝土路面设计规范D
1 总则
1．0．1 为适应交通运输发展和公路建设的需要，提高水泥混凝土路面的设计质量和技术
水平，保证工程安全可靠、经济合理，制定本规范。
1．0．2本规范适用于新建和改建公路和水泥混凝土路面设计。
1．0．3水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析确定。
水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配制等。
水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应，满足预定的使用性能要求。
1．0．4水泥混凝土路面设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语、符号
2．1术语
2．1．1水泥混凝土路面cementconcretepavement
以水泥混凝土做面层（配筋或不配筋）的路面，亦称刚性路面。
2．1．2普通混凝土路面plainconcretepavement
除接缝区和局部范围外面层内均不配筋的水泥混凝土路面，亦称素混凝土路面。
2．1．3钢筋混凝土路面jointedreinforced concretepavement
面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路面。
2．1．4连续配筋混凝土路面continuous reinforcedconcretepavement
面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。
2．1．5钢纤维混凝土路面steelfiberreinforcedconcretepavement
在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。
2．1．6复合式路面compositepavement
面层由两层不同类型和力学性质的结构层复合而成的路面。
2．1．7水泥混凝土预制块路面concreteblockpavement
面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。
2．1．8碾压混凝土rollercompectedconcrete
采用振动碾压成型的水泥混凝土。
2．1．9贫混凝土leanconcrete
水泥用量较低的水泥混凝土。
2．1．10设计基准期限designreferenceperiod
计算路面结构可靠度时，考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。
2．1．11安全等级safetyclasses
根据路面结构的重要性和破坏可能产生后果的严重程度而划分的设计等级。
2．1．12可靠度reliability
路面结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概率。
2．1．13目标可靠度objectivereliability
作为设计依据的可靠度。
2．1．14可靠指标reliabilityindex
度量路面结构可靠性的一种数量指标。
2．1．15目标可靠指标objectivereliabilityindex
作为设计依据的可靠指标。
2．1．16可靠度系数reliabilitycoefficient
为保证所设计的结构具有规定的可靠度，而在极限状态设计表达式中采用的单
一综合系数。
2．2 符号
2．2．1 作用及作用效应符号
Ne——设计基准期内标准轴载累计作用次数
Ns——标准轴载的作用次数
P——轴载
Ps——标准轴载
——弯沉
εsh——干缩应变
σpr——荷载疲劳应力
σps——标准轴载的引力
σs——钢筋应力
σtm——最大温度梯度时的温度翘曲应力
σtr——温度梯度疲劳应力
2．2．2 设计参数和计算系数符号
Bx——温度应力系数
Cv——变异系数
Cx——温度翘曲应力系数
gr——交通量年平均增长率
kc——综合影响系数
kf——荷载疲劳应力系数
kj——接缝传荷系数
kp——轴载当量换算系数
kr——接缝传荷能力的应力折减系数
ks——粘结刚度系数
kt——温度疲劳应力系数
ku——层间结合系数
p——概率或频率
Tg——混凝土面层最大温度梯度
αc——混凝土线膨胀系数
αs——钢筋线膨胀系数
γr——可靠度系数
δi——轴-轮型系数
η——车辆轮迹横向分布系数
λc——混凝土温缩应力系数
λst——钢筋温度应力系数
λb——裂缝宽度系数
μ——面层与基层之间的摩阻系数
ρ——配筋率
ρf——钢纤维体积率
φ——钢筋刚度贡献率
2．2．3 几何参数符号
As——钢筋面积
bj——裂缝缝隙宽度
df——钢纤维直径
ds——钢筋直径
h——结构层厚度
——钢纤维长度
——面层板长度
Ld——裂缝间距
2．2．4 材料性能和混凝土板抗力符号
D——面层的弯曲刚度
Dg——双层混凝土面层的总弯曲刚度
E——土基或基、垫导线材料回弹模量
Ec——水泥混凝土的弯拉弹性模量
Es——钢筋的弹性模量
Et——基层顶面当量回弹模量
fr——混凝土弯拉强度
frm——混凝土配合比设计强度
fsp——混凝土劈裂强度
fsy——钢筋屈服强度
ft——混凝土抗拉强度
r——混凝土面层的相对刚度半径
3 设计依据
3．0．1各级公路水泥混凝土路面结构的设计安全等级及相应的设计基准期、目标可靠指
标和目标可靠度，应符合表3.0.1的规定。
各安全等级路面的材料性能和结构尺
寸参数的变异水平等级，宜按表3.01的建议选用。
表 3。
0。
1 可靠度设计标准
公路技术等级
高速公路
一级公路
二级公路
三、四级公路
安全等级
一级
二级
三级
四级
设计基准期（a）
30
30
20
20
目标可靠度（％）
95
90
85
80
目标可靠指标
1.64
1.28
1.04
0.84
变异水平等级
低
低～中
中
中～高
3．0．2材料性能和结构尺寸参数的变异水平分为低、中和高三级。
各变异水平等级主要
设计参数的变异系数变化范围，应符合表3.0.2的规定。
表3。
0。
2变异系数cv的变化范围
变异水平等级
低
中
高
水泥混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量
cv≤0.10
0.10＜cv≤0.15
0.15＜cv≤0.20
基层顶面当量回弹模量
cv≤0.25
0.25＜cv≤0.35
0.35＜cv≤0.55
水泥混凝土面层厚度
cv≤0.04
0.04＜cv≤0.06
0.06＜cv≤0.08
3．0．3水泥混凝土路面结构设计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，其表达式采用式（3.0.3）。
（3.0.3）
式中：
γr——可靠度系数，依据所选目标可靠度及变异水平等级按表3.03确定；
σpr——行车荷载疲劳应力（Mpa），计算方法见附录B.1；
σtr——温度梯度疲劳应力（Mpa），计算方法见符录B.2；
fr——水泥混凝土弯拉强度标准值（Mpa），见3.0.6条。
表 3。
0。
3可靠度系数
变异水平等级
目标可靠度（％）
95
90
85
80
低
1.20～1.33
1.09～1.16
1.04～1.08
—
中
1.33～1.50
1.16～1.23
1.08～1.13
1.04～1.07
高
—
1.23～1.33
1.13～1.18
1.07～1.11
注：
变异系数在表3.0.2所示的变化范围的下限时，可靠度系数取低值；上限时，取高值。
3．0．4水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。
不同轴-
轮型和轴载的作用次数，按式（3.04-1）换算为标准轴载的作用次数。
（3.0.4-1）
（3.0.4-2）
或 （3.0.4-3）
或 （3.0.4-4）
式中：
Ns——100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；
Pi——单轴-单轮、单轴-双轮组或三轴-双轮组轴型级轴载的总重（KN）；
——轴型和轴载级位数；
——各类轴型级轴载的作用次数；
——轴-轮型系数，单轴-双轮组时，=1；单轴-单轮时，按式（3.0.4-2）计算；双
轴-双轮组时，按式（3.0.4-3）计算;三轴-双轮组时,按式（3.0.4-4）计算。
3．0．5水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载
累计作用次数分为4级，分级范围如表3.0.5。
表 3。
0。
5 交通分级
交通等级
特重
重
中等
轻
设计车道标准轴载累计作用次数
Ne（104）
＞2000
100～2000
3～100
＜3
注：
交通调查和分析及Ne计算，参照本规范附录A。
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