公路水泥混凝土路面设计新规范技术宣贯班内容介绍
常州市建设工程施工图设计审查中心 吴祖德
内容提要 本文主要介绍《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）技术宣贯班内容介绍给大家，
供参考学习。
关 键 词 公路水泥混凝土路面设计规范
1 前言
新的《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）2011年12月1日起实施，老的规范就废止。按国家规定，8-10年规范要完成一轮修改，本规范部立项后2年完成，先由初稿（征求意见稿）——送审稿（经评审审批）——报批稿。公路沥青混凝土路面设计规范修订，明年年底完成。
本规范出版时，稿子改乱了，使用时要注意，条文与条文说明一起用，因为有的把条文中的内容移到条文说明中去了，合起来才能正确使用。
2 内容介绍
（1）第三章“设计参数”，应改为“设计依据”。设计依据章的主要修改内容: 1)增加面层混凝土板极限断裂的验算
（即就是重载的一次性破坏验算，rr?p,max??t,max?fr （3.0.4-2）） 2)无机结合料类和沥青结合料类基层, 按分离式双层板模型进行结构分析 （见下路面结构分析模型图）
3)增加贫混凝土或碾压混凝土基层的疲劳断裂设计标准 （rr?bpr?fbr （3.0.5））
4)改称设计轴载，增加极重交通荷载等级
（100KN单轴—双轮组荷载作为设计轴载外，对极重交通荷载等级的水泥混凝土路面，宜选用货车中占份额特重车型的轴载作为设计轴载） （2）设计基准期有改动： 公路等级 设计基准期 （3）路面结构分析模型
高速 30年 一级 二级 20年 三级 15年 四级 10年 ??
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（4）交通荷载分级
原提出方案
另外，风景区、乡村，也可按80KN～60KN轴载进行计算。最后未获通过，因为交通部公路运输条例中已立法，规定轴载100KN。
提出方案原因：因为实际超载严重，如在矿区运料车，有“百吨王”的运料车。由于水泥混凝土的疲劳损伤量对轴重很敏感（与轴重比成16次方的关系），对于特重轴载采用100KN设计轴载进行设计时，基准期内的设计轴载累计作用次数往往会达到天文数字。实际上已超出我们掌握正常关系曲线数据的范围，不能正确反映数据的相互关系了。为了避免出现这种情况，对于极重交通等级的公路，建议选取货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。
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从疲劳试验曲线可看出，当轴载小于N100以后，曲线呈平旦状态，几乎没有影响，故可不计到累计轴载中去，荷载产生应力小于材料容许应力的一半，可不计疲劳作用，而大于某一轴载后，曲线呈很陡，不是一般的关系了。
（5）水泥混凝土面层参考厚度极重级由26cm变为32cm。
（6）基层底硬，板温度翘曲后，限制力大，故温度应力也大。与基层对冲刷要求相矛盾，耐冲刷好，温度应力高。
（7）层间接触（摩阻）力大小，目前还有争论：
1）黏在一起好，摩阻力大，开裂均匀；
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2）越滑越好，位移自由，可减少伸缩应力，但在胀缝处伸长多。 表E.0.3-3 混凝土面层与基层间摩阻系数经验参考值 基层材料 级配碎石、级配砾石或碎砾石 沥青混凝土、沥青碎石 无机结合料稳定粒料 贫混凝土、碾压混凝土 取值范围 0.5~4.0 2.5~15 3.5~13 3.0~20 代表值 2.5 7.5 8.9 8.5 注：当基层不是沥青混合料，但基层与面层间设置沥青隔层时，摩阻系数按照沥青混合料基层时选取。
（8）路基 路床顶综合回弹模量值不得低于： 40MPa（轻）
60MPa（中等或重） 80MPa（特重或极重）
附录 E 材料设计参数经验参考值
表E.0.1-1 路基回弹模量经验参考值 土组 级配良好砾 (GW) 级配不良砾 (GP) 含细粒土砾 (GF) 粉土质砾 (GM) 粘土质砾 (GC) 级配良好砂 (SW) 级配不良砂 (SP) 含细粒土砂 (SF) 粉土质砂 (SM) 粘土质砂 (SC) 低液限粉土 (ML) 低液限粘土 (CL) 高液限粉土 (MH) 高液限粘土 (CH) 取值范围 (MPa) 240~290 170~240 120~240 160~270 120~190 120~190 100~160 80~160 120~190 80~120 70~110 50~100 30~70 20~50 代(MPa) 250 190 180 220 150 150 130 120 150 100 90 70 50 30 表值 表E.0.1-2 路基回弹模量湿度调整系数 土组 路床顶距地下水位的距离 (m) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 － 细粒质砾(GF)土质0.81~0.88 0.86~1.00 0.91~1.00 0.96~1.00 － 砾(GM、GC) 细粒质砂(SF)土质0.80~0.86 0.83~0.97 0.87~1.00 0.90~1.00 0.94~1.00 － 砂(SM、SC) 粉质土(ML) 黏质土(CL) 0.71~0.74 0.75~0.81 0.78~0.89 0.82~0.97 0.86~1.00 0.94~1.00 0.70~0.73 0.72~0.80 0.74~0.88 0.75~0.95 0.77~1.00 0.81~1.00 高液限粉土(MH)、0.70~0.71 0.71~0.75 0.72~0.78 0.73~0.82 0.73~0.86 0.74~0.94 高液限黏土(CH) 注：1. 对于砾和砂，D60（通过率为60%时的颗粒粒径）大时，调整系数取高值，D60小时，调整系
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数取低值；
2. 对于其他含细粒的土组，小于0.075mm颗粒含量大和塑性指数高时，调整系数取低值，反之，调整系数取高值。
实际工作中，如何测试，尚不清楚。回弹模量试验方法，有变动，与前不一样，与修订的公路沥青混凝土路面设计规范一样。弯沉万能，或是仅弯沉，是不行的，过去就讲应双控，加上压实度。讲现在有新方法。半填半挖，或有不均匀路基，应全部加一层20cm填土，有利于消除不均匀沉降。路基不要形成凹槽，如道路美化时，路边砌出一条档土墙，就不利路基排水，这样不好，不利路面内部排水。
（9）附录 A 交通荷载分析
水泥混凝土路面不景气，主要是坏了不好修。超载多，德国最大超载10%，我国2倍-3倍，“百吨王”总重为120吨。轴载规定10吨，现有40吨，一辆车称重有200吨。
超载对水泥路面危害大，有时累计相当于亿万次10吨车，失去可比意义，超出范围，本次规范可采用大点的设计轴载，就解决了此问题。
方向分配系数，不适用大型厂矿，出厂重车，进厂空车，出进厂可为1:9。 轮胎压力标准0.7MPa,实际有达1.5MPa，还有更大的。 水泥路现中国走向没落，整体不到沥青路一半。但1cm沥青可修3-4cm水泥路，10cm沥青混凝土，可修35cm水泥路。
国外水泥路造价大大高于沥青路，美国后轴仅8吨，所以坏不了。水泥路不如沥青，坏了难修，又费时，妨碍交通。
超载治理好，水泥路还是有前途的，村道修水泥路的多，造价便宜，样护省事。 （10）附录 B 混凝土板应力分析及厚度计算（修改较多）
力学模型（新规范有三个模型，旧规范只有一个模型，即弹性地基上的板，双层板也是按扩充变形曲率一样计算）
1） 弹性地基单层板模型
– 粒料基层上混凝土面层
– 旧沥青路面加铺混凝土面层
2） 弹性地基双层板模型
– 无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层 – 旧混凝土路面上加铺分离式混凝土面层
3） 复合板模型
– 两层不同性能材料组成的面层或基层复合板 – 旧混凝土路面上加铺结合式混凝土面层
路肩建议采用水泥混凝土，不采用沥青混凝土，不然会有缝渗水。
本规范中路基土的弹性模量由形变模量改为回弹模量，原规范中为修正路面结构对荷载的实际响应与理论模型的分析结果之间差异，而调整板底地基综合当量回弹模量Et（原规范中称之为基层顶面当量回弹模量）的关系式不再适用，因此，本规范对板底地基综合当量回弹模量Et不再修正，而对综合系数作了适当调整。应力计算式中，板底地基的综合泊松比取为0.35。
原规范中的基层顶面当量回弹模量计算式，适用于计算半刚性类基层的顶面当量回弹模量，当基、垫层的当量回弹模量与路床回弹模量之比小于5时，精度较差。
本规范仅限于换算粒料层顶面当量回弹模量，粒料层的回弹模量与路床回弹模量之比小于5的场合较多，因此，对近似计算式进行了调整，以减少误差。
回归式是根据单圆荷载直径0.3m，层间连续，粒料层总厚度0.1~0.5m，粒料层回弹模量与路床回弹模量之比小于10的条件，按照荷载中心点挠度等效原则回归得到的。其中，路床、粒料层的泊松比均取0.35。
（11）有沥青上面层的混凝土板应力分析
黑色吸热快，放热也快。荷载应力计算，加4cm沥青混凝土，可减少1cm水泥混凝土。现重交通、快速路有做水泥混凝土路面（连续配筋水泥混凝土路面）+沥青层———又称永久性路面（或称长寿命
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