混凝土路面在使用过程中承受着荷载的重复和周围气温周期性变化的双重作用，因此混凝土面层的疲劳损坏不仅是荷载重复作用的结果，还是周期性变化的温度翘曲应力重复作用的结果。为了考虑这种影响，我国《公路混凝土路面设计规范》（JGT D40—2011）采用了姚祖康、谈至明等提出并建立的疲劳应力叠加方法［2，5］，以设计基准期内行车荷载和温度梯度综合作用产生的面层板疲劳断裂作为设计标准。
式中 γ——可靠度系数，见表10-10；
σpr——考虑轴载累计疲劳作用的（代表性）等效荷载应力；
σtr——考虑温度翘曲应力累计疲劳作用的等效温度应力；
fr——混凝土的抗弯拉强度。
按荷载疲劳应力和温度梯度疲劳应力设计的面层板厚度，可以在设计基准期内经受住行车荷载（以设计轴载表征）和温度梯度的综合疲劳作用。但在轴载谱中存在一些特重的轴载时，在最重轴载和最大温度梯度的综合作用下，有可能出现超出混凝土弯拉强度的极限断裂破坏。为了控制少数超重轴载对面层板的破坏作用，需要进行极限断裂破坏的验算：
式中 σp，max——最大轴载在临界荷位处产生的最大荷载应力，MPa；
σt，max——所在地区最大温度梯度在临界荷位处产生的最大温度翘曲应力，MPa。
对于双层混凝土板的下层，或当采用贫混凝土或碾压混凝土作为基层时，由于其刚度比底基层大得多，可能会产生较大的层底拉应力，需要进行应力分析，以确定合适的层厚或所需的强度：
式中 σbpr——基层内产生的行车荷载疲劳应力，MPa；(www.xing528.com)
fbr——基层材料的弯拉强度标准值，MPa。
由于基层的温度梯度小，相应的温度翘曲应力可以忽略不计，极限状态设计表达式中没有考虑温度梯度疲劳应力。
上述三个设计标准中均考虑了路面结构的可靠度。路面结构可靠度的一般定义为，在规定的时间段内，在规定的条件下，路面结构性能满足预定水平（要求）的概率。因而，混凝土路面结构可靠度也可定义为，在规定的设计基准期内，在规定的交通和环境条件下，行车荷载疲劳应力和温度梯度疲劳应力的总和不超过混凝土弯拉强度的概率，或者，最重轴载应力和最大温度翘曲应力的总和不超过混凝土弯拉强度的概率。
表10-10 可靠度设计标准
以上三项标准为我国采用的设计标准。还有些设计方法仅通过限制混凝土板的尺寸（即限制接缝间距）的方法控制温度翘曲应力，而在设计标准中不再考虑温度翘曲应力的疲劳影响，仅通过限制荷载应力不超过混凝土的疲劳强度来确定板的厚度，即［4］：
式中 σp——标准荷载位于临界荷位时产生的最大应力，MPa；
frr——标准荷载累计作用N次时的混凝土疲劳强度，MPa。
应该指出的是［4］，通过限制荷载和温度应力以控制疲劳断裂的方法只能有效控制混凝土板的断裂，并不能有效防止唧泥、错台等损坏现象的出现，因为唧泥、错台是行车荷载（特别是重车）多次重复作用、水沿接缝/裂缝下渗和基层、路肩材料不耐冲刷等多种因素综合作用的结果。除了从结构和构造上采取措施，如采用排水基层、耐冲刷基层并增强接缝传荷能力等措施外，还可以通过增加混凝土板的厚度和基层刚度以减小板边缘和角隅处的挠度，从而减小该处的塑性变形量和相应的板底脱空量，来达到减轻唧泥和错台的目的。因此，有的设计方法除了控制应力外，对于高等级和重交通道路还增加了挠度指标——轴载在板边或角隅处产生的最大挠曲量不大于某一容许数值。
下面介绍我国水泥路面厚度计算方法［2，4］。
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