1、第八章 水泥混凝土路面及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)李波（副教授） 蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院 01概述 02水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)03彈性地基板的荷載應(yīng)力分析 04我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 05國(guó)外水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法 Contents目錄第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高； 穩(wěn)定性好；耐久性好；養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，運(yùn)輸成本低；有利于夜間行車(chē)。 缺點(diǎn)：水和水泥用量大；有接縫，舒適性差；開(kāi)放交通遲；修復(fù)困難；對(duì)超載敏感第一節(jié) 概述類(lèi)型：普通混凝土；鋼筋混凝土；連續(xù)配筋混凝土；預(yù)應(yīng)力混凝土；裝配式混凝土；鋼纖維混凝土等。第一節(jié) 概述普通混凝土路面 除接縫區(qū)和局部范圍外不配置鋼筋的混凝土路面（素混凝土路面應(yīng)具有足夠的耐久

2、性，面板必須設(shè)置在堅(jiān)固耐久的的基礎(chǔ)上，以保證行車(chē)要求。第一節(jié) 概述鋼筋混凝土 為防止可能產(chǎn)生的裂縫縫隙張開(kāi)，板內(nèi)配置有縱、橫向鋼筋網(wǎng)的混凝土路面。適用于:1）混凝土平面尺寸較大；2）路基或基層可能產(chǎn)生不均勻沉陷；3）板下埋有地下設(shè)施。第一節(jié) 概述連續(xù)配筋混凝土路面 除在鄰近構(gòu)造物處或與其他路面交接處設(shè)置脹縫，以及視施工需要設(shè)置施工縫外，在路段長(zhǎng)度范圍內(nèi)不設(shè)橫縫，而配置縱向連續(xù)鋼筋和橫向鋼筋的混凝土面層。適用于：高速公路、一級(jí)公路第一節(jié) 概述預(yù)應(yīng)力混凝土路面 事先在工作截面上施加壓應(yīng)力，以提高它的抗彎拉強(qiáng)度，提高承受荷載能力。優(yōu)點(diǎn)：1）路面板厚度?。?）接縫數(shù)量小，行車(chē)平穩(wěn)；3）橫向開(kāi)裂少，耐久

3、性好。缺點(diǎn)：需大量的預(yù)應(yīng)力筋腱，施工工藝復(fù)雜，人力工作量大，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，初期投資大。第一節(jié) 概述裝配式混凝土路面 在工廠中把混凝土預(yù)制成板塊，然后運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的混凝土路面。適用于：城市道路、廠礦道路。大型基建場(chǎng)地、停車(chē)站場(chǎng)和軟弱土地基上。第一節(jié) 概述鋼纖維混凝土路面 在混凝土中摻入一些低碳鋼，不銹鋼纖維或其他纖維（如塑料纖維、纖維網(wǎng)等），即成為一種均勻而多向配筋的混凝土路面。特點(diǎn)：顯著提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗凍性、抗沖擊性、抗摩性、抗疲勞性，可以顯著減薄路面厚度，改善路用性能。第一節(jié) 概述水泥混凝土路面的破壞類(lèi)型：斷 裂唧 泥錯(cuò) 臺(tái)拱 起接縫擠碎第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述第一節(jié)

4、概述第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述水泥路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié) 概述水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)混凝土面板厚度設(shè)計(jì)混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計(jì)路肩設(shè)計(jì)混凝土路面的鋼筋配筋設(shè)計(jì)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)面 層基 層路 基上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤上基層上基層下基層（底基層下基層（底基層）砂石材料改良土或改善土水泥混凝土級(jí)配碎石CTB、LFTB改良土或改善土 水泥路面分層水泥路面分層第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)對(duì)路基的要求 穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)，對(duì)路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支撐。產(chǎn)生不均勻支撐的原因 不均勻沉陷 不均勻凍脹 膨脹土第二節(jié) 水

5、泥混凝土路面結(jié)構(gòu)墊層的作用：改善路基水溫狀況阻止路基土擠入基層保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少路基頂面的應(yīng)力和變形達(dá)到路面結(jié)構(gòu)總厚度（對(duì)季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面有最小防凍厚度要求）第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu) 基層和底基層 作用：防唧泥、冰凍減少路基頂面的壓應(yīng)力，并緩和路基不均勻變形對(duì)面層的影響提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力，延長(zhǎng)路面的使用壽命防水，為面層施工提供方便第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)交通荷載等級(jí)基層類(lèi)型底基層類(lèi)型極重、特重貧混凝土、碾壓混凝土級(jí)配碎石瀝青混凝土級(jí)配碎石、石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石、水泥穩(wěn)定碎石重密集配瀝青穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配碎石中等、輕級(jí)配碎石級(jí)配碎石、未篩分碎石或不設(shè)石灰 粉煤灰穩(wěn)定碎石

6、未篩分碎石 適宜于各交通荷載等級(jí)的基層和底基層類(lèi)型第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu) 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整。面層一般采用設(shè)接縫的普通混凝土；面層板的尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，應(yīng)采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層。第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)交通等級(jí)特重重公路等級(jí)高速一級(jí)二級(jí)高速一級(jí)二級(jí)變異水平等級(jí)低中低中低中低中面層厚度（mm）260250240270240260230250220面層厚度參考范圍面層厚度參考范圍第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu) 其他面層類(lèi)型選擇面層類(lèi)型適用條件連續(xù)配筋混

7、凝土面層高速公路瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫縫設(shè)傳力桿的普通混凝土下面層的復(fù)合式路面特重交通的高速公路碾壓混凝土面層二級(jí)及二級(jí)以下公路、服務(wù)區(qū)停車(chē)場(chǎng)鋼纖維混凝土面層標(biāo)高受限制路段、收費(fèi)站、混凝土加鋪層及橋面鋪裝矩形混凝土預(yù)制塊面層服務(wù)區(qū)停車(chē)場(chǎng)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)接縫設(shè)置目的：防止溫度變化引起的脹縮應(yīng)力、翹曲應(yīng)力和施工要求。 溫度升高時(shí) 溫度降低時(shí)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)接縫分類(lèi)（1）從接縫的方向分：橫縫、縱縫 橫縫：垂直于行車(chē)方向的接縫 縱縫：平行于行車(chē)方向的接縫 路面接縫設(shè)置圖 （1-橫縫；2-縱縫）第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)(2

8、)從接縫的功能分：縮縫、脹縫、施工縫縮縫：保證板因溫度和濕度的降低而收縮時(shí)沿該薄弱斷面縮裂，從而避免產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。脹縫：保證板在溫度升高時(shí)能部分伸張，從而避免產(chǎn)生路面板在熱天的拱脹和折斷破壞，同時(shí)也能起到縮縫的作用。施工縫：每天完工或因雨天及其他原因不能繼續(xù)施工時(shí)，應(yīng)做到脹縫處或縮縫處，并做成施工縫的構(gòu)造形式。第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)在縮縫處的施工縫，采用設(shè)傳力桿的平縫形式。設(shè)在脹縫處的施工縫，其形式與脹縫相同。遇有困難而需設(shè)在縮縫之間時(shí)，施工縫采用設(shè)拉桿的企口縫形式。第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)縮縫應(yīng)做成假縫形式，即鋪筑時(shí)僅在板的上部設(shè)縫槽，而板的收縮和翹曲會(huì)使縫槽下的混凝土自行斷裂。

9、縱向縮縫也應(yīng)設(shè)拉桿，以避免板塊橫向位移并保證接縫的傳荷能力。第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)第二節(jié) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)接縫布置：縱縫：車(chē)道線劃分處（33.75m寬），避免縱縫設(shè)在輪跡上。橫縫：一般等間距垂直縱縫布設(shè)。兩側(cè)的橫縫應(yīng)對(duì)齊。4、4.5、5、5.5、6m等，也可與縱縫斜交，減少行車(chē)跳動(dòng)。脹縫：盡量布設(shè)，但與其他結(jié)構(gòu)物（橋梁、隧道、柔性路面等）相接處、板厚變化處、小半徑彎道、縱坡變換處均應(yīng)設(shè)置脹縫。第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析薄板下的地基有兩種： 文克勒地基 彈性半無(wú)限地基 彈性地基小撓度薄板理論： 混凝土路面板常做成等厚式，其厚度不到平面尺寸的1/10，在輪載作用下的豎向位移(稱作撓度)

10、又比厚度小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，可把混凝土板看作是均質(zhì)、各向同性、無(wú)重量、等厚的小撓度彈性薄板。第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析采用此理論時(shí)三個(gè)基本假設(shè)：垂直于中面方向的應(yīng)變及其微小，可以忽略不計(jì)；垂直于中面的法線，在彎曲變形后均保持為直線并垂直于中面，故無(wú)橫向剪切應(yīng)變；中面上各點(diǎn)無(wú)平行于中面的位移。板與基礎(chǔ)之間始終保持接觸，且面剪應(yīng)力為零。 第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析 基（墊）層、路基可看成彈性地基，它對(duì)路面只有向上的豎向反力，且地基與板完全接觸（不脫離），即撓度相同。 在研究豎向荷載作用下的小撓度板問(wèn)題時(shí)，常采用下列三項(xiàng)基本假設(shè)：1. z,z0,W為（x，y)的函數(shù)。2. 無(wú)橫向剪應(yīng)變，xz=

11、yz=0。3. 中面上各點(diǎn)無(wú)x、y方向位移，u=v=0 ,只有W 。第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析000 xyMMZ平衡方程：第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析)(1)(1222222ywxwzEEcccyxccx)xy(1)(122222xy2ywwzEEcccccyxwzEEccxyccx2y11(2）)(2222ywxwDMcx)(2222xwywDMcyxywDMcxy2)1 ()1(1223cchEDqpywyxwxwD)2(4422444則板撓曲面微分方程為：由幾何方程和物理方程，得出應(yīng)力應(yīng)變位移方程：qp)drdwr

12、1drwd)(drdr1drd(D2222采用圓柱坐標(biāo)時(shí)：第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析xyyyxxxyyyxxEEEE221111xyyyxxxyyyxxEEEE221111xyxyE)1(2yxxPPEZywxwEZ111222222xyyPPEZxwywEZ111222222xyxykEZyxwEZ112yxxPPEZywxwEZ111222222xyyPPEZxwywEZ111222222xyxykEZyxwEZ1122223)()1 (1wwyxxxkkEhdzZM積分彎矩與扭矩第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析2223)()1 (1wwyxxxkkE

13、hdzZM推導(dǎo)得同理2222)(ywxwDkkDMyxx2222)(xwywDkkDMxyyyxwDkDMxyxy2)1 ()1 (由撓曲面微分方程推導(dǎo)：)(qpyQxQyx0 xxyxQyMxM0yxyyQxMyMqpyMyyxMxyxMxD)2(4422444第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析q-p22WD)(222222qpyMyyxMxyxMx2222)(ywxwDkkDMyxx2222)(xwywDkkDMxyyyxwDkDMxyxy2)1()1( 要求解方程，必須建立地基反力與薄板撓度間的關(guān)系，因此，必須對(duì)地基變形進(jìn)行假設(shè)。假設(shè)地基上任一點(diǎn)的反力僅同該點(diǎn)的撓度成正比以反應(yīng)模量K表征的

14、地基 ：第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析),(),(0000yxkwyxq第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析2cihP)2673.0g)(1(1.1675h. 0h6 . 1b222cehP)08975. 0g)(54. 01 (116. 2Winkler地基解析解1）板中受荷時(shí)：當(dāng)0.5h時(shí)，偏差較大，用代替。2）板邊部中受荷時(shí)：當(dāng) M r 輪外彎矩：彈性半無(wú)限地基解析解第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析3)對(duì)于對(duì)稱多輪載：22sincostrxMMM22cossintryMMM第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析2h6M彈性半無(wú)限地基解析解彈性地基板的有限元解 工程實(shí)踐中采用的混凝土路面板基本上都

15、屬于有限尺寸 的矩形板，并非無(wú)限大板。對(duì)于彈性半空間體地基上有限尺寸矩形板的板中、板邊和板角作用車(chē)輪荷載時(shí)，求解相應(yīng)位置的撓度和彎矩在數(shù)學(xué)上遇到很大困難。而有限元方法是結(jié)構(gòu)和連續(xù)介質(zhì)應(yīng)力分析中的一種較有效的計(jì)算方法。 第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析臨界荷位： 選取混凝土板的縱向邊緣中部作為產(chǎn)生荷載應(yīng)力和溫度梯度綜合疲勞損傷的臨界荷位。第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算260.0077.0hrps31537.0tcEEhr 水泥混凝土板為四邊自由板時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力 單層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析考慮縱向和橫向接縫傳荷能力，修

16、正后的荷載疲勞應(yīng)力：第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析pscfrprkkkKf=NevKr 考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)?？v縫為設(shè)拉桿的平縫或縮縫時(shí)，可取為0.870.92（剛性和半剛性基層取低值，柔性基層取高值）；縱縫為不設(shè)拉桿的平縫或自由邊時(shí)，取為1.0；Kf 考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。V 與混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù)。普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土取0.057；碾壓混凝土和貧混凝土，取0.065。第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析Kc 考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按下表取用。 公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路綜合系數(shù)kc1.30

17、1.251.201.10綜合系數(shù)KC雙層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析 從力學(xué)模型考慮，彈性地基雙層混凝土板按層間接觸狀態(tài)分為兩類(lèi)： 上、下層完全分離，接觸面假定為完全光滑； 上、下層密切結(jié)合，接觸面假定為完全連續(xù)；第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析 等剛度法將不同接觸狀況的雙層板轉(zhuǎn)換為剛度相當(dāng)?shù)膯螌影?，然后按彈性地基上的?dāng)量單層板計(jì)算荷載應(yīng)力，再根據(jù)上、下層板的剛度計(jì)算各層所分擔(dān)的彎矩和應(yīng)力。 雙層混凝土板的臨界荷位仍為縱向邊緣中部，標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的上、下層混凝土板的荷載應(yīng)力計(jì)算公式仍為：第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析pscfrprkkk 分離式雙層板分別計(jì)算上、下層板的荷載應(yīng)力

18、，結(jié)合式雙分離式雙層板分別計(jì)算上、下層板的荷載應(yīng)力，結(jié)合式雙層板僅需計(jì)算下層板的荷載應(yīng)力層板僅需計(jì)算下層板的荷載應(yīng)力，Kr、Kf、Kc的確定方法，同的確定方法，同單層混凝土板完全相同。單層混凝土板完全相同。第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析 水水泥泥混混凝凝土土板板為為四四邊邊自自由由板板時(shí)，時(shí)，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸軸載載Ps在在臨臨界界荷荷位位處處產(chǎn)產(chǎn)生生的的荷荷載載應(yīng)應(yīng)力：力：分分離離式式雙雙層層板板上上層層 和和下下層層 ， 或或結(jié)結(jié)合合式式雙雙層層板板下下層層 如如下：下：gcgpsDhEr12077. 001160. 01guxcgpsDKhhEr6)5 . 0(077. 002260. 02

19、水泥混凝土板為四邊自由板時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載水泥混凝土板為四邊自由板時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在臨界荷位在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力：分離式雙層板上層處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力：分離式雙層板上層 和下層和下層 ， 或結(jié)合式雙層板下層或結(jié)合式雙層板下層 如下：如下：1ps2ps2ps第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析 混凝土面板下的地基包括路基和根據(jù)需要設(shè)置的墊層與基層，其整體路面結(jié)構(gòu)為彈性多層體系。分析板內(nèi)荷載應(yīng)力時(shí)，應(yīng)將多層體系換算為半無(wú)限體，以其頂面的當(dāng)量回彈模量作為半無(wú)限地基的模量值。1）新建公路基層頂面的當(dāng)量回彈模量值3100EEEahExbxt基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et2）原有柔性路面頂面的當(dāng)量回彈模量值 在原有柔

20、性路面上鋪筑水泥混凝土路面時(shí)，應(yīng)通過(guò)承載板試驗(yàn)確定原有柔性路面頂面的當(dāng)量回彈模量Et；如用汽車(chē)實(shí)測(cè)路段的回彈彎沉值，可按柔性路面舊路補(bǔ)強(qiáng)法中的計(jì)算方法確定計(jì)算回彈彎沉值l0后，確定其基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et：04. 1013739lEt第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析溫度應(yīng)力1.脹縮應(yīng)力膨脹： 當(dāng)氣溫緩慢變化時(shí)，板內(nèi)溫度均勻升降，則面板沿?cái)嗝娴纳疃染鶆蛎浛s。由于板與基層之間的摩阻約束，在溫度升降時(shí)板中部不能移動(dòng)，得面板脹縮完全受阻時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力為：第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析utEcyx1對(duì)于板邊緣中部或窄長(zhǎng)板 ：tEcx 收縮： 板劃分為有限尺寸塊后，因收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力很小，可不予考慮

21、。第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析產(chǎn)生原因：由于板的自重、地基反力和相鄰板的鉗制作用，使部分翹曲變形受阻，從而使板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應(yīng)力。由氣溫升高引起的板中部隆起受到限制時(shí)，板底面出現(xiàn)拉應(yīng)力；而當(dāng)氣溫降低引起的板四周翹起受阻時(shí)，板頂面出現(xiàn)拉應(yīng)力?；炷涟迓N曲變形混凝土板翹曲變形翹曲應(yīng)力第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析tmttrk在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力xgcctmBhTE2 單層水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析單層水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析bfafkcrtmtmrt疲勞應(yīng)力系數(shù)kt 回歸系數(shù)a、b、c第三節(jié) 彈性地

22、基板的荷載應(yīng)力分析第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析溫度應(yīng)力系數(shù)Bx 水泥混凝土面層的最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值水泥混凝土面層的最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg ，可按照公路，可按照公路所在地的公路自然區(qū)劃，按下表所在地的公路自然區(qū)劃，按下表 選用。選用。公路自然區(qū)劃、最大溫度梯度(/m)8883909586929398注：海拔高時(shí)，取高值；濕度大時(shí)，取低值。最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析 雙層水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析分離式雙層板僅需計(jì)算上層板的溫度應(yīng)力分離式雙層板僅需計(jì)算上層板的溫度應(yīng)力結(jié)合式雙層板僅需計(jì)算下層板的溫度應(yīng)力結(jié)合式雙層板僅需計(jì)算下層板的溫度應(yīng)力1t

23、r2tr11tmttrk22tmttrk 上層上層 ； 下層下層 ；雙層混凝土板的溫度應(yīng)力計(jì)算公式：雙層混凝土板的溫度應(yīng)力計(jì)算公式：第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析分離式雙層混凝土板上層最大溫度應(yīng)力式中： Bx1分離式雙層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)； Bx 上層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)，按l /rg，h01查圖； Cx 混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)，按l /rg查圖；第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析101112xgcctmBThExhhEhEhxxBCBcc)5 . 2ln(81. 032. 010201202101結(jié)合式雙層混凝土板下層最大溫度應(yīng)力式中： Bx2結(jié)合式雙層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)； B

24、x 下層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)，按l /rg，（h01+ h02）查圖；第三節(jié) 彈性地基板的荷載應(yīng)力分析20201222)(xgcctmBThhExccccxBhhEEEhEhB)218ln(27. 077. 1 0201212021012第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) p設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)p設(shè)計(jì)參數(shù)p荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算p溫度疲勞應(yīng)力計(jì)算p板厚確定步驟第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法采用單軸雙輪組100KN標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下的彈性半空間體系地基有限大矩形薄板理論有限元解為理論基礎(chǔ)，以路面板縱縫邊緣荷載與溫度綜合疲勞彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行

25、路面板厚度計(jì)算。 設(shè)計(jì)完成后，路面板的綜合疲勞彎拉應(yīng)力應(yīng)滿足以目標(biāo)可靠度為依據(jù)的極限狀態(tài)平衡方程式。）（5514)(rtprf第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 根據(jù)該路的交通情況，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候條件和材料供應(yīng)情況綜合考慮。包括各層的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、彈性模量和厚度的確定。（2）混凝土面板厚度設(shè)計(jì) 混凝土面板厚度設(shè)計(jì)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，確定滿足設(shè)計(jì)年限內(nèi)使用要求所需的混凝土面層的厚度。第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）路肩設(shè)計(jì) 高速公路和一級(jí)公路中間帶的路緣帶和路肩的結(jié)構(gòu)應(yīng)與行車(chē)道的混凝土路面相同，并與行車(chē)道部分的混凝土面板澆筑成整體。路肩可采用水泥混凝土面層或?yàn)r青

26、混合料面層，其基（墊）層結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足行車(chē)道路面結(jié)構(gòu)和排水的要求。第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計(jì) 根據(jù)混凝土面層板內(nèi)產(chǎn)生的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力作出板的平面尺寸設(shè)計(jì)，布設(shè)各類(lèi)接縫的位置，設(shè)計(jì)接縫的構(gòu)造，并采取有效措施提高接縫的傳荷能力。第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）普通混凝土路面配筋設(shè)計(jì) 普通混凝土路面板較長(zhǎng)或交通量較大、地基有不均勻沉降或板的形狀不規(guī)則時(shí)，可沿板的自由邊緣加設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，在角隅處加設(shè)發(fā)針形鋼筋或鋼筋網(wǎng)，以阻止可能出現(xiàn)的裂縫。第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 以軸重100kN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸-輪型和軸載的作用次數(shù)，

27、可按等效疲勞損壞原則換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne365 1)1(NrrNtse公路等級(jí)縱縫邊緣處高速公路、一級(jí)公路0.17-0.22二級(jí)、二級(jí)以下公路行車(chē)道寬7m0.34-0.39行車(chē)道寬7m0.54-0.62臨界荷位車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交通等級(jí)特重重中等輕設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)2000100200031003交通分級(jí)第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水泥混凝土路面可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異水平分級(jí)路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)E0第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)E

28、1、E2第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 將多層體系換算為半無(wú)限體，以其頂面的當(dāng)量回彈模量作為半無(wú)限地基的模量值。1）新建公路基層頂面的當(dāng)量回彈模量值3100EEEahExbxt基層頂面的當(dāng)量回彈模量2）原有柔性路面頂面的當(dāng)量回彈模量值04.1013739lEtl0以后軸重100kN的車(chē)輛測(cè)得的計(jì)算回彈彎沉值（1/100mm）。第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 水泥混凝土板為四邊自由板時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力260. 0077. 0hrps31537.0tcEEhr考慮縱向和橫向接縫傳荷能力，修正后的荷載疲勞

29、應(yīng)力pscfrprkkk荷載疲勞應(yīng)力第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)tmttrk 溫度疲勞應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力：xgcctmBhTE2第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 收集并分析交通參數(shù)收集日交通量和軸載組成數(shù)據(jù)，計(jì)算設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)，由此確定道路的交通等級(jí)，并確定安全等級(jí)； 初擬路面結(jié)構(gòu)初選路面結(jié)構(gòu)層次、類(lèi)型和材料組成；擬定各層的厚度、面層板平面尺寸和接縫構(gòu)造；水泥混凝土板厚確定確定材料參數(shù)確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度和彈性模量，基層、墊層和路基的回彈模量，基層頂面的當(dāng)量回彈模量；第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力和溫度應(yīng)力； 檢驗(yàn)初擬路面結(jié)構(gòu)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以行車(chē)荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)，根據(jù)可靠度系數(shù)，按下述條件檢驗(yàn) 第四節(jié) 我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）（5514)(rtprf上述檢驗(yàn)條件如不符合，則重新擬定路面結(jié)