水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)詳解259頁ppt

1、水泥混凝土路面設(shè)計(jì)主要內(nèi)容第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述第二節(jié) 水泥路面彈性地基板理論第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度第五節(jié) 水泥路面的設(shè)計(jì)參數(shù)第六節(jié) 水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法第八節(jié) 路面養(yǎng)護(hù)與評價(jià)方法 混凝土的強(qiáng)度及模量遠(yuǎn)大于基層和土基強(qiáng)度和模量； 水泥混凝土本身的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗折強(qiáng)度； 板塊厚度相對于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的撓度（豎向位移）很??； 混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度梯度，會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，如受到約束，會在板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應(yīng)力； 荷載重復(fù)、溫度梯度反復(fù)變化，混凝土板將出現(xiàn)疲勞破壞。1、水泥混凝土路面的力學(xué)特征第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)

2、概述唧泥1）水泥路面的主要破壞類型斷裂唧泥錯(cuò)臺拱起接縫擠碎2、水泥路面的主要破壞類型與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述板塊斷裂、破碎錯(cuò)臺拱起第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述2）水泥路面的荷載作用重載作用第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述2）水泥路面的荷載作用重載作用3）水泥路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)承載能力 控制板不出現(xiàn)斷裂，要求荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的疲勞綜合作用滿足材料的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度： 即： 行駛舒適性 控制錯(cuò)臺量，要求設(shè)置傳力桿（基層及結(jié)構(gòu)布置滿足）穩(wěn)定耐久性 控制唧泥與拱脹，要求基層水穩(wěn)定性好，板與基層聯(lián)結(jié)。第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述 1）路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)； 2）混凝土路面板厚度設(shè)計(jì)； 3）混凝土面板的平面尺寸

3、與接縫設(shè)計(jì) 4）路肩設(shè)計(jì)； 5）混凝土路面的鋼筋配筋率設(shè)計(jì)3、水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述1）水泥路面的標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算公路等級縱縫邊緣處（臨界荷位）高速公路、一級公路0.170.22二級、三級、四級公路行車道寬7m0.340.39行車道寬7m0.540.624、水泥路面的軸載換算與交通分級第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述單軸雙輪組100kN第一節(jié) 水泥路面設(shè)計(jì)概述2）水泥路面的交通等級劃分及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期彈性地基上的小撓度薄板模型 彈性地基：因?yàn)榛炷涟逑碌幕鶎优c土基的應(yīng)力應(yīng)變很小，不超過材料的彈性區(qū)域彈性板：因?yàn)榘宓哪Ａ扛撸瑧?yīng)力承受能力強(qiáng)，一般受力不超過彈性比例極限應(yīng)力；撓度與

4、板厚相比很小。水泥混凝土路面設(shè)計(jì)理論：彈性地基上的小撓度薄板理論第二節(jié) 水泥路面彈性地基板理論1、水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)基本理論 完全接觸假設(shè)：始終接觸吻合，且可自由滑動(dòng)（是在剛度差異大、板平面變形微小情況下的近似），即接觸面不脫空且剪應(yīng)力視為零。沒有摩擦假設(shè)：板和地基之間沒有摩擦，可以自由活動(dòng)。2、板與地基接觸的假設(shè) 第二節(jié) 水泥路面彈性地基板理論3、地基模型假定 彈性半空間地基假定；文克勒地基假設(shè)。 一個(gè)方程，兩個(gè)未知數(shù)，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，必須對地基變形進(jìn)行假設(shè)。砼路面薄板的彈性曲面微分方程第二節(jié) 水泥路面彈性地基板理論4、彈性曲面的微分方程 寫出z方向的

5、力的平衡方程，簡化以后，略去微量，得到： 1）文克勒地基 以反應(yīng)模量K表征的彈性地基，它假設(shè)地基上任一點(diǎn)的反力僅同該點(diǎn)的撓度成正比，而與其他點(diǎn)無關(guān)，即地基相當(dāng)于由互不相聯(lián)系的彈簧組成，它因首先由捷克工程師文克勒提出而得名，也稱為K地基、彈簧地基。 第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析1、文克勒地基板荷載應(yīng)力分析（威氏公式）了解2）三個(gè)車輪荷位3）最大彎拉應(yīng)力位置 第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析 荷載中心處板底； 荷位下板底； 板表面距板角點(diǎn)x1的分角線上板中荷位：板邊荷位板角荷位當(dāng)荷載圓半徑較小，與板厚相差不大時(shí)，板受力接近厚板，需修正，即：R0.5h時(shí)，用當(dāng)量計(jì)算半徑b代替R， 第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析

6、4）威斯特卡德早期應(yīng)力計(jì)算公式角隅修正 威氏公式是理論推導(dǎo)得來的，與實(shí)際情況有出入。美國1930年在阿靈頓進(jìn)行了試驗(yàn)路，對公式進(jìn)行了修正。板體與地基緊密接觸時(shí)，不修正，理論值近似于實(shí)測值；板底脫空時(shí)，實(shí)測比計(jì)算大30%50%，需修正，Kelly提出板角修正式: 板邊修正板與地基保持接觸時(shí)，不修正；而與地基脫空時(shí)，Kelly修正式 ：第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析5）威斯特卡德公式的試驗(yàn)修正公式板中修正實(shí)測板中應(yīng)力小于理論值，說明地基不完全符合文克勒地基的假定；文克勒地基計(jì)算結(jié)果與地基的承載能力的取值有關(guān)應(yīng)力表達(dá)通式第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析5）威斯特卡德公式的試驗(yàn)修正公式1）彈性半空間地基 是以彈

7、性模量和泊松比表征的彈性地基，假設(shè)地基為一各向同性的彈性半無限體，在荷載作用下其頂面上任一點(diǎn)的撓度不僅同該點(diǎn)的壓力有關(guān)，也同其它各點(diǎn)的壓力有關(guān)。 根據(jù)Hogg理論：無限大圓板上作用軸對稱豎向荷載q(r)時(shí)，豎向位移表達(dá)式： 第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析2、彈性半空間體地基板的荷載應(yīng)力分析*了解1）水泥混凝土路面荷載應(yīng)力的有限元分析特點(diǎn)第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析3、水泥路面板的荷載應(yīng)力有限元分析可以按板塊的實(shí)際大小求解有限尺寸板，從而消除無限大半的假設(shè)所帶來的誤差；可以考慮各種荷載狀況（包括荷載組合和荷載位置）；可以考慮板的實(shí)際邊界條件，如接縫的傳荷能力、板和地基的脫空?？梢缘玫秸麄€(gè)板體的應(yīng)力和位

8、移場，從而全面了解板的受力。第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析2）水泥混凝土路面荷載應(yīng)力的有限元分析結(jié)果1）上下層完全分離2）上下層完全結(jié)合第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析4、彈性地基雙層板的荷載應(yīng)力分析1）脹縮應(yīng)力：溫度均勻變化時(shí)產(chǎn)生-脹縫、縮縫來解決2）無限大板的翹曲應(yīng)力板內(nèi)任一點(diǎn)在溫差影響下的應(yīng)變： 板中部受到地基摩阻力作用，板中心點(diǎn)不產(chǎn)生平面位移，x=y=0，因此： 板縱向邊緣中部或窄長板，x= 0，y=0，因此 ：第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析5、水泥混凝土路面的溫度應(yīng)力分析當(dāng)氣溫變化較快時(shí)，由于混凝土板導(dǎo)熱性能差，在板內(nèi)產(chǎn)生溫度差，當(dāng)氣溫升高時(shí)板中部有隆起趨勢，當(dāng)氣溫降低時(shí)板邊緣和角隅有翹起趨勢。由

9、于板的自重、地基反力和相鄰板的約束作用，使部分翹曲變形受阻，從而使板內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力即稱為水泥混凝土板的翹曲應(yīng)力。 威斯特卡德對文克勒地基的作進(jìn)一步假定來計(jì)算溫度應(yīng)力：1) 溫度沿板斷面呈線性變化；2） 板與地基始終保持接觸；3）不計(jì)板自重。有限尺寸板，沿板長和板寬方向上的翹曲應(yīng)力解答（板長L，板寬B）：第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析3）有限尺寸板的翹曲應(yīng)力板邊中點(diǎn)：彈性半空間體地基時(shí)：第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析4）溫度線性分布時(shí)翹曲應(yīng)力溫度沿板斷面呈線性變化 對于較厚的板，采用溫度沿板斷面呈直線分布的假設(shè)，即按板頂和板底的溫度差確定的溫度梯度計(jì)算的溫度翹曲應(yīng)力，會得到偏大的溫度翹曲應(yīng)力值。為

10、此，應(yīng)考慮由于溫度的非線性分布而引起的內(nèi)應(yīng)力。我國規(guī)范的溫度應(yīng)力計(jì)算： 第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析5）溫度非線性分布時(shí)翹曲應(yīng)力計(jì)算第三節(jié) 水泥路面的應(yīng)力分析5）溫度非線性分布時(shí)翹曲應(yīng)力計(jì)算第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度了解1、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。2、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分類（1）承載力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力，出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形。（2）正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度3、結(jié)構(gòu)可靠性的含義結(jié)構(gòu)可靠性是結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間(設(shè)計(jì)

11、基準(zhǔn)期)內(nèi)、規(guī)定條件(正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù))完成預(yù)定功能的能力。其功能要求為: (1)安全性 ； (2)適用性； (3)耐久性。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過承載能力極限狀態(tài)，就可能產(chǎn)生以下后果（1）由于材料強(qiáng)度不夠而破壞，或因疲勞而破壞；（2）產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定；（3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系。超過這一極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件就不能滿足其預(yù)定的安全性要求。適用性結(jié)構(gòu)在正常使用期間應(yīng)具有良好的工作性能。如，不發(fā)生過大變形、振幅、過寬裂縫等，以免影響正常使用。 安全性結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用的情況下可能出現(xiàn)的各種作用，在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能

12、保持必需的整體穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌。 結(jié)構(gòu)的功能要求耐久性結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下應(yīng)具有足夠的耐久性能，以保證結(jié)構(gòu)能夠正常使用到預(yù)定的設(shè)計(jì)使用期限。 第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度能夠滿足功能要求不能滿足功能要求特定狀態(tài)可靠度可靠失效極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)的狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項(xiàng)規(guī)定限值時(shí)的狀態(tài) 第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度4、正態(tài)分布概率密度曲線有三個(gè)數(shù)字特征1）平均值 2）標(biāo)準(zhǔn)差3）變異系數(shù)第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度4）正態(tài)分布的概念正態(tài)分布的概率密度函數(shù)： 越大，曲線越扁平，

13、隨機(jī)變量分布越分散。5、結(jié)構(gòu)上的“作用”使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)(內(nèi)力、變形等)的各種原因的總稱直接作用間接作用是指直接以力的不同集結(jié)形式（集中力或均布力）施加在結(jié)構(gòu)上的作用，通常也稱為荷載。 是指能夠引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形，從而產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)的各種原因。 第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度6、結(jié)構(gòu)可靠性引入結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) 則也服從正態(tài)分布，并有以下計(jì)算式子成立：失效概率（用表示） 第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度7、水泥混凝土路面可靠度的定義定義：在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在環(huán)境條件和荷載作用下，路面能夠發(fā)揮其預(yù)期功能的概率。我國水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法：路面板的車輛荷載疲勞應(yīng)力及溫度疲勞應(yīng)

14、力之和小于混凝土的極限抗折強(qiáng)度。公式左邊三項(xiàng)分別代表：可靠度系數(shù)、荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力；右邊是水泥混凝土面板材料的極限抗折強(qiáng)度。設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命第四節(jié) 路面結(jié)構(gòu)的可靠度8、水泥混凝土路面可靠度的概念第五節(jié) 水泥路面的設(shè)計(jì)參數(shù)1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、目標(biāo)可靠度和目標(biāo)可靠度指標(biāo)2、面板與基層間的摩阻系數(shù)第五節(jié) 水泥路面的設(shè)計(jì)參數(shù)3、材料參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的變異性范圍4、輪跡橫向分布系數(shù)第五節(jié) 水泥路面的設(shè)計(jì)參數(shù)5、對應(yīng)于目標(biāo)可靠度的可靠度系數(shù)第五節(jié) 水泥路面的設(shè)計(jì)參數(shù)6、交通分級指標(biāo)7、混凝土材料要求第五節(jié) 水泥路面的設(shè)計(jì)參數(shù)8、墊層要求第五節(jié) 水泥路面的設(shè)計(jì)參數(shù)9、溫度梯度

15、10、水泥混凝土參數(shù)面層類型適用條件普通混凝土面層各級公路連續(xù)配筋混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組成的復(fù)合式路面特重交通的高速公路碾壓混凝土面層二級及二級以下公路、服務(wù)區(qū)停車場鋼纖維混凝土面層標(biāo)高受限路段、收費(fèi)站、混凝土加鋪層和橋面鋪裝矩形或異形混凝土預(yù)制塊面層服務(wù)區(qū)停車場、二級及以下公路橋頭引道沉降未穩(wěn)定段第六節(jié) 水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)1、水泥混凝土板 1）面板要求第六節(jié) 水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)1、水泥混凝土板 2）厚度要求第六節(jié) 水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)1、水泥混凝土板 3）面板構(gòu)造深度要求1）基層要求：剛度和穩(wěn)定性；厚度要求；基頂當(dāng)量回彈模量要求第六

16、節(jié) 水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)2、基層2）基層類型要求：3）基層厚度要求第六節(jié) 水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)2、基層土基：1）干濕類型保證；2）填料；3）密實(shí)、穩(wěn)定和均勻第六節(jié) 水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)3、墊層4、路基1、設(shè)計(jì)流程 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法2、荷載疲勞應(yīng)力分析1）臨界荷位概念：最大荷載和溫度梯度綜合疲勞損壞最大的位置-臨界荷位。2）臨界荷位位置：混凝土板的縱向邊緣中部3）荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，即應(yīng)力傳荷系數(shù)；考慮軸載累計(jì)作用次數(shù)的疲勞應(yīng)力系數(shù)；考慮偏載和動(dòng)荷載等因素對路面疲勞損壞綜合影響的系數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力。 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)

17、計(jì)方法第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法接縫傳荷能力各類接縫的傳荷系數(shù)及規(guī)范取值接縫類型撓度傳荷系數(shù)Ew（%）應(yīng)力傳荷系數(shù)kj設(shè)傳力桿脹縫600.82不設(shè)傳力桿脹縫50550.840.86設(shè)傳力桿縮縫750.75設(shè)拉桿平口縱縫35550.800.91設(shè)拉桿企口縱縫77820.720.74各類接縫的傳荷系數(shù)及規(guī)范取值第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法考慮軸載累計(jì)作用次數(shù)的疲勞應(yīng)力系數(shù)第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法綜合系數(shù)kc最重荷載應(yīng)力

18、計(jì)算1）新建公路第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法3、基層頂面當(dāng)量回彈模量和計(jì)算回彈模量第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法3、基層頂面當(dāng)量回彈模量和計(jì)算回彈模量2）舊路加鋪第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法3）路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法3）路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法3）路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)4、溫度疲勞應(yīng)力 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法臨界荷位處的溫度應(yīng)力：4、溫度疲勞應(yīng)力 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法臨界荷位處的溫度應(yīng)力：第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法5、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法6、板的平面尺寸 縱縫間距板塊過寬易產(chǎn)生縱向斷裂，特別是在舊路加寬或半填半挖的路段上，要求

19、在3-4.5m，一般不超過4.5m。 縱縫間距通常按車道寬度確定。帶有路緣帶的高速公路和一級公路，板寬可按車道和路緣帶的寬度確定。橫縫間距 橫縫間距大小直接影響板內(nèi)溫度應(yīng)力、接縫縫隙寬度和接縫傳荷能力。 一般取46m，長寬比不超過1.35，面積小于25m2。 板越厚、基層頂面的回彈模量越小，橫縫間距可較大。 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法6、板的平面尺寸 其他類型的板 碾壓混凝土或纖維混凝土一般為6-10m；鋼筋混凝土6-15m，長寬比不超過2. 5，面積小于45m2 。7、接縫設(shè)計(jì) 水泥混凝土路面板的接縫分為：橫向縮縫、脹縫、橫向施工縫和縱縫四種。接縫設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是確定接縫的結(jié)構(gòu)、布置、間距。

20、 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法公路自然區(qū)劃區(qū)擬新建一條二級公路，路基為粘質(zhì)土，采用普通混凝土路面，路面寬9m，經(jīng)交通調(diào)查得知，設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù)為2606次，試設(shè)計(jì)該路面的厚度。6、設(shè)計(jì)示例交通分析二級公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期查表為20年，其可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的安全等級查表為三級。臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)查表查表取0.34。取交通量年增長率為15.2。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)按公式計(jì)算。屬特重等級第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法初擬路面結(jié)構(gòu)相應(yīng)于安全等級三級的變異水平等級為中級。根據(jù)二級公路、重交通等級和中級變異水平，初擬普通混凝土面層厚度為0.25m。基層選用碾壓混凝

21、土，厚0.18m。平面尺寸寬4.5m，長5.0m，底基層為0.15m低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬4.5m，長5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為不設(shè)傳力桿的假縫。 。路面材料參數(shù)確定取重交通等級的普通混凝土面層彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值查表為5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值查參考值表為31GP 。級配碎石基層回彈模量為300MPa。 根據(jù)低液限粘土路基回彈模量 ，取路基回彈模量為80MPa，假設(shè)路床頂距地下水位的距離為1.2m。取距地下水位1.2m時(shí)的濕度調(diào)整系數(shù)為0.75，由此得到路床頂綜合回彈模量為80*0.75=60MPa 。第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量板

22、底地基當(dāng)量回彈模量取為116MPa 普通混凝土面層的彎曲剛度Dc、相對剛度半徑r按下式計(jì)算 1）荷載應(yīng)力 第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法荷載疲勞應(yīng)力2）修正系數(shù)確定取 =0.87 Kc=1.053）修正的荷載疲勞應(yīng)力區(qū)最大溫度梯度查表取88（/m）：計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力溫度疲勞應(yīng)力參數(shù)第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法判斷結(jié)構(gòu)是否滿足要求 因而，所選普通混凝土面層厚度（0.25m）可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。 可靠度系數(shù)第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法二級公路可靠度系數(shù)取1.04 8、配筋設(shè)計(jì)9、加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第七節(jié) 我國水泥路面設(shè)計(jì)方法10、國外水泥路面設(shè)計(jì)方

23、法AASHTO設(shè)計(jì)方法美國波特蘭水泥協(xié)會（PCA）設(shè)計(jì)方法8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.1 特殊部位配筋8.2 鋼筋混凝土面層配筋8.3 連續(xù)配筋混凝土面層配筋8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.1 特殊部位配筋 8.1.1 凝土面層自由邊緣下基礎(chǔ)薄弱或接縫為未設(shè)傳力桿的平縫時(shí)，可在面層邊緣的下部配置鋼筋。通常選用2根直徑為1216mm的螺紋鋼筋，置于面層底面之上l4厚度處并不小于50mm，間距為100mm，鋼筋兩端向上彎起，如圖6.1.1所示。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.1 特殊部位配筋 8.1.2 對于承受極重、特重或重交通的脹縫、施工縫和自由邊的面層角隅以及承受極重交通的縮縫面層角隅，宜配置角隅鋼筋。通

24、常選用2根直徑為1216mm的螺紋鋼筋，置于面層上部，距頂面不小于50mm，距邊緣為100mm，如圖6.1.2所示。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.1 特殊部位配筋 8.1.3 混凝土面層下有箱形構(gòu)造物橫向穿越，其頂面至面層底面的距離小于800mm時(shí)，在構(gòu)造物頂寬及兩側(cè)各1.5（H+1）且不小于4m的范圍內(nèi)，混凝土面層內(nèi)應(yīng)布設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，上下層鋼筋網(wǎng)各距面層頂面和底面1/41/3厚度處，如圖6.1.3-1所示。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)構(gòu)造物頂面至面層底面的距離在8001600mm時(shí)，則在上述長度范圍內(nèi)的混凝土面層中應(yīng)布設(shè)單層鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)設(shè)在距頂面1/41/3厚度處，如圖6.1.3-2所示。鋼筋直徑1

25、2mm，縱向鋼筋間距100mm，橫向鋼筋間距200mm。配筋混凝土面層與相鄰混凝土面層之間設(shè)置傳力桿縮縫。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.1 特殊部位配筋 8.1.4 混凝土面層下有圓形管狀構(gòu)造物橫向穿越，其頂面至面層底面的距離小于1200mm時(shí)，在構(gòu)造物兩側(cè)各1.5（H+1），且不小于4m的范圍內(nèi)，混凝土面層內(nèi)應(yīng)布設(shè)單層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)設(shè)在距面層頂面1/41/3厚度處，如圖6.1.4所示。鋼筋尺寸和間距及傳力桿接縫設(shè)置與6.1.3條相同。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.2 鋼筋混凝土面層配筋 8.2.1 鋼筋混凝土面層的配筋量按式（6.2.1）確定。（6.2.1） As每延米混凝土面層寬（或長）所需的鋼筋

26、面積（mm2）； Ls縱向鋼筋時(shí)，為橫縫間距（m）；橫向鋼筋時(shí)，為無拉桿的縱縫或自由邊之間的距離（m）； h面層厚度（mm）； 面層與基層之間的摩阻系數(shù)，按附錄表E.3.3選用； fsy鋼筋的屈服強(qiáng)度（MPa），按附錄表E.4選用。s為鋼筋的容許應(yīng)力，可取為0.75倍屈服強(qiáng)度 ；取24kN/m3。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.2 鋼筋混凝土面層配筋 8.2.2 縱向和橫向鋼筋宜采用相同或相近的直徑，其直徑差不應(yīng)大于4mm。鋼筋的最小直徑和最大間距，應(yīng)符合表6.2.2的規(guī)定。鋼筋的最小間距為集料最大粒徑的2倍。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.2 鋼筋混凝土面層配筋8.2.3 鋼筋布置應(yīng)符合下列要求：1 縱

27、向鋼筋設(shè)在面層頂面下1/31/2厚度范圍內(nèi)，在不影響施工的情況下宜設(shè)在接近面層頂面下1/3厚度處；2 橫向鋼筋位于縱向鋼筋之下；3 縱向鋼筋的搭接長度一般不小于35倍鋼筋直徑，搭接位置應(yīng)錯(cuò)開，各搭接端連線與縱向鋼筋的夾角應(yīng)小于60；4 邊緣鋼筋至縱縫或自由邊的距離一般為100150mm。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.3 連續(xù)配筋混凝土面層配筋8.3.1 連續(xù)配筋混凝土面層的縱向配筋量按下述要求確定：1 縱向鋼筋埋置深度處的裂縫縫隙平均寬度不大于0.5mm；2 橫向裂縫的平均間距不大于1.8m；3 鋼筋所承受的拉應(yīng)力不超過其屈服強(qiáng)度。滿足上述要求所需的縱向配筋率，一般為0.6%0.7%（中等交通）、

28、0.7%0.8%（重交通）、0.8%0.9%（特重交通）或0.9%1.0%（極重交通）。冰凍地區(qū)路面的配筋率宜高于一般地區(qū)0.1%。所需配筋率的具體計(jì)算方法參見附錄D。橫向鋼筋的用量可按6.2.1條計(jì)算確定，并應(yīng)滿足施工時(shí)能固定并保持縱向鋼筋位置的要求。8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.3 連續(xù)配筋混凝土面層配筋 8.3.2 連續(xù)配筋混凝土用于復(fù)合式面層的下面層時(shí)，其縱向配筋率可降低0.1%。 8、混凝土面層配筋設(shè)計(jì)8.3 連續(xù)配筋混凝土面層配筋 8.3.3 連續(xù)配筋混凝土面層的縱向和橫向鋼筋均應(yīng)采用螺紋鋼筋，其直徑為1220mm。當(dāng)鋼筋可能受到較嚴(yán)重腐蝕時(shí)，宜在鋼筋外涂環(huán)氧樹脂等防腐材料。 8、混凝

29、土面層配筋設(shè)計(jì)8.3 連續(xù)配筋混凝土面層配筋8.3.4鋼筋布置應(yīng)符合下列要求：1 縱向鋼筋距面層頂面的最小距離為90mm，最大深度為1/2面層厚度，在不影響施工的情況下宜接近90mm；2 縱向鋼筋的間距不大于250mm，不小于集料最大粒徑的2.5倍；3 縱向鋼筋的焊接長度一般不小于10倍（單面焊）或5倍（雙面焊）鋼筋直徑，焊接位置應(yīng)錯(cuò)開，各焊接端連線與縱向鋼筋的夾角應(yīng)小于60；4 邊緣鋼筋至縱縫或自由邊的距離一般為100150mm；5 橫向鋼筋位于縱向鋼筋之下；橫向鋼筋間距一般為300600mm，直徑大時(shí)取大值；6 橫向鋼筋宜斜向設(shè)置，其與縱向鋼筋的夾角可取60； 7 相鄰車道之間或車道與硬路

30、肩之間的縱向接縫內(nèi)，必須設(shè)置拉桿，該拉桿可用加長的橫向鋼筋代替。8.4 連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計(jì) 連續(xù)配筋混凝土路面（Continuously Reinforced Concrete Pavement,CRCP）: 在路面縱向連續(xù)地配有足夠數(shù)量的鋼筋，以控制路面板縱向收縮產(chǎn)生的裂縫寬度和數(shù)量。同時(shí)，在橫向也配有一定數(shù)量的鋼筋來支撐縱向鋼筋。在施工時(shí)不設(shè)脹、縮縫（施工縫及構(gòu)造所需的脹縫除外），形成一條完整而平坦的行車平面。 CRCP具有以下優(yōu)點(diǎn)：消除了橫向接縫，整體性和平整度好，行車平順舒適。CRCP耐久性好，使用壽命長。如果設(shè)計(jì)、施工得當(dāng)，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用很少，雖然初期投資較高，但全壽命效益是經(jīng)濟(jì)合理的

31、。在路面內(nèi)增設(shè)了縱向和橫向鋼筋，控制了裂縫寬度，使得裂縫緊密閉合，減少了裂縫剝落，提高了裂縫處的傳荷能力。 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀最早的CRCP于1921年出現(xiàn)在美國，當(dāng)時(shí)美國公路局在華盛頓區(qū)修建了長60m的試驗(yàn)路。截止到1980年，美國CRCP2.2萬km；截止到1998年，總里程超過4.5萬 km。除美國外，CRCP在加拿大、澳大利亞、日本、法國、比利時(shí)、荷蘭、英國等國家也獲得了廣泛的使用。截止到1980年，日本CRCP1.0萬km；1998年，在比利時(shí)全長1650km的高速公路中，有650km是水泥混凝土路面，其中主要是CRCP。CRCP現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于高速公路和其它重交通道路的新建和補(bǔ)強(qiáng)工程中。

32、 1989年江蘇省在鹽城一級公路上修筑了第一條連續(xù)配筋混凝土試驗(yàn)路段。1996年，西安公路交通大學(xué)與銅川公路局在210國道上修建了一段長335m的CRCP試驗(yàn)工程。1997年西安公路交通大學(xué)與河南許昌公路局在107國道上修筑了單幅總長10km的CRCP。2001年長沙交通學(xué)院與湖南省高速公路公司在京珠高速公路耒宜段修建了長40.lkm的CRCP。2001年，長安大學(xué)與山東省公路局在山東濟(jì)棗西線水泥混凝土路面改造中，鋪筑了連續(xù)配筋混凝土加鋪層。 2003年，長安大學(xué)與山東省公路局在濟(jì)聊高速公路上修筑了連續(xù)配筋混凝土（CRC）基層瀝青路面試驗(yàn)段。2003年，在國道325線廣東恩平東段一級公路舊水泥

33、混凝土路面上修筑了總長1.17km的CRCP加鋪層。2005年，粵贛高速公路 試驗(yàn)段1.574km20082009年（約），張石高速公路石家莊段2008年，煙威高速修建了近2km的試驗(yàn)段 8.4.1 CRCP設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方法 1 國內(nèi)長安大學(xué)根據(jù)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目連續(xù)鋼筋混凝土路面設(shè)計(jì)理論與方法研究的研究成果，并參考了1993版的AASHTO規(guī)范，制訂了水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D40-2002）中關(guān)于CRCP設(shè)計(jì)的規(guī)定。CRCP的厚度，可按普通混凝土路面厚度設(shè)計(jì)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)及規(guī)定進(jìn)行。其基（墊）層取厚度和面板厚度均與普通混凝土路面的相同。8.4.1 CRCP設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方法連續(xù)

34、配筋混凝土面層的縱向配筋率按允許的裂縫間距（1.02.5m）、縫隙寬度（1.8m時(shí)，應(yīng)增大配筋率，重復(fù)上述計(jì)算至符合要求。 2按式（D.2-1）計(jì)算裂縫縫隙平均寬度bj。當(dāng)bj0.5mm時(shí)，滿足要求；否則應(yīng)增大配筋率，重復(fù)上述計(jì)算至符合要求。3按式（D.3-1）計(jì)算鋼筋應(yīng)力 。當(dāng) 不大于鋼筋屈服強(qiáng)度時(shí)，滿足要求；否則應(yīng)增大配筋率，重復(fù)上述計(jì)算至符合要求。4綜合上述3項(xiàng)計(jì)算結(jié)果，最終確定配筋率，并進(jìn)一步確定鋼筋根數(shù)。在滿足縱向鋼筋間距要求的條件下，宜選用直徑較小的鋼筋。附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算計(jì)算實(shí)例 公路自然區(qū)劃III區(qū)新建一條一級公路，重交通荷載等級，選用連續(xù)配筋混凝土面層厚0

35、.26m。路基土為粘土，基層采用厚0.18m的水泥穩(wěn)定碎石。附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算1）計(jì)算參數(shù) 混凝土彎拉強(qiáng)度為5.0MPa，查表E.3.1，混凝土抗壓強(qiáng)度fc=42MPa,混凝土抗拉強(qiáng)度 ft=3.22MPa。混凝土泊松比 ， 混凝土容重 MN/m3，混凝土線膨脹系數(shù) /。查表E.3.3，混凝土面層與基層間摩阻系數(shù) 。 由表4.0.10，取公路自然區(qū)劃III區(qū)的最大正溫度梯度為92/m，最大負(fù)溫度梯度按1/3正溫度梯度取值， /m。公路自然區(qū)劃III區(qū)，k1 = 0.68。年平均空氣相對濕度 %，鋼筋埋置處混凝土溫度與硬化時(shí)溫度的最大溫差 = 35C。附錄D、連續(xù)配筋混凝土面

36、層縱向配筋計(jì)算 混凝土水灰比 ，混凝土用水量 N/m3。采用蓋麻布養(yǎng)生，a1 =1.0。 縱向鋼筋選用HRB335鋼筋，設(shè)配筋率 ，鋼筋的埋置深度 m，鋼筋直徑 mm，鋼筋的線膨脹系數(shù) /。按附錄E.4，取鋼筋的彈性模量 MPa，鋼筋屈服強(qiáng)度fsy = 335MPa。 附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算2）計(jì)算橫向裂縫間距附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算 混凝土板相對剛度半徑r = 0.870 m，由式（B.3.3-2）計(jì)算得到翹曲應(yīng)力系數(shù)C = 0.494。 設(shè)平均裂縫間距初始值為0.7 m，經(jīng)迭代計(jì)算得到 ，根據(jù)式（D.1-1）計(jì)算得到Ld

37、= 0.722 m0.72m（小于裂縫平均間距1.80m的要求）。附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算計(jì)算橫向裂縫平均縫隙寬度附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算（小于縫隙平寬度0.50mm的要求）附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算3）計(jì)算裂縫處縱向鋼筋應(yīng)力 MPa（小于鋼筋屈服強(qiáng)度335MPa） 計(jì)算結(jié)果滿足裂縫寬度、裂縫間距和裂縫處鋼筋的應(yīng)力三方面的要求，因此初擬的縱向鋼筋配筋率是合適的。附錄D、連續(xù)配筋混凝土面層縱向配筋計(jì)算4）鋼筋間距或根數(shù)計(jì)算 鋼筋間距為 或每延米縱向鋼筋根數(shù)為附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值E.1 路基回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值E.2 基層和底基層材料彈性（回彈）模量

38、經(jīng)驗(yàn)參考值E.3 水泥混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值E.4 鋼筋強(qiáng)度和彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值E.1 路基回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值E.2 基層和底基層材料彈性（回彈）模量經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值E.3 水泥混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值附錄E、材料設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)參考值E.4 鋼筋強(qiáng)度和彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考值1、舊水泥混凝土路面狀況檢測及評價(jià)、加鋪前舊水泥混凝土路面病害處治、水泥路面和瀝青路面層間結(jié)合、防治舊水泥混凝土路面反射裂縫的

39、措施、瀝青加鋪層厚度的確定9 加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.1 技術(shù)關(guān)鍵1、加鋪前舊水泥混凝土路面狀況檢測及評價(jià)路面破損情況結(jié)構(gòu)承載能力行駛質(zhì)量抗滑能力采用目測及儀具量測優(yōu)良中次差采用無破損和破損相結(jié)合的方法（FWD或貝克曼梁）優(yōu)良中次差斷面類或反應(yīng)類設(shè)備優(yōu)良中次差擺式儀優(yōu)良中次差、加鋪前舊水泥混凝土路面病害處治、加鋪前舊水泥混凝土路面病害處治加鋪瀝青層前如果不對舊水泥混凝土路面進(jìn)行表面處理，會導(dǎo)致層間粘結(jié)不夠，加鋪后不久就產(chǎn)生早期破壞。、水泥路面和瀝青路面層間結(jié)合、防治舊水泥混凝土路面反射裂縫的措施加鋪維修改造技術(shù)最大的難點(diǎn)是防止或減少水泥混凝土舊路面的反射裂縫。、防治舊水泥混凝土路面反射裂縫的措施反射

40、裂縫是由于原有的舊水泥混凝土路面的裂縫在荷載和溫度的作用下會擴(kuò)展到瀝青面層，而形成的一種裂縫。反射裂縫在許多寒冷國家或地區(qū)如北美、加拿大、日本、俄羅斯、北歐以及我國北方地區(qū)非常普遍。反射裂縫、防治舊水泥混凝土路面反射裂縫的措施反射裂縫的存在會極大地影響瀝青加鋪層的使用壽命，不僅影響行車舒適性，而且導(dǎo)致路面水下浸，影響到路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。更為重要的是，在行車荷載反復(fù)作用和周期性變化環(huán)境溫度的影響下，常常使得裂縫迅速向四周擴(kuò)展，大大縮短了罩面層的使用壽命。反射裂縫是水泥路面加鋪瀝青層面臨的一大技術(shù)難題。、防治舊水泥混凝土路面反射裂縫的措施目前國內(nèi)外對減少反射裂縫的主要方法有：（）使用防裂效果更好

41、的面層；（）增加瀝青面層厚度；（）從結(jié)構(gòu)本身入手防止和減少反射裂縫(如采用碎石化技術(shù))；（）設(shè)置應(yīng)力吸收層等。上述方法中有的造價(jià)偏高，有的在設(shè)計(jì)上難度較大。而應(yīng)力吸收層是一種造價(jià)適中，阻裂效果良好的方法。、防治舊水泥混凝土路面反射裂縫的措施應(yīng)力吸收層在路面結(jié)構(gòu)中能依靠自身的塑性變形來吸收應(yīng)力。根據(jù)斷裂力學(xué)的理論，低彈性模量，高韌性的應(yīng)力吸收層，可以緩解裂縫尖端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，因而能起到較明顯的防裂作用。國內(nèi)外對此類防裂措施開展了不少試驗(yàn)研究，并取得了一定的研究成果。常用措施土工布土工格柵改性瀝青層改性瀝青砂細(xì)粒式瀝青混凝土碎石封層碎石封層應(yīng)力吸收層施工示意圖高性能應(yīng)力吸收層技術(shù)指標(biāo) 采用SBS

42、等聚合物改性瀝青軟化點(diǎn)7585車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度 DS2000次/mm小梁彎曲試驗(yàn)最大破壞應(yīng)變max3500u混合料級配需專門設(shè)計(jì)，其中礦粉用量大于8%，油石比8%。高性能應(yīng)力吸收層由于應(yīng)力吸收層瀝青混合料細(xì)集料多、瀝青用量多等特點(diǎn)，在配合比設(shè)計(jì)方法上與普通HMA存在較多不同之處。除應(yīng)滿足普通HMA的相關(guān)要求外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn): （）既能滿足抵抗重復(fù)車輛荷載作用的疲勞性能的要求，又能滿足該層抵抗永久變形的抗車轍要求； （）能夠防止水滲入到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部； （）施工方便，易于生產(chǎn)、拌和以及攤鋪壓實(shí)。9.2 加鋪設(shè)計(jì)過程1.路面損壞狀況調(diào)查及評定2.舊水泥混凝土路面的修復(fù)設(shè)計(jì)3.最小加鋪厚度的計(jì)算4

43、.道路縱斷面設(shè)計(jì)5.瀝青混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在車輛荷載與溫度應(yīng)力作用下，舊水泥混凝土板接縫處，會產(chǎn)生垂直相對位移與水平相對位移，從而導(dǎo)致瀝青加鋪層內(nèi)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力與剪應(yīng)力，引發(fā)反射裂縫。設(shè)計(jì)控制的指標(biāo)為因舊路面板的移動(dòng)產(chǎn)生的拉應(yīng)變和因接縫兩側(cè)不同的豎向位移造成的剪應(yīng)變。 該方法力學(xué)概念簡單清楚，易于接受和應(yīng)用，但由于該分析方法中作了一些粗糙的假定，從而并不能準(zhǔn)確的分析瀝青加鋪層中應(yīng)力分布狀況，無法考慮接縫或裂縫處的應(yīng)力集中對罩面層反射裂縫的影響。ARE(Austin Research Engineers)法9.3 加鋪層設(shè)計(jì)方法該法是一種經(jīng)驗(yàn)法，認(rèn)為瀝青加鋪層的破壞原因是行車荷載所引起的接

44、縫處的豎向彎沉差。設(shè)計(jì)參數(shù)主要考慮水泥混凝土板長、接縫寬度和層間處置措施。層間處置可設(shè)置土工織物、應(yīng)力吸收薄膜層、排水下封層或?qū)εf水泥混凝土板進(jìn)行破碎與穩(wěn)定處理。AI(美國瀝青學(xué)會)法 該法以彎沉差為控制指標(biāo)，給出了簡單的圖表來確定罩面層的厚度，雖然考慮了防反措施在減薄罩面層厚度方面的影響，但沒有給出定量的關(guān)系。9.3 加鋪層設(shè)計(jì)方法AASHTO法AASHTO設(shè)計(jì)法是迄今為止較完善的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，是基于等效結(jié)構(gòu)數(shù)來確定瀝青加鋪層的厚度，具體內(nèi)容包括可行性研究、舊水泥混凝土板的處理、防反措施的選擇和厚度計(jì)算等。AASHTO經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是以新建水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方程為基礎(chǔ)，考慮舊路面的剩余壽命，對影

45、響路面使用性能的其他因素也作了較全面的考慮，并引入了可靠度的概念。此法設(shè)計(jì)概念明確，易于操作，但它沒有考慮防反措施對路面使用性能和罩面層厚度的影響。9.3 加鋪層設(shè)計(jì)方法工程案例原路面結(jié)構(gòu)示意圖 隨著周邊道路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，人民生活水平的提高，乘客對于行車舒適性的要求越來越強(qiáng)烈，水泥路面舒適性差的弊端逐漸體現(xiàn)，為了滿足乘客舒適性的要求，同時(shí)提高高速公路的服務(wù)質(zhì)量，對原路段進(jìn)行加鋪瀝青混凝土改造設(shè)計(jì)。一、工程概況二、設(shè)計(jì)依據(jù)（一）交通調(diào)查與分析三、原路面狀況及總體評價(jià)交通流及交通組成軸重超載狀況（一）交通調(diào)查與分析在過去5年，交通量持續(xù)增長，在全部車輛中，一類車、四類車、五類車增長速度較快。20

46、06年至2011年，五類車年平均增長速度達(dá)到31. 9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國內(nèi)一般地方公路交通量增長速度。交通量預(yù)測（一）交通調(diào)查與分析 根據(jù)方案設(shè)計(jì)中的車型分類及超載比例，利用AASHTO中的軸載換算系數(shù)對各類車輛進(jìn)行軸載換算，得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期10年的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)為4327. 2萬次。（二）路況評估評價(jià)指標(biāo)路面行駛質(zhì)量評價(jià) 從上述數(shù)據(jù)可以看出，RQI評定為“優(yōu)”等級的占3%，評定為“良”的占59%，評定為“中”的占33%，評定為“次”的占5%，評定為“差”的無。因此，路面狀況多處于優(yōu)良狀態(tài)。平整度指數(shù)從以上圖表可以看出，主車道國際平整度百米均值主要集中在2-5 (m/km)之間，部分路段3.

47、5 (m/km) ，其中優(yōu)、良比例占50%，中次差比例占50% 。路面破損情況破碎板微細(xì)網(wǎng)狀裂縫路面破損情況橫向裂縫縱向裂縫路面破損情況角隅斷裂錯(cuò)臺路面破損情況接縫料脫落超高路段唧漿通過現(xiàn)場采用貝克曼梁對超車道的砼板角進(jìn)行脫空檢測，共檢測了2170塊，板角彎沉值達(dá)到20 (0. 01mm)的共194塊，占檢測數(shù)量的6. 1%。由于貝克曼梁彎沉檢測是抽查，每三塊板檢測一塊板，由于對病害板不進(jìn)行檢測，因此實(shí)際脫空比例應(yīng)該加上病害板，計(jì)算得到的脫空比例為16. 6%。路面結(jié)構(gòu)情況基層頂面當(dāng)量回彈模量（MPa）通過鉆芯及FWD彎沉檢測，得如下檢測結(jié)果。A線方向共檢測100塊板，基層頂面當(dāng)量回彈模量平均

48、值為397MPa，最大值為1082MPa，最小值為117MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為160MPa； B線共檢測100塊板，基層頂面當(dāng)量回彈模量平均值為440MPa，最大值為854MPa，最小值為108MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為155MPa；從抽檢測結(jié)果來看，A、 B線錯(cuò)臺、橫縫、填縫料缺損、縱裂病害砼板的基層頂面當(dāng)量回彈模量均值低于平均值。主要結(jié)論及原因1、勘測結(jié)論 (1) 加鋪路段水泥混凝土路面各結(jié)構(gòu)層的厚度、強(qiáng)度均能滿足設(shè)計(jì)要求，路面結(jié)構(gòu)承載力按照標(biāo)準(zhǔn)軸載可滿足設(shè)計(jì)年限的使用要求。 (2) 路面平整度優(yōu)良率比率較小，僅占50%，通過加鋪瀝青混凝土可以有效改善其平整度。 (3) 路面病害板較多，斷板及重裂縫板總數(shù)

49、為615塊，主要病害類型為破碎板、橫向裂縫板，有少部分的縱向裂縫板、角隅板；同時(shí)輕裂縫板發(fā)展速度較快。根據(jù)脫空檢測資料，考慮病害板為脫空板后，板底脫空率為16.6%。主要結(jié)論及原因2、破損原因 (1)一般路段路面破損。根據(jù)檢測資料，比較嚴(yán)重的縱橫裂縫板的基層當(dāng)量回彈模量均較低，因此，接縫料脫落及張開，排水系統(tǒng)的堵塞造成唧泥脫空，在水和重車的作用下發(fā)生斷裂破壞。 (2)超載嚴(yán)重，通過測量超載車的軸重可知，部分車輛嚴(yán)重超載，超載達(dá)到了4.77倍，超載的存在對路面正常使用產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。 (3)交通量增長較快，通過計(jì)算，年增長率在15%以上，繁重的交通量對路面帶來了嚴(yán)重考驗(yàn)。 (4) 加鋪路段處于山

50、嶺重丘區(qū)，雨季跨度時(shí)間長，雨量充沛，雨水是造成路面損壞的主要原因。根據(jù)理論分析及使用經(jīng)驗(yàn)，加鋪段路面結(jié)構(gòu)選用2cm Novachip+5cmAC20，大橋加鋪2cm Novachip超薄磨耗層，現(xiàn)對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，所取參數(shù)如下：四、加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般路基段加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加鋪層結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)根據(jù)上述參數(shù)，計(jì)算得到加鋪5cmAC-20后，水泥混凝土板的綜合彎拉應(yīng)力為4.1MPa，小于4.63MPa，滿足要求。四、加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般路基段加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橋梁驗(yàn)算交與原設(shè)計(jì)單位進(jìn)行，大橋加鋪2cm Novichip超薄磨耗層，中小橋加鋪2cm Novachip + 5cmAC-20。四、加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)

51、驗(yàn)算 由于原水泥混凝土路面是加鋪瀝青混凝土的基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性及耐久性是加鋪瀝青混凝土路面是否成功的前提，因此，無論采用多好的瀝青混凝土材料及加鋪結(jié)構(gòu)，都必須做好路基路面處治工作。五、加鋪前舊路處治(1)對破碎板和重裂縫板塊進(jìn)行更換；(2)對一般路基路面加鋪路段的輕裂縫板塊進(jìn)行植筋、灌縫、壓漿；(3)對加鋪過渡段及裂縫板塊、接縫張開、唧泥位置及脫空板塊進(jìn)行壓漿穩(wěn)定。處治措施處治措施根據(jù)已有的加鋪經(jīng)驗(yàn)，粘結(jié)層選用高粘度改性瀝青防水粘結(jié)層，采用全自動(dòng)高智能瀝青灑布車施工，先噴灑高粘度改性瀝青1. 8kg/m3，然后撒S12(篩除4. 75mm以下部分)的預(yù)拌瀝青碎石，用量由試驗(yàn)確定，盡量少用碎石，約為

52、3. 5kg/m3 ，覆蓋率占30%，以施工不粘輪為宜，局部撒布過多的石料一定要人工清除。層間粘接及表面處理層間粘接措施比較表 接縫是水泥混凝土路面的薄弱環(huán)節(jié)，更是水泥混凝土路面加鋪瀝青結(jié)構(gòu)防止反射裂縫的重要位置。接縫處理 壓縫帶 浸油土工布 玻纖格柵 開槽后填瀝青混合料 根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，對一般路基段縱橫向縮縫進(jìn)行清縫及熱改性瀝青灌縫（新?lián)Q接縫除外），跨縫設(shè)置lm寬玻纖格柵，對錯(cuò)臺位置采用混凝土打磨機(jī)磨平。10、國外水泥路面設(shè)計(jì)方法主要匯報(bào)內(nèi)容美國加州公路與運(yùn)輸工作者協(xié)會（AASHTO) 設(shè)計(jì)法簡介美國波蘭特水泥協(xié)會（PCA）設(shè)計(jì)法簡介NCHRP 1-37A設(shè)計(jì)法簡介（略） 簡介混凝土路面主要可

53、分為：有接縫混凝土路面（JPCP）有接縫鋼筋混凝土路面（JRCP）連續(xù)配筋混凝土路面（CRCP） AASHTO設(shè)計(jì)法簡介1986版AASHTO剛性路面設(shè)計(jì)指南的編制是根據(jù)AASHTO道路試驗(yàn)和進(jìn)一步按理論和經(jīng)驗(yàn)修正的經(jīng)驗(yàn)方程來進(jìn)行的。 AASHTO設(shè)計(jì)法簡介設(shè)計(jì)方程式回歸方程式： AASHTO設(shè)計(jì)法簡介修正方程式： AASHTO設(shè)計(jì)法簡介地基反映模量設(shè)底基層：不設(shè)底基層淺淺埋式剛性墊層 AASHTO設(shè)計(jì)法簡介 AASHTO設(shè)計(jì)法簡介 AASHTO設(shè)計(jì)法簡介有效地基反應(yīng)模量有效地基反映模量為一當(dāng)量模量，它所產(chǎn)生的損傷與一年中采用季節(jié)性模量所產(chǎn)生的損傷相同 AASHTO設(shè)計(jì)法簡介 AASHTO設(shè)計(jì)

54、法簡介 AASHTO設(shè)計(jì)法簡介土基支撐減弱 AASHTO設(shè)計(jì)法簡介設(shè)計(jì)變量混凝土彈性模量混凝土抗彎拉強(qiáng)度（28d后三分點(diǎn)加載試驗(yàn)確定均值）傳荷系數(shù) AASHTO設(shè)計(jì)法簡介排水系數(shù) PCA設(shè)計(jì)法簡介 1984年波蘭特水泥混凝土協(xié)會公路與城市道路混凝土路面厚度設(shè)計(jì)方法，以替代1966年的版本。該方法適用于JPCP、JRCP、CRCP的路面板厚度設(shè)計(jì)。該方法運(yùn)用JSLAB計(jì)算機(jī)程序計(jì)算不利應(yīng)力和撓度，然后連同其他一些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則制定了設(shè)計(jì)用表。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是根據(jù)一般路面設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、使用性能和研究成果確定的。路面設(shè)計(jì)可以采用表和圖來完成，或者用PCA提供的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算。 PCA設(shè)計(jì)法簡介設(shè)計(jì)準(zhǔn)則該設(shè)計(jì)方法

55、的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則除了疲勞分析之外，還增加了沖刷分析。疲勞分析認(rèn)為路面的破壞是由于混凝土路面在車輪荷載作用下產(chǎn)生的疲勞應(yīng)力所造成的，二沖刷分析認(rèn)為路面的破壞是由于路面受板下水的影響，形成唧泥、沖刷和接縫錯(cuò)臺所造成。 PCA設(shè)計(jì)法簡介疲勞分析疲勞分析是根據(jù)右圖所示荷載位于最不利位置時(shí)，橫縫之間板邊中部的應(yīng)力進(jìn)行分析。疲勞分析不利荷載位置 PCA設(shè)計(jì)法簡介其中疲勞分析采用累計(jì)損傷概念。 PCA設(shè)計(jì)法簡介當(dāng)量應(yīng)力系數(shù)與路邊貨車百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線 PCA設(shè)計(jì)法簡介沖刷分析 唧泥、地地基沖刷和接縫錯(cuò)臺等路面損壞與路面的撓度的關(guān)系比彎拉應(yīng)力更直接。當(dāng)量載位位于接縫的角隅附近，如右圖所示，路面極限撓度發(fā)生在板角。沖刷分析不利荷載位置 PCA設(shè)計(jì)法簡介 PCA設(shè)計(jì)法簡介 PCA設(shè)計(jì)法簡介設(shè)計(jì)因素混凝土彎折模量（抗彎拉強(qiáng)度）土基和底基層支撐（地基反映模量k）設(shè)計(jì)年限交通 軸載分布 荷載安全系數(shù) PCA設(shè)計(jì)法簡介設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)用表和圖 評價(jià)疲勞損傷和沖刷損傷，分別采用兩套不同的圖表。采用如下參數(shù)： PCA設(shè)計(jì)法簡介疲勞損傷 疲勞損傷是以板邊應(yīng)力為依據(jù)。 首先根據(jù)路肩狀況，查表確定當(dāng)量應(yīng)力。 然后，當(dāng)量應(yīng)力確定后，可以用當(dāng)量應(yīng)力除以設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度，算出應(yīng)力比，查表可以得出允許荷載重復(fù)作用次數(shù)。 PCA設(shè)計(jì)法簡介 PCA設(shè)