水泥混凝土路面設(shè)計(jì)課件

1、路面施工學(xué)習(xí)情境1：公路路面結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)與識(shí)讀工作任務(wù)一：認(rèn)知公路路面結(jié)構(gòu)組成工作任務(wù)二：認(rèn)知對(duì)路面的基本要求工作任務(wù)三：收集公路路面設(shè)計(jì)資料工作任務(wù)四：公路瀝青路面結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)工作任務(wù)五：公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)工作任務(wù)六：認(rèn)知路面排水結(jié)構(gòu)工作任務(wù)七：閱讀與繪制公路路面結(jié)構(gòu)圖路面施工 項(xiàng)目：水泥砼路面結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 知道水泥混凝土路面設(shè)計(jì)的基本原理、設(shè)計(jì)依據(jù)、內(nèi)容和方法； 能根據(jù)具體條件選擇水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)組合形式； 根據(jù)設(shè)計(jì)資料和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，正確繪制常用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)圖。工作任務(wù)五：水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)一、水泥砼路面設(shè)計(jì)理論概況二、水泥砼路面設(shè)計(jì)依據(jù)三、水泥砼路面結(jié)

2、構(gòu)組合設(shè)計(jì)四、水泥砼路面接縫設(shè)計(jì)五、水泥砼路面板厚計(jì)算六、認(rèn)知其他類型的水泥砼面層設(shè)計(jì)方法1、水泥路面設(shè)計(jì)概述 1）水泥路面力學(xué)及工作特點(diǎn) （1）水泥路面的力學(xué)特征 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； 基層表面與路面板間摩擦力及位移較小，滑動(dòng)較容易； 板塊厚度相對(duì)于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的撓度（豎向位移）很?。?、水泥路面設(shè)計(jì)概述 1）水泥路面力學(xué)及工作特點(diǎn) （1）水泥路面的力學(xué)特征 混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度梯度，會(huì)產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，如受到約束，會(huì)在板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應(yīng)力；荷載多次重復(fù)作用，溫度梯度也反復(fù)變化，混凝土板有疲勞

3、現(xiàn)象。 1）水泥路面力學(xué)及工作特點(diǎn) （2）水泥混凝土路面的力學(xué)模式 彈性地基板模型 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。 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。 1）水泥路面力學(xué)及工作特點(diǎn) （3）水泥混凝土路面的工作及設(shè)計(jì)特點(diǎn) 抗彎拉強(qiáng)度低于抗壓強(qiáng)度，決定其板塊尺寸的設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)是抗彎拉強(qiáng)度； 車輪荷載作用對(duì)其有疲勞效應(yīng)； 溫度差造成板有內(nèi)應(yīng)力，出現(xiàn)翹曲變形及翹曲應(yīng)力，且也有疲勞特性； 板的使用還受限于支承條件，不均勻支承及板底脫空對(duì)板內(nèi)應(yīng)力的分布影響極大。 2）水泥路面

4、主要破壞類型與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （1）水泥混凝路面主要破壞類型 斷裂 唧泥 錯(cuò)臺(tái) 拱起 接縫擠碎 2）水泥路面主要破壞類型與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （2）水泥混凝路面的荷載作用 重載作用 2）水泥路面主要破壞類型與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （3）水泥混凝路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)承載能力 行駛舒適性 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：控制錯(cuò)臺(tái)量，要求設(shè)置傳力桿 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)。 3）水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1）路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)； 2）混凝土面板厚度設(shè)計(jì)； 3）混凝土面板的平面尺寸與接縫設(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)2、彈

5、性地基板理論水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)支撐于彈性地基上的小撓度彈性薄板2、彈性地基板理論 地基模型：（1）溫克勒（Winkler）地基模型（稠密液體地基、彈簧地基） 地基反應(yīng)模量k。（2）彈性固體地基模型（彈性半空間體地基）彈性模量E0和泊松比0（3）巴斯特納克（Pasternak）地基模型地基反應(yīng)模量k和剪切模量G介于Winkler地基和半空間地基之間的過渡模型。3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析 小撓度彈性薄板基本假定：（1）垂直于中面方向的應(yīng)變z極其微小，可以忽略不計(jì)。（2）垂直于中面的法線，在彎曲變形前后均保持為直線并垂直于中面，因而無橫向剪切應(yīng)變。（3）中面上各點(diǎn)無平行于中面的位移。3、水泥混凝土路

6、面應(yīng)力分析 板與地基的聯(lián)系基本假定： 1）在變形過程中，板與地基的接觸面始終吻合，即板面與地基表面的豎向位移是相同的。 2）在板與地基的接觸面之間沒有摩阻力（可以自由滑動(dòng)），即接觸面上的剪應(yīng)力視為零。3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析 從板上割取長和寬各為dx和dy，高為h的單元，根據(jù)單元的平衡條件（Z=0,y=0，x=0）可導(dǎo)出當(dāng)板表面作用豎向荷載p，地基對(duì)板底面作用豎向反力q時(shí)，板中心撓曲面的微分方程為：3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析 在求得板的撓度W解后，即可由下式計(jì)算板的應(yīng)力：3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析溫克勒地基板的荷載應(yīng)力分析溫克勒地基：1）荷載作用于板中（荷位），荷載

7、中心處板底最大彎拉應(yīng)力：2）荷載作用于板邊緣中部（荷位），荷位下板底的最大彎拉應(yīng)力：3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析溫克勒地基板的荷載應(yīng)力分析溫克勒地基：3）荷載作用于板角隅（荷位），最大拉應(yīng)力產(chǎn)生在板的表面離荷載圓中心為X1的分角線上:為板的相對(duì)剛度半徑:3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析彈性半空間地基板的荷載應(yīng)力分析彈性半空間地基： 彈性半空間體地基上作用任意豎向軸對(duì)稱荷載q(r)時(shí)，其表面的撓度為：3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析彈性半空間地基板的荷載應(yīng)力分析 彈性半空間地基： 對(duì)于外荷載與彈性地基板本身均屬于軸對(duì)稱的情況下：3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析彈性半空間地基板的荷載應(yīng)力分析 彈性半無限地基的荷載應(yīng)力

8、計(jì)算理論對(duì)于荷載作用于板邊、板角隅處，以及有限尺寸的矩形板，在不同組合的輪載作用于板上任何位置時(shí)，均無法解決。3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析荷載應(yīng)力的有限元分析方法 有限元方法是將一個(gè)連續(xù)結(jié)構(gòu)，離散成有限個(gè)單元體，這些單元體在結(jié)點(diǎn)處互相鉸結(jié)，把荷載簡(jiǎn)化到節(jié)點(diǎn)上，計(jì)算在外荷載作用下各結(jié)點(diǎn)的位移，進(jìn)而計(jì)算各單元體的應(yīng)力和應(yīng)變。用離散體的解答近似代替原連續(xù)體解答。3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析荷載應(yīng)力的有限元分析方法步驟：結(jié)構(gòu)的離散化選擇位移模式分析單元的力學(xué)特性建立結(jié)構(gòu)總體平衡方程求解未知節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算應(yīng)力并整理結(jié)果3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析脹縮應(yīng)力 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?/p>

9、勻脹縮。設(shè)x為板的縱軸，y為板的橫軸。如有一平面尺寸很大的板，在溫差影響下板內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)變?yōu)椋?、水泥混凝土路面應(yīng)力分析脹縮應(yīng)力面板脹縮完全受阻時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力為：脹縮應(yīng)力 在混凝土板內(nèi)設(shè)置接縫后，板被化分為有限尺寸的板塊。這時(shí)因變形受阻而產(chǎn)生的板內(nèi)最大應(yīng)力出現(xiàn)于板長的中央，其值可近似按下式計(jì)算： 板劃分為有限尺寸板塊后，因收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力很小，可不予考慮。3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析翹曲應(yīng)力 由于混凝土板、基層和土基的導(dǎo)熱性能較差，當(dāng)氣溫變化較快時(shí)，板頂面與底面產(chǎn)生溫度差，從而使板頂面與底面的脹縮變形大小也就不同。當(dāng)氣溫升高時(shí)，板頂面溫度較其底面高，板頂膨脹變形較板底的大，則板中部隆起；相反，當(dāng)

10、氣溫下降時(shí)，板頂面溫度較其底面低，板頂收縮變形較板底的大，因而板的邊緣和角隅翹起。3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析翹曲應(yīng)力 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。3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析翹曲應(yīng)力 板頂面與板底面的溫度差通常表示為板的溫度梯度乘以板厚，即t=Tgh。 3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析翹曲應(yīng)力 威斯特卡德對(duì)溫克勒地基板作了如下假設(shè)：溫度沿板斷面呈直線變化、板和地基始終保持接觸，不計(jì)板自重。對(duì)有限尺寸板，沿板長（L）和板寬（B）方向的翹曲

11、應(yīng)力分別為：3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析翹曲應(yīng)力3、水泥混凝土路面應(yīng)力分析 按照文克勒地基板計(jì)算翹曲應(yīng)力的假設(shè)，采用有限元法來計(jì)算彈性半空間體地基上板的翹曲應(yīng)力。板中部：板邊緣中部：Bx（或By）溫度應(yīng)力系數(shù)。 4、水泥混凝土路面板厚計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)參數(shù)荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力計(jì)算板厚確定步驟設(shè)計(jì)流程1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn) （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。1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)

12、（3）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。1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn) （4）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)與行車道的混凝土路面相同，并與行車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青混合料面層，其基（墊）層結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足行車道路面結(jié)構(gòu)和排水的要求。1）設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn) （5）普通混凝土路面配筋設(shè)計(jì) 普通混凝土路面板較長或交通量較大、地基有不均勻沉降

13、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。2）設(shè)計(jì)參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算 交通分級(jí)和累計(jì)作用次數(shù) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異性和路面結(jié)構(gòu)的可靠度 基層頂面的當(dāng)量回彈模量 水泥混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度 （1）標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算 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)，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)。（1）標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算（2）交通分級(jí)和累計(jì)作用次數(shù) 設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne：（2）交通分級(jí)和累計(jì)作用次數(shù)（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異性和路面結(jié)構(gòu)的可靠度 路面結(jié)構(gòu)的可靠度是指在規(guī)

14、定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（設(shè)計(jì)使用期）內(nèi)，在規(guī)定的交通和環(huán)境條件下，路面使用性能滿足預(yù)定水平要求的概率。目標(biāo)可靠度是所設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有的可靠度水平。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異性和路面結(jié)構(gòu)的可靠度 選定較高的目標(biāo)可靠度，在各設(shè)計(jì)參數(shù)的變異水平不變時(shí)，所設(shè)計(jì)的路面厚度較大，初期建設(shè)費(fèi)用較高，但使用期間的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用和車輛運(yùn)行費(fèi)用較低；若選定較低的目標(biāo)可靠度，則所設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)較薄，初期修建費(fèi)用可以降低，但使用期間的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用和車輛運(yùn)行費(fèi)用將會(huì)提高。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異性和路面結(jié)構(gòu)的可靠度（4）基層頂面的當(dāng)量回彈模量 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

15、載應(yīng)力時(shí)，應(yīng)將多層體系換算為半無限體，以其頂面的當(dāng)量回彈模量作為半無限地基的模量值。（4）基層頂面的當(dāng)量回彈模量1）新建公路基層頂面的當(dāng)量回彈模量值（4）基層頂面的當(dāng)量回彈模量1）新建公路基層頂面的當(dāng)量回彈模量值（4）基層頂面的當(dāng)量回彈模量1）新建公路基層頂面的當(dāng)量回彈模量值（4）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 在原有柔性路面上鋪筑水泥混凝土路面時(shí)，應(yīng)通過承載板試驗(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： l0以后軸重100kN的車輛測(cè)得的計(jì)算

16、回彈彎沉值（1/100mm）。（5）水泥混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度 水泥混凝土路面以彎拉強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，取28d齡期的151555cm的水泥混凝土梁式試件，用三分點(diǎn)加載試驗(yàn)方法確定。 設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度必須滿足規(guī)范規(guī)定的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，為保證路面有較高的耐久性、耐磨性和抗凍性?；炷恋目箟簭?qiáng)度不應(yīng)低于3035 MPa 。（6）荷載疲勞應(yīng)力 臨界荷位：使面層板內(nèi)產(chǎn)生最大應(yīng)力或最大疲勞損傷的一個(gè)荷載位置作為應(yīng)力計(jì)算時(shí)的臨界荷位。由于現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法采用疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選擇臨界荷位時(shí)應(yīng)以產(chǎn)生最大疲勞損傷的荷載位置作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，利用荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力綜合疲勞作用的疲勞方程，分析具有不同接縫傳荷能力的

17、混凝土路面的疲勞損傷，得出其臨界荷位在板縱向邊緣中部。（6）荷載疲勞應(yīng)力（6）荷載疲勞應(yīng)力荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算 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 考慮縱向和橫向接縫傳荷能力，修正后的荷載疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（MPa）；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)?？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；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)。荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算（6）荷載疲勞應(yīng)力荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜

18、合系數(shù)，按公路等級(jí)由表14-9取用。 接縫傳荷能力接縫傳荷能力（7）溫度疲勞應(yīng)力 在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力 最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力， c混凝土的線膨脹系數(shù)(1/)，通?？扇?10-5/；h 混凝土面板厚度(cm)；Tg 所在地混凝土面板的最大溫度梯度(/cm)，按表14-3取用；（7）溫度疲勞應(yīng)力Bx 綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)，按板長L與板相對(duì)剛度半徑r的比值L/r和板厚h由諾謨圖確定。kt 考慮溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。（8）水泥混凝土板厚確定 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)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)，由此確定道路

19、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； 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；（8）水泥混凝土板厚確定 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)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 可靠度系數(shù) （8）水泥混凝土板厚確定 上述檢驗(yàn)條件如不符合，則重新擬定路面結(jié)構(gòu)或板的尺寸，重新計(jì)算，直到滿足為止。設(shè)計(jì)厚度依計(jì)算厚度按10mm向上取整。5、水泥混凝土路面加鋪層設(shè)計(jì)

20、舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定 （1）路面的損壞狀況調(diào)查評(píng)定 （2）接縫傳荷能力和板底脫空狀況調(diào)查評(píng)定 （3）舊混凝土路面結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)查 水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì) 瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定 （1）路面的損壞狀況調(diào)查評(píng)定 原有路面結(jié)構(gòu)、寬度、厚度及路拱坡度情況； 每塊斷裂板的裂縫條數(shù)和位置，計(jì)算斷板百分率； 公路修建與養(yǎng)護(hù)的技術(shù)資料；1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定 （1）路面的損壞狀況調(diào)查評(píng)定 沿線路基排水與積水狀況，地下水位的深度，多年平均最大凍深； 路面板建成年度、使用年限、交通量、交通組成及其增長率。 舊混凝土路面的損壞狀況采用斷板率和平均錯(cuò)臺(tái)

21、量?jī)身?xiàng)指標(biāo)評(píng)定。1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定 （2）接縫傳荷能力和板底脫空狀況調(diào)查評(píng)定 舊混凝土面層板的接縫傳荷能力和板底脫空狀況采用彎沉測(cè)試法調(diào)查評(píng)定。彎沉測(cè)試宜采用落錘式彎沉儀，也可采用梁式彎沉儀。1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定kj接縫傳荷系數(shù)；wu未受荷板接縫邊緣處的彎沉值；wi受荷板接縫邊緣處的彎沉值；1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定 板底脫空狀況的評(píng)定是很復(fù)雜的，目前還沒有一個(gè)公認(rèn)的方法。現(xiàn)行規(guī)范采用在板角隅處應(yīng)用落錘式彎沉儀（FWD儀）進(jìn)行多級(jí)荷載作用下的彎沉測(cè)試，利用測(cè)定結(jié)果，可點(diǎn)繪出荷載彎沉曲線。當(dāng)關(guān)系曲線的后延線與坐標(biāo)線的相截點(diǎn)偏離坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，板

22、底便可能存在脫空。這種方法僅是近似地估計(jì)。實(shí)際評(píng)定時(shí)還應(yīng)結(jié)合雨后觀察唧泥現(xiàn)象、邊緣和角隅處錘擊聽音等經(jīng)驗(yàn)方法加以綜合判斷。1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定（3）舊混凝土路面結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)查 1）舊混凝土路面面板厚度 鉆孔取芯量取 2）舊混凝土的彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量 舊混凝土的彎拉強(qiáng)度可采用鉆孔取出的圓柱形試件進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，通過劈裂強(qiáng)度與抗彎拉強(qiáng)度的關(guān)系式，來計(jì)算舊混凝土的彎拉強(qiáng)度 1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定（3）舊混凝土路面結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)查 r=0.621sp+2.64 舊混凝土的彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值采用下式計(jì)算： 1）舊混凝土路面的技術(shù)調(diào)查和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定 （3）舊混凝土路面結(jié)構(gòu)

23、參數(shù)調(diào)查 3）舊混凝土路面基層頂面的當(dāng)量回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值 舊混凝土路面基層頂面的當(dāng)量回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值，宜采用落錘式彎沉儀（標(biāo)準(zhǔn)荷載100kN、承載板半徑150mm）量測(cè)板中荷載作用下的彎沉曲線，按下式確定。 Et基層頂面的當(dāng)量回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)SI路面結(jié)構(gòu)的荷載擴(kuò)散系數(shù)；w0荷載中心處的彎沉值(m)；w300、w600、w900距離荷載中心300mm、600mm和900mm處的彎沉值(m)。 采用落錘式彎沉儀的條件受到限制時(shí)，也可選擇在清除斷裂混凝土板后的基層頂面進(jìn)行梁式彎沉測(cè)量后反算：2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì) 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)膯螌影澹缓蟀磸椥缘?/p>

24、基上的當(dāng)量單層板計(jì)算荷載彎矩和應(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。 （1）截面總剛度2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì)Dg雙層混凝土板的截面總剛度，MNm；Ecl、Ec2雙層混凝土板上層和下層的彎拉彈性模量，MPa；h01、h02雙層混凝土板上層和下層的厚度，m；ku層間結(jié)合系數(shù)，分離式時(shí)，ku=0；結(jié)合式時(shí)，ku=1。2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì)（2）相對(duì)剛度半徑Et基層頂面的當(dāng)量回彈模量。2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì) （3）上層及下層板的荷載應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的分離式雙層板上層和下層的荷載應(yīng)力或者結(jié)合式雙層板下層的荷載應(yīng)力：2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì)（3）上層及下層板的荷載應(yīng)力

25、 ps1、ps2雙層混凝土板上層和下層的荷載應(yīng)力，MPa； hx下層板中面至結(jié)合式雙層板中性面的距離（m）。 2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì) 溫度應(yīng)力分析 分析雙層混凝土路面板的溫度應(yīng)力時(shí)，采用了以下假設(shè)： 上、下層板間豎向連續(xù)，沒有夾層和脫空現(xiàn)象。 雙層板的撓度為小撓度，板截面的豎向拉壓和水平剪切變形可以忽略，且四邊自由；2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì) 溫度應(yīng)力分析 分析雙層混凝土路面板的溫度應(yīng)力時(shí)，采用了以下假設(shè)： 兩層板均為等截面； 下層板和地基之間豎向連續(xù)，且接觸面完全光滑； 上、下層板的泊松比、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)和初始硬化溫度都相同。2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì)分離式雙層板上層板的溫度應(yīng)力為：tm

26、1分離式雙層混凝土板上層板的最大溫度翹曲應(yīng)力，MPa；Bx1分離式雙層板的溫度應(yīng)力系數(shù)；Bx上層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)；Cx混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)。2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì)溫度應(yīng)力分析分離式雙層板上層板的溫度應(yīng)力為： 由于上層板影響，下層板板頂?shù)娜諟夭畋认嗤搴竦膯螌影逍?，最大值出現(xiàn)時(shí)間也滯后。下層板的溫度應(yīng)力不僅小，而且最大值大多出現(xiàn)在交通量較少的夜間和傍晚，對(duì)混凝土的疲勞作用甚小，因此對(duì)于分離式雙層板下層板的溫度應(yīng)力可不予考慮。2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì) 溫度應(yīng)力分析 結(jié)合式雙層板的上層，在軸載作用下處于受壓狀態(tài)；在正溫度梯度（板頂溫度高于板底）作用下所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也為壓應(yīng)力，而負(fù)溫度梯度產(chǎn)生的溫度應(yīng)力較小。因而，可不考慮上層板的溫度應(yīng)力。2）水泥混凝土加鋪層設(shè)計(jì)結(jié)合式雙層混凝土板下層的最大溫度翹曲應(yīng)力：tm2結(jié)合式雙層混凝土板下層的最大溫