水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普通混凝土路面鋼筋混凝土路面連續(xù)配筋混凝土路面預(yù)應(yīng)力混凝土路面裝配式混凝土路面鋼纖維混凝土路面碾壓混凝土路面裸石露石混凝土路面水泥混凝土路面分類(lèi)水泥混凝土路面分類(lèi)水泥混凝土路面：包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、裝配式混凝土和鋼纖維混凝土等面層板和基（墊）層所組成的路面。普通混凝土路面：是指除接縫區(qū)和局部范圍（邊緣和角隅）外不配置鋼筋的混凝土路面?；靖拍钏嗷炷谅访妫夯靖拍钿摻罨炷谅访婧?jiǎn)介 適用場(chǎng)合：混凝土板塊尺寸較大時(shí)，或基層易產(chǎn)生不 均勻沉降或板下埋有地下設(shè)施時(shí)。 特點(diǎn)：配置縱、橫向鋼筋網(wǎng)，主要目的是控制裂縫縫 隙的張開(kāi)量； 配筋計(jì)算，每延米的配筋量

：A=3.2Lsh fsy注意：鋼筋最小間距大于最大粒徑兩倍以上，搭接長(zhǎng)度應(yīng)為直徑的24倍以上，鋼筋保護(hù)層厚度大于5cm；板長(zhǎng)一般10-20m，不超過(guò)30m。

42鋼筋混凝土路面簡(jiǎn)介A=3.2Lsh注意：鋼筋最小間距大裝配式混凝土路面簡(jiǎn)介(Prefabricated&assembling)

特點(diǎn)：以混凝土預(yù)制塊拼裝而成，不受氣候影響，施 工進(jìn)度快，不需特殊養(yǎng)護(hù)，易維修，但接縫多，整體 性差，易顛簸。適用于城市道路/停車(chē)場(chǎng)/堆場(chǎng)，不適 用于一般公路。 形狀：矩形、正方形或六角形，可加預(yù)應(yīng)力。混凝土小塊鋪砌路面簡(jiǎn)介 特點(diǎn)：小尺寸（一般小于0.03m2），抗壓強(qiáng)度高 （60MPa），在基層上設(shè)置3cm左右的整平層，然后進(jìn) 行拼裝。 優(yōu)點(diǎn)：便于維修，耐壓 適用場(chǎng)合：城市道路人行道，停車(chē)場(chǎng)、堆場(chǎng)等。

裝配式混凝土路面簡(jiǎn)介(Prefabricated&ass

連續(xù)配筋水泥混凝土路面（CRCP）簡(jiǎn)介

(ContinuouslyReinforcedConcretePavement)CRCP是指在路面縱向連續(xù)配置足夠數(shù)量的鋼筋，以控制混凝土路面板縱向收縮產(chǎn)生的裂縫，從而可以在路面縱向不設(shè)接縫的混凝土路面。

縱向鋼筋，橫向裂縫處滑支

CRCP橫向裂縫CRCPAC加鋪層橫向鋼筋基層土基

縱向鋼筋，橫向裂縫處滑支

CRCP橫向裂縫AC加鋪層橫向鋼筋 連續(xù)配筋水泥混凝土路面（CRCP）簡(jiǎn)介 縱向鋼筋，橫向裂縫4747板厚設(shè)計(jì)方法板厚設(shè)計(jì)同普通的水泥混凝土路面；配筋設(shè)計(jì)方法縱向鋼筋設(shè)計(jì)準(zhǔn)則裂縫間距1.0～2.5m；裂縫寬度<1mm，一般應(yīng)控制在0.5～0.7mm；鋼筋應(yīng)力<鋼筋極限拉伸強(qiáng)度；縱向鋼筋一般選用直徑12mm～20mm的螺紋鋼筋，鋼筋間距100mm≤d≤250mm。橫向鋼筋的作用是控制縱向鋼筋間距，穩(wěn)固鋼筋網(wǎng)，其布置只要滿(mǎn)足構(gòu)造要求即可。板厚設(shè)計(jì)方法板厚設(shè)計(jì)同普通的水泥混凝土路面；配筋設(shè)計(jì)方法縱向20cm28cm2.5cm25cm20cmCRCP300cm

脹縫材料枕梁23cm常規(guī)路面

5cm4.7cm

5020cm28cm2.5cm25cm20cmCRCP30051515353二、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高：穩(wěn)定性好：耐久性好：能見(jiàn)度好：平整度和粗糙度好：養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，運(yùn)輸成本低缺點(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；二、特點(diǎn)缺點(diǎn)：水泥混凝土主要性能實(shí)驗(yàn)混凝土抗凍性能實(shí)驗(yàn)(Freezeresistance)混凝土抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)(Bendstrength)混凝土抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)(Compressionstrength)混凝土抗折彈性模量(Bendingmodulus)混凝土收縮性能實(shí)驗(yàn)（干縮）(Shrinkagetest)水泥混凝土主要性能實(shí)驗(yàn)影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）水泥類(lèi)型及性質(zhì)： 道路硅酸鹽水泥>硅酸鹽水泥>普通水泥>礦渣水泥； 水泥的安定性、收縮性，對(duì)混凝土路面的抗折強(qiáng)度有重大影響，嚴(yán)格控制 氧化鎂、三氧化硫含量；粗集料： 粗集料最大粒徑：滑模攤鋪混凝土路面粗集料最大粒徑，碎石定為

30mm，礫石為20mm。 粗集料強(qiáng)度和壓碎值：壓碎值一般不應(yīng)大于12%，最大不應(yīng)大于20%。 粗集料外形和級(jí)配：粗集料針片狀含量不大于10%； 集料的含土(泥)量和軟弱顆粒的影響：土使得抗折強(qiáng)度減小，收縮變大；

影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）水泥類(lèi)型及性質(zhì)：影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）細(xì)集料：細(xì)度模數(shù)的影響：隨著砂細(xì)度模數(shù)增加，抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均略有增大。當(dāng)砂越來(lái)越粗時(shí)，砂對(duì)于嵌鎖力的貢獻(xiàn)逐漸增強(qiáng)，而嵌鎖力提高必然帶來(lái)抗折強(qiáng)度的增大。含泥量的影響：?jiǎn)挝凰嘤昧浚弘S著水泥用量的增大，混凝土抗折強(qiáng)度增大。單位水泥用量增大100kg/m3時(shí)，抗壓強(qiáng)度可提高35%左右，礫石混凝土抗折強(qiáng)度僅增加5%，碎石混凝土增加12%左右。水灰比：相同水泥用量時(shí)，水灰比增加，抗折強(qiáng)度緩慢下降，抗壓強(qiáng)度則下降較快。同時(shí)增大單位水泥用量和降低水灰比，抗折強(qiáng)度有較明顯的提高。

38影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）細(xì)集料：細(xì)度模數(shù)的影響：⑴斷裂；⑵唧泥；⑶拱起；⑷錯(cuò)臺(tái)；⑸接縫擠碎等。9.1混凝土路面的損壞模式和設(shè)計(jì)要求一、損壞模式⑴斷裂；⑵唧泥；⑶拱起；⑷錯(cuò)臺(tái)；⑸接縫擠碎等。9.§水泥混凝土路面的損壞模式(1)斷裂現(xiàn)象：路面板內(nèi)的應(yīng)力超過(guò)混凝土強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)橫向、縱向、斜向或板角的拉斷和折斷裂縫，嚴(yán)重時(shí)，裂縫交叉而使路面板破裂成碎塊(稱(chēng)破碎板)。原因：板太薄或輪載過(guò)重和作用次數(shù)過(guò)多，板的平面尺寸大大(使溫度應(yīng)力過(guò)大)，地基過(guò)量或不均勻下沉使板底脫空失去支承，施工養(yǎng)生期間收縮應(yīng)力過(guò)大或混凝土強(qiáng)度不足，等等。§水泥混凝土路面的損壞模式(1)斷裂水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件⑵擠碎現(xiàn)象：在接縫(主要是脹縫)附近數(shù)十厘米范圍內(nèi)的板因受擠壓而碎裂。原因：脹縫內(nèi)的滑動(dòng)傳力桿排列不正或不能正?；瑒?dòng)，縫隙內(nèi)有混凝土搭連或落入堅(jiān)硬的雜屑等，使路面板的伸張受到阻礙，在接縫處邊緣部分產(chǎn)生較高的擠壓應(yīng)力而剪裂成碎決?！焖嗷炷谅访娴膿p壞模式⑵擠碎§水泥混凝土路面的損壞模式4477§水泥混凝土路面的損壞模式⑶拱起現(xiàn)象：混凝土路面板在熱膨脹受阻時(shí)，接縫兩側(cè)的板突然向上拱起。原因：板收縮時(shí)接縫縫隙張開(kāi)，填縫料失效，硬物嵌滿(mǎn)縫隙，致使板受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生較大的熱壓應(yīng)力，從而出現(xiàn)這種縱向屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。采用膨脹性較大的石料(如硅質(zhì)巖石等)作粗集料，容易引起板塊拱起?！焖嗷炷谅访娴膿p壞模式⑶拱起§水泥混凝土路面的損壞模式⑷唧泥現(xiàn)象：車(chē)輛行經(jīng)接縫或裂縫時(shí)，由縫內(nèi)噴濺出稀泥漿的現(xiàn)象。原因：在輪載的頻繁作用下，基層(地基)產(chǎn)生塑性變形累積面同混凝土板脫離接觸，水分沿縫隙下滲而積聚在脫空的間隙內(nèi)，又在輪載作用下積水變成有壓水，并同基層內(nèi)浸濕的細(xì)料混攪成泥漿，再沿縫隙噴濺出來(lái)，唧泥會(huì)使路面板邊緣和角隅部分逐步失去支撐，而導(dǎo)致斷裂?！焖嗷炷谅访娴膿p壞模式⑷唧泥55§水泥混凝土路面的損壞模式原因：橫縫處傳荷能力不足，車(chē)輪經(jīng)過(guò)時(shí)相鄰板端部會(huì)出現(xiàn)撓度差，使沿縫隙下滲的水帶著基層被沖蝕的碎屑向后方板下運(yùn)動(dòng)，把該板抬起。脹縫下部填縫板與上部縫槽未能對(duì)齊，或脹縫兩側(cè)混凝土壁面不垂直，使縫旁?xún)砂逶谏烀洺謮哼^(guò)程中，會(huì)上下錯(cuò)位而形成錯(cuò)臺(tái)。當(dāng)交通量或地基承載力在橫向各塊板之間不一致時(shí)，縱縫止也會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。錯(cuò)臺(tái)的出現(xiàn)，降低了行車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性。(5)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象：接縫或裂縫兩側(cè)路面板端部出現(xiàn)的豎向相對(duì)位移?！焖嗷炷谅访娴膿p壞模式原因：橫縫處傳荷能力不足，車(chē)輪經(jīng)過(guò)66露骨(polishedaggregates)8露骨(polishedaggregates)899脫皮(Scaling)10脫皮(Scaling)10水泥路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水泥路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(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)水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)2.軸載當(dāng)量換算混凝土路面交通等級(jí)1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期2.軸載當(dāng)量換算混凝土路面交通等級(jí)1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期3.交通調(diào)查和軸載分析交通量車(chē)道分布系數(shù)

交通量調(diào)查可獲得公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期初期的年平均日交通量（雙向）和車(chē)輛組成數(shù)據(jù)，（輕型車(chē)對(duì)混凝土路面的疲勞損傷可以忽略不計(jì)）?？紤]車(chē)輛在橫斷面上分布不均勻，且車(chē)道數(shù)不同，分布概率也不同。NS=N1×方向系數(shù)（一般為0.5）×車(chē)道分配系數(shù)

NS——基準(zhǔn)初年年平均日交通量AADT(單向)N1——年平均日交通量（雙向）3.交通調(diào)查和軸載分析交通量車(chē)道分布系數(shù)4.標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)臨界荷位車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)4.標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)臨界荷位車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)交通分級(jí)5.交通等級(jí)劃分

水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道臨界荷位承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量累計(jì)作用次數(shù)分為下表所列四級(jí)。交通分級(jí)5.交通等級(jí)劃分水泥混凝土水泥混凝土路面的力學(xué)特性1、混凝土板的強(qiáng)度及模量﹥﹥基層和土基的強(qiáng)度及模量；

2、水泥混凝土板本身的抗壓強(qiáng)度﹥﹥抗折強(qiáng)度；

3、板塊厚度相對(duì)于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的繞

度很??；

4、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，如收到約束，會(huì)在板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應(yīng)力；

5、荷載重復(fù)作用，溫度梯度反復(fù)作用，混凝土板出現(xiàn)疲勞

破壞。

9.2彈性地基板的應(yīng)力分析水泥混凝土路面的力學(xué)特性1、混凝土板的強(qiáng)度及模量﹥﹥基層和土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(guò)材料的彈性區(qū)域;?彈性板：

因?yàn)榘宓哪Ａ扛?，?yīng)力承受能力強(qiáng)，一般受力不超過(guò)彈性比例極限應(yīng)力，撓度與板厚相比很小。?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水泥混凝土路面的力學(xué)模式彈性地基上的小撓度薄板模型水泥混凝土路面的力學(xué)模式水泥混凝土路面的工作及設(shè)計(jì)特點(diǎn)1、抗彎拉強(qiáng)度<抗壓強(qiáng)度，決定路面板厚度的強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)

是抗彎拉強(qiáng)度；

2、車(chē)輪荷載作用主要的影響是疲勞效應(yīng)；

3、溫度差造成板內(nèi)有應(yīng)力出現(xiàn)翹曲變形及翹曲應(yīng)力，也有疲

勞特性；

4、板的使用還受限于支承條件，不均勻支承或板底脫空對(duì)板

內(nèi)應(yīng)力的影響極大；

水泥混凝土路面的工作及設(shè)計(jì)特點(diǎn)1、抗彎拉強(qiáng)度<抗壓強(qiáng)度，決定設(shè)計(jì)要求：1.路基和基層設(shè)計(jì)：

要求密實(shí)、均勻、穩(wěn)定和防凍厚度及E大于規(guī)定值。2.混凝土材料組成設(shè)計(jì)：

配合比及材料要達(dá)到高強(qiáng)、耐磨和抗凍。3.路面板幾何尺寸設(shè)計(jì)：

平面尺寸、板厚設(shè)計(jì)，以使強(qiáng)度（σp,σt）滿(mǎn)足要求。4.接縫及配筋設(shè)計(jì)：

選接縫類(lèi)型、布置接縫位置、確定接縫構(gòu)造，以提高接縫傳荷能力。設(shè)計(jì)要求：1.路基和基層設(shè)計(jì)：2.混凝土材料組成設(shè)計(jì)：3.路《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD40-2002:

以彈性半空間地基有限大矩形板模型為基礎(chǔ)，以100KN單軸雙輪標(biāo)準(zhǔn)軸載作用于矩形板縱向邊緣中部產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力控制設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)理論與方法《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD40-2002:設(shè)計(jì)彈性地基板體系理論簡(jiǎn)介基本概念：在彈性力學(xué)里，兩個(gè)平行面和垂直于這兩個(gè)平行面所圍成的柱面或棱柱面簡(jiǎn)稱(chēng)板；兩個(gè)板面之間的距離h稱(chēng)厚度；平分厚度h的平面稱(chēng)為板的中面。如果板的厚度h遠(yuǎn)小于中面的最小邊尺寸b（如b/8～b/5），這種板稱(chēng)薄板。在薄板彎曲時(shí)，中面所形成的稱(chēng)為薄板彈性曲面，而中面內(nèi)各點(diǎn)在垂直方向的位移稱(chēng)為撓度。彈性地基板體系理論簡(jiǎn)介基本概念：彈性地基板體系理論簡(jiǎn)介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(chēng)作撓度)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。彈性地基板體系理論簡(jiǎn)介薄板下的地基有兩種：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(xiàn)，在彎曲變形后均保持為直線(xiàn)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?！迮c基礎(chǔ)之間始終保持接觸，且面剪應(yīng)力為零。

彈性地基板體系理論簡(jiǎn)介采用此理論時(shí)三個(gè)基本假設(shè)：彈性地基板體系理論簡(jiǎn)介

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.σz,εz≈0,W為（x，y)的函數(shù)。2.無(wú)橫向剪應(yīng)變，γxz=γyz=0。3.中面上各點(diǎn)無(wú)x、y方向位移，u=v=0,只有W。彈性地基板體系理論簡(jiǎn)介基（墊）層、路基可看成彈性地基，它對(duì)路面只有板撓曲面微分方程板撓曲面微分方程平衡方程：板撓曲面微分方程平衡方程：板撓曲面微分方程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：采用圓柱坐標(biāo)時(shí)：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—變換變換彎矩與扭矩積分彎矩與扭矩積分推導(dǎo)得同理推導(dǎo)得同理?yè)锨嫖⒎址匠掏茖?dǎo)：

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)。撓曲面微分方程推導(dǎo)：要求解方程，必須建立地一、文克勒地基假設(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表征的地基一、文克勒地基假設(shè)地基上任一點(diǎn)的反力僅同該點(diǎn)的撓度成正比以反2.Winkler地基解析解：1）板中受荷時(shí)：當(dāng)δ<0.5h時(shí)，偏差較大，用代替δ。2）板邊部中受荷時(shí)：當(dāng)δ<0.5h時(shí)，偏差較大，用b代替δ。3）板角受荷時(shí)：當(dāng)板角脫開(kāi)時(shí)：δ下降。在以上諸式中，l為板的相對(duì)剛度2.Winkler地基解析解：1）板中受荷時(shí)：當(dāng)δ<0.5h例題：黃河JN-150型車(chē)后軸一側(cè)雙輪組，P=50.8KN，p=0.7MPa，h=0.22m,Ec=30000MPa，μc=0.15,k=50MPa,求不同輪載位置時(shí)的最大應(yīng)力值。解：雙輪組按單圓荷載考慮查圖得：Ci=1.29，Ce=1.92，Cc=1.69，Cc′=2.43∴板中應(yīng)力：∴板邊中部應(yīng)力：∴板角應(yīng)力：例題：黃河JN-150型車(chē)后軸一側(cè)雙輪組，P=50.8KN，二、彈性半無(wú)限地基撓度計(jì)算公式以彈性模量和泊松比表征的地基二、彈性半無(wú)限地基撓度計(jì)算公式以彈性模量和泊松比表征的地基當(dāng)荷載作用于板中時(shí)求解方法：應(yīng)用彈性地基上無(wú)限大板軸對(duì)稱(chēng)的理論解進(jìn)行計(jì)算。輪下彎矩：彈性半無(wú)限地基解析解當(dāng)荷載作用于板中時(shí)求解方法：輪下彎矩：彈性半無(wú)限地基解析解當(dāng)荷載距計(jì)算點(diǎn)一定距離時(shí)求解方法：視為集中荷載求解Mt>Mr輪外彎矩：當(dāng)荷載距計(jì)算點(diǎn)一定距離時(shí)求解方法：Mt>Mr輪外彎對(duì)稱(chēng)多輪載求解方法：取荷載最大的輪跡中心作為計(jì)算點(diǎn)，按圓形均布荷載計(jì)算板中最大彎矩；其它輪子按集中荷載計(jì)算其在主輪輪跡中心下成熟的附加彎矩和切向彎矩，然后轉(zhuǎn)換為x和y向彎矩后疊加。對(duì)稱(chēng)多輪載求解方法：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?，F(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD40－2002）》用有限元法分析了荷載作用下板的極限應(yīng)力值，由此給出了應(yīng)力計(jì)算諾漠圖。彈性地基板的有限元解工程實(shí)踐中采用的可分析不規(guī)則板(交叉口的梯形板、三角板、缺口板)可計(jì)算有限尺寸的板（使得板邊、板角的分析成為可能）可考慮各種實(shí)際的邊界約束和支承狀況（如傳力捍、脫空等，非均勻支承）可分析各種荷位和載荷組合（找到最荷位及荷載組合）有限元法比解析解的優(yōu)越性：可分析不規(guī)則板(交叉口的梯形板、三角板、缺口板)有限元法比解彈性半空間地基板體系理論荷載應(yīng)力分析（有限元法）一、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。彈性半空間地基板體系理論荷載應(yīng)力分析（有限元法）一、臨界荷位二、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r——混凝土板的相對(duì)剛度半徑(m)；h——混凝土板厚度(m)；

Ec——水泥混凝土的彎拉彈性模量（MPa）Et——基層頂面當(dāng)量回彈模量（MPa）①單層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析二、荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算水泥混凝土板為四邊自由板時(shí)考慮縱向和橫向接縫傳荷能力，修正后的荷載疲勞應(yīng)力：綜合系數(shù)kc——標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（MPa）；

——標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（MPa）；Kr——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。縱縫為設(shè)拉桿的平縫或縮縫時(shí)，可取為0.87～0.92（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。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。Kf=Nev①單層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析考慮縱向和橫向接縫傳荷能力，修正后的荷載疲勞應(yīng)力：綜合系數(shù)

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：

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，Kr、Kf、Kc的確定方法，同單層混凝土板完全相同。②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)；

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h01、h02——上下層混凝土板厚度(m)；

Ec1、

Ec2——上下層混凝土板的彎拉彈性模量（MPa）Ku——層間結(jié)合系數(shù)，分離式Ku=0，結(jié)合式Ku=1；②雙層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析

水泥混凝土板為四邊自由板時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力：分離式雙層板上層和下層，或結(jié)合式雙層板下層如下：h01、h02——上下層混凝土板厚度(m)；②雙層水泥②雙層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析Dg——雙層混凝土板的截面總剛度(MN-m)；hx——下層板中面至結(jié)合式雙層板中性面的距離(m)；rg——雙層混凝土板的相對(duì)剛度半徑；②雙層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析Dg——雙層混凝土板的基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et

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)量回彈模量值基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et混凝土面板下的地基包括基層頂面的當(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(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：l0—以后軸重100kN的車(chē)輛測(cè)得的計(jì)算回彈彎沉值（1/100mm）。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：對(duì)于板邊緣中部或窄長(zhǎng)板：2)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。三、溫度應(yīng)力1.脹縮應(yīng)力對(duì)于板邊緣中部或窄長(zhǎng)板：2)收縮：三、溫度應(yīng)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2.翹曲應(yīng)力產(chǎn)生原因：混凝土板翹曲變形2.翹曲應(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;αc——混凝土的線(xiàn)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)；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(zhǎng)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)。①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)混凝土板疲勞應(yīng)力系數(shù)kt

①單層水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析回歸系數(shù)a、b、c疲勞應(yīng)力系數(shù)kt①單層水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析回歸系溫度應(yīng)力系數(shù)Bx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Tg

，可按照公路所在地的公路自然區(qū)劃，按下表選用。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水泥混凝土面層的最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg，可②雙層水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析

上層；下層；雙層混凝土板的溫度應(yīng)力計(jì)算公式：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②雙層水泥混凝土板路面溫度應(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；分離式雙層混凝土板上層最大溫度應(yīng)力式中：Bx1—分離式雙層溫度應(yīng)力系數(shù)Bx、Cx溫度應(yīng)力系數(shù)Bx、Cx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)；

Bx

—下層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)，按l/rg，（h01+h02）查圖；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1、結(jié)構(gòu)可靠性的含義

結(jié)構(gòu)可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期)內(nèi)、規(guī)定條件下(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(guò)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(guò)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(guò)這一極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件就不能滿(mǎn)足其預(yù)定的安全性要求路面結(jié)構(gòu)的可靠度(了解內(nèi)容）1、結(jié)構(gòu)可靠性的含義路面結(jié)構(gòu)的可靠度(了解內(nèi)容）水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件

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(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法：路面板的車(chē)輛荷載疲勞應(yīng)力及溫度疲勞應(yīng)力之和小于混凝土的極限抗折強(qiáng)度。2、水泥混凝土路面可靠度的定義2、水泥混凝土路面可靠度的定義1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、目標(biāo)可靠度和變異水平

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。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(chē)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(chē)輛運(yùn)行費(fèi)用將會(huì)提高。水泥混凝土路面可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水泥路面設(shè)計(jì)參數(shù)1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、目標(biāo)可靠度和變異水平目標(biāo)可靠2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異水平分級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異水平分級(jí)水泥路面設(shè)計(jì)參數(shù)2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異水平分級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異水平分級(jí)水泥

可靠度系數(shù)rr

混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度

3、可靠度系數(shù)水泥路面設(shè)計(jì)參數(shù)5、混凝土材料要求交通分級(jí)4、交通分級(jí)指標(biāo)可靠度系數(shù)rr混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(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15×15×55cm的水泥混凝土梁式試件，用三分點(diǎn)加載試驗(yàn)方法確定。水泥混凝土的強(qiáng)度以28d齡期的彎拉強(qiáng)度控制。當(dāng)混凝土澆筑后90d內(nèi)不開(kāi)放交通時(shí)，可采用90d齡期的彎拉強(qiáng)度。各交通等級(jí)要求的混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不得低于表中規(guī)定值?；炷翉澙瓘?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值5、混凝土材料要求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6.防凍厚度

在季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面的總厚度不應(yīng)小于表中規(guī)定的最小防凍厚度。注：①凍深小或填方路段，或者基、墊層為隔濕性能良好的材料，可采用低值；凍深大或挖方及地下水位高的路段，或者基、墊層為隔濕性能較差的材料，應(yīng)采用高值；②凍深小于0.50m的地區(qū),一般不考慮結(jié)構(gòu)層防凍厚度。水泥混凝土路面最小防凍厚度（m）6.防凍厚度在季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面的總厚組合設(shè)計(jì)內(nèi)容：面層基層墊層路基9.3結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)主要考慮交通等級(jí)、氣候、路基及材料情況，與柔性路面不同。組合設(shè)計(jì)內(nèi)容：9.3結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)主要考慮交通等級(jí)、氣候一、面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。選擇方法：面層一般采用設(shè)接縫的普通混凝土；面層板的平面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。一、面層其它面層類(lèi)型選擇其它面層類(lèi)型選擇面層厚度參考范圍面層厚度參考范圍均勻、穩(wěn)定的支承，防止唧泥、錯(cuò)臺(tái)，延長(zhǎng)壽命，施工方便。要求有足夠剛度、穩(wěn)定性，斷面正確、平整，耐沖蝕能力。寬度比面板寬25~35cm，或與路基同寬。

基層頂面當(dāng)量回彈模量Et不小于規(guī)范規(guī)定的E值。由此定基層的厚度h。新建道路hmin=15cm，補(bǔ)強(qiáng)（在柔性路面上）時(shí)，h=8cm(砂、礫石),h=10cm（水穩(wěn)類(lèi)）,對(duì)巖石路基h=6~8cm。二、基層均勻、穩(wěn)定的支承，防止唧泥、錯(cuò)臺(tái)，延長(zhǎng)壽命，施工方便。要求有路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)二、基層

基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。基層類(lèi)型宜依照交通等級(jí)按表選用。※混凝土預(yù)制塊面層應(yīng)采用水泥穩(wěn)定粒料基層二、基層各類(lèi)基層厚度的適宜范圍各類(lèi)基層厚度的適宜范圍三、墊層：1）改善路基水溫狀況；2）阻止路基土擠入基層；3）保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以減少路基頂面的應(yīng)力和變形；4）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)5）具有一定的強(qiáng)度、好的水穩(wěn)性、抗凍性。三、墊層：1）改善路基水溫狀況；2）阻止路基土擠入基層；3）三、墊層遇有下述情況時(shí)，需在層基下設(shè)置墊層：季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面總厚度小于規(guī)范規(guī)定最小防凍厚度要求時(shí)，其差值應(yīng)以墊層厚度補(bǔ)足；水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時(shí)，宜設(shè)置排水墊層；路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時(shí)，可加設(shè)半剛性墊層。注意事項(xiàng)：墊層的寬應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。防凍墊層和排水墊層宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層可采用低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。三、墊層注意事項(xiàng)：四、路基路基應(yīng)穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)，對(duì)路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承。高液限粉土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一級(jí)公路的上路床填料?！驐l件限制而必須采用上述土做填料時(shí)，應(yīng)摻加石灰或水泥等結(jié)合料改善。地下水位高時(shí)，宜提高路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高。路基壓實(shí)度應(yīng)符合《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。巖石或填石路床頂面應(yīng)鋪設(shè)整平層。路基：控制變形，如不均勻變形→脫空現(xiàn)象→應(yīng)力增大→破壞。措施：按填筑規(guī)則填；壓實(shí)時(shí)含水量→

最佳；壓實(shí)度、排水、加固、設(shè)墊層。注意事項(xiàng)：高液限粘土及含有機(jī)質(zhì)細(xì)粒土，不能用做高速公路和一級(jí)公路的路床填料或二級(jí)及以下公路和上路床填料；四、路基高液限粉土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3％的低液我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法

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(mǎn)足以目標(biāo)可靠度為依據(jù)的極限狀態(tài)平衡方程式。我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)1、設(shè)計(jì)流程1、設(shè)計(jì)流程我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法—JTGD40-2002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)算板厚確定步驟我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法—JTGD40-2002設(shè)計(jì)內(nèi)容設(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(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(mǎn)足設(shè)計(jì)年限內(nèi)使用要求所需的混凝土面層的厚度。（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(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。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)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(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青混合料面層，其基（墊）層結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足行車(chē)道路面結(jié)構(gòu)和排水的要求。（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。設(shè)計(jì)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)（4）路肩設(shè)計(jì)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)度設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算標(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)。標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算以軸重100kN的單軸-雙輪組荷交通分級(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(chē)道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne：臨界荷位車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)交通分級(jí)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(chē)道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作結(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)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異性和路面結(jié)構(gòu)的可靠度水泥混凝土路面可靠度設(shè)基層頂面的當(dāng)量回彈模量

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)量回彈模量值基層頂面的當(dāng)量回彈模量將多層體系換算為半無(wú)限基層頂面的當(dāng)量回彈模量2）原有柔性路面頂面的當(dāng)量回彈模量值l0——以后軸重100kN的車(chē)輛測(cè)得的計(jì)算回彈彎沉值（1/100mm）?；鶎禹斆娴漠?dāng)量回彈模量2）原有柔性路面頂面的當(dāng)量回彈模量值l路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)E0E1、E2路基和結(jié)構(gòu)層參數(shù)E0E1、E2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15×15×55cm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(mǎn)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恋膹澙瓘椥阅Ａ坎粦?yīng)低于下表值?；炷翉澙瓘?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值水泥混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度水泥混凝土路面以彎拉強(qiáng)度作為荷載疲勞應(yīng)力

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）；——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。縱縫為設(shè)拉桿的平縫或縮縫時(shí)，可取為0.87～0.92（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)，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?！紤]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)，按公路等級(jí)由表14-9取用。荷載疲勞應(yīng)力水泥混凝土板為四邊自由板時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)軸載在溫度疲勞應(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，αc——混凝土的線(xiàn)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)；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(zhǎng)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)。溫度疲勞應(yīng)力在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力——最水泥混凝土板厚確定

①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)；

②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；

③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；水泥混凝土板厚確定①收集并分析交通參數(shù)——收集日交通水泥混凝土板厚確定

④計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力和溫度應(yīng)力；

⑤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)

——可靠度系數(shù)

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(mǎn)足為止。設(shè)計(jì)厚度依計(jì)算厚度按10mm向上取整。水泥混凝土板厚確定④計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力和溫度應(yīng)力；一、接縫的設(shè)計(jì)1.設(shè)縫目的：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)9.5接縫及配筋設(shè)計(jì)一、接縫的設(shè)計(jì)溫度升高時(shí)溫度降低時(shí)9.5接縫及配筋設(shè)計(jì)2.接縫種類(lèi)：⑴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2.接縫種類(lèi)：水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件⑵從接縫的功能分：縮縫、脹縫、施工縫①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。②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。③施工縫：每天完工或因雨天及其它原因不能繼續(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。⑵從接縫的功能分：縮縫、脹縫、施工縫9.5接縫及配筋設(shè)計(jì)1）縱縫：

有縮縫和施工縫；當(dāng)一次鋪筑小于路面寬度時(shí)，應(yīng)設(shè)施工縫。h/2h/23~4cm5~10cm填縫料10cm拉桿平縫加拉桿型h/2h/20.1h防銹涂料1：4（1/3~1/5）h企口縫加拉桿型

當(dāng)一次鋪筑寬度大于路面容許的板寬（4.0~4.5m)時(shí)，應(yīng)設(shè)縱向縮縫。9.5接縫及配筋設(shè)計(jì)1）縱縫：h/2h/23~4cm5~

縮縫做成假縫形式，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。由于斷裂表面凹凸不平、互相嵌鎖，使這類(lèi)接縫具有一定的傳荷能力?？p槽深度要適中，過(guò)淺，混凝土截面的強(qiáng)度削弱得不夠，從而不能保證以后的斷裂發(fā)生在接縫的位置上；過(guò)深，不規(guī)則斷裂面積過(guò)少，接縫的傳荷能力就降低。一般縫槽深為1/4~1/5h。槽寬盡可能窄些，一般為3~8mm?？v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。h1/4~1/5h3~8mm填縫料假縫型h/2h/2假縫加拉桿型縮縫做成假縫形式，即鋪筑時(shí)僅在板的上部設(shè)縫槽縱縫設(shè)置的橫向拉桿，一般采用螺紋鋼筋，中部10cm范圍內(nèi)應(yīng)刷防銹涂料。每延米縱縫所需的拉桿鋼筋面積As(c㎡)：B、h—混凝土板的寬度（m）和厚度（cm）；［s］—鋼筋的容許拉應(yīng)力，螺紋鋼筋取160MPa，光園鋼筋取135MPa。h/2h/2假縫加拉桿型

拉桿應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，使錨固在混凝土內(nèi)的拉桿能發(fā)揮其抗拉能力。此外，還要考慮施工誤差，應(yīng)留有一定的余地（例如5cm），故拉桿的長(zhǎng)度Ls(cm)，按下式確定：ds—拉桿鋼筋直徑（cm）;[s]—鋼筋同混凝土的容許粘結(jié)應(yīng)力，螺紋鋼筋取1.8MPa,光園鋼筋取1.25MPa。拉桿的尺寸和間距可參見(jiàn)P217表9-12?？v縫設(shè)置的橫向拉桿，一般采用螺紋鋼筋，中部10cm范圍內(nèi)應(yīng)刷2）橫縫：有縮縫、施工縫和脹縫。

為減小混凝土的收縮應(yīng)力和溫度翹曲應(yīng)力而設(shè)置縮縫，橫向縮縫一般采用假縫形式，重交通時(shí)設(shè)傳力桿。傳力桿采用光圓鋼筋，一半以上長(zhǎng)度涂以瀝青或套上塑料膜套等，使之在混凝土收縮時(shí)能夠滑動(dòng)。h/2h/23~4cm5~10cm填縫料傳力桿橫向施工縫構(gòu)造涂瀝青

每天施工結(jié)束或混凝土澆筑中斷半小時(shí)以上時(shí)，需設(shè)置橫向施工縫。其位置宜設(shè)在脹、縮縫處。設(shè)在縮縫處的橫向施工縫采用平口加傳力桿型，若施工縫設(shè)在兩條縮縫中間，則做成企口加拉桿型。

設(shè)置脹縫的目的：使混凝土板有膨脹的余地，從而避免產(chǎn)生過(guò)大的熱壓應(yīng)力。脹縫采用平縫形式，下部設(shè)接縫板，上部為填縫料，并設(shè)置傳力桿。常用的脹縫縫隙寬度為2.0~2.5cm。詳見(jiàn)P218圖9-22。2）橫縫：有縮縫、施工縫和脹縫。為減小混凝土2、接縫布置：縱縫：車(chē)道線(xiàn)劃分處（3~3.75m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：盡量不設(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。2、接縫布置：縱縫：車(chē)道線(xiàn)劃分處（3~3.75m寬），避免縱直接式h2>14cm；①單層水泥混凝土板路面荷載應(yīng)力分析縱縫設(shè)置的橫向拉桿，一般采用螺紋鋼筋，中部10cm范圍內(nèi)應(yīng)刷防銹涂料。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的變異水平分級(jí)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(zhǎng)L與板相對(duì)剛度鋼筋的最小直徑為：6mm(光圓筋）和10mm（螺紋筋）；①單層水泥混凝土板路面溫度應(yīng)力分析分離式不宜小于10cm。2）阻止路基土擠入基層；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(chēng)作撓度)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。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；凍深大或挖方及地下水位高的路段，或者基、墊層為隔濕性能較差的材料，應(yīng)采用高值；二、配筋設(shè)計(jì)：1、普通砼板的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋：邊緣鋼筋：縱、橫向自由邊設(shè)置12~16mm螺紋筋或光圓鋼筋，布設(shè)在板的下部，端部彎起，保護(hù)層5cm。角隅鋼筋：脹縫兩側(cè)板的角隅及板的銳角處，可選用兩根12~16mm的螺紋鋼筋彎成發(fā)針型，布置在板的上部；板呈銳角形時(shí)，上下部都補(bǔ)強(qiáng)，—雙層鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)。2、鋼筋砼板：當(dāng)混凝土板的屏幕尺寸較大或形狀不規(guī)則、板下埋置地下設(shè)施或地基有不均勻沉陷時(shí)，為防止裂縫縫隙張開(kāi)需配置鋼筋網(wǎng)。鋼筋面積：L為計(jì)算縱（橫）向筋時(shí)橫（縱）縫間距。直接式h2>14cm；二、配筋設(shè)計(jì)：1、普通砼板的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋：

為使板內(nèi)應(yīng)力盡可能分散，宜用小直徑鋼筋。縱橫向鋼筋的直徑宜相同。鋼筋的最小直徑為：6mm(光圓筋）和10mm（螺紋筋）；鋼筋的最小間距為集料的兩倍。最大間距為：15cm（縱向，光圓筋）、35cm（縱向，螺紋筋）、30cm（橫向，光圓筋）、75cm（橫向，螺紋筋）?！?-14

鋼筋設(shè)在距頂面1/3~1/4板厚處，搭接長(zhǎng)度大于25d，不小于25cm。

鋼筋混凝土板橫縫間距一般為10~20m，最大不宜超過(guò)30m，且需設(shè)置傳力桿3.連續(xù)配筋砼路面：

不設(shè)橫縫，一般用于高速公路和一級(jí)公路。為使板內(nèi)應(yīng)力盡可能分散，宜用小直徑鋼筋?？v橫9.6混凝土加鋪層設(shè)計(jì)

混凝土路面加鋪層指為提高原有混凝土路面的承載能力和改善表面功能而加，形成一種雙層混凝土路面。一、加鋪層的結(jié)構(gòu)型式：

混凝土加鋪層可采用普通砼或鋼纖維混凝土等。而鋼纖維混凝土一般用于路面標(biāo)高受限制的地段。1.結(jié)合式：新舊混凝土層牢固結(jié)合成整體。要求接縫必須與原板一致，但可不設(shè)拉桿（傳力桿），適用于原板完整無(wú)裂縫，或有一些裂縫但不再發(fā)展并已修復(fù)的情況。2.直接式：原路面直接澆筑混凝土加鋪層。同樣要求接縫對(duì)齊，但接縫形式或縫隙寬度可不一定完全相同。適用于舊路面的結(jié)構(gòu)損壞不太嚴(yán)重并已修復(fù)時(shí)，可采用這種結(jié)構(gòu)形式。3.分離式：在原路面與加鋪層間設(shè)瀝青類(lèi)材料等隔離層，以防下層板的接縫、裂縫反射到上層來(lái)，并使上、下板分別發(fā)揮其強(qiáng)度作用，加鋪層與新建路面一樣設(shè)計(jì)。適用于：當(dāng)舊路面板嚴(yán)重破壞或道路標(biāo)高和路拱坡度需作調(diào)整時(shí)。9.6混凝土加鋪層設(shè)計(jì)混凝土路面加鋪層指二、雙層板的應(yīng)力分析：

舊混凝土路面加鋪層結(jié)構(gòu)的力學(xué)圖式為彈性地基上的雙層板。其應(yīng)力可用等剛度理論。按層間接觸條件將雙層砼板轉(zhuǎn)換為等效的單層砼板設(shè)計(jì)。1.中面位置：1)結(jié)合式雙層板：完全粘結(jié)。2)分離式雙層板：完全光滑?？醋鳛楦髯跃哂兄忻娴碾p層薄板。K=03)直接式：

加鋪層與舊砼路面間既有一定的粘結(jié)和摩阻力作用，但又不完全結(jié)合。K在0~1之間。層間結(jié)合系數(shù)K=1二、雙層板的應(yīng)力分析：舊混凝土路面加鋪層結(jié)構(gòu)2.等效換算：只要以雙層板的彎曲剛度Dd代替單層板的彎曲剛度D即可按單層板計(jì)算方法和公式確定雙層板的應(yīng)力。d1—下層板底面至中面的距離：d2—上層板底面至中面的距離：Ku—層間結(jié)合系數(shù)。結(jié)合式：ku取1.0；直接式：ku=0.4~0.7；分離式：ku=0。

混凝土彎拉彈性模量與上層板（加鋪層）相同的等效單層混凝土板的厚度hd為：2.等效換算：只要以雙層板的彎曲剛度Dd代替單層板的彎曲剛度3.應(yīng)力計(jì)算：?jiǎn)螌踊炷涟宓暮奢d疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按下式計(jì)算：—9-43—9-453.應(yīng)力計(jì)算：—9-43—9-45三、加鋪層設(shè)計(jì)：1、原路面狀況調(diào)查與評(píng)定：1）原路概況調(diào)查：調(diào)查記錄裂縫條數(shù)、位置、原因，算出路段內(nèi)斷裂板和其它損壞板的百分率，以此作為路面評(píng)定的依據(jù)。2）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)定：確定原有路面的承載能力，為加鋪層厚度計(jì)算提供必要參數(shù)。三、加鋪層設(shè)計(jì)：1、原路面狀況調(diào)查與評(píng)定：1）原路概況調(diào)查：①舊混凝土板的計(jì)算參數(shù)：舊混凝土板的彎拉強(qiáng)度（f1m)可采用鉆孔取出的圓柱試件進(jìn)行劈裂試驗(yàn)(得fsp)，按下式確定：舊混凝土彎拉彈性模量：②地基（基層）頂面的回彈模量：舊混凝土板厚h1（cm）：

舊路面板下基層頂面計(jì)算回彈模量

—承載板實(shí)驗(yàn)測(cè)定①舊混凝土板的計(jì)算參數(shù)：舊混凝土彎拉彈性模量：②地基（基層）舊混凝土路面板下基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et為：計(jì)算行車(chē)荷載應(yīng)力時(shí)，結(jié)合式加鋪層：Es=nEt直接式加鋪層，還應(yīng)乘以0.8的折減系數(shù)；分離式加鋪層則根據(jù)厚度乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。計(jì)算溫度翹曲應(yīng)力時(shí)，n=0.35。舊混凝土路面板下基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et為：計(jì)算行車(chē)荷載應(yīng)2、加鋪方式及厚度的確定：

根據(jù)原有路面的結(jié)構(gòu)損壞狀況、接縫布置和路拱坡度以及加鋪層設(shè)計(jì)標(biāo)高等條件，選用加鋪層的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)形式。普通混凝土加鋪層的厚度要通過(guò)試算來(lái)確定。先預(yù)估加鋪層的厚度h2，按雙層板應(yīng)力分析方法和公式計(jì)算σ1、σ2，當(dāng)0.95<σ1/fcm1<1.03,且σ2<1.03fcm2時(shí)，即可。否則應(yīng)改變h2，重新計(jì)算?？紤]到混凝土板的結(jié)構(gòu)完整性，結(jié)合式h2>10cm；直接式h2>14cm；分離式h2>18cm。2、加鋪方式及厚度的確定：根據(jù)原有路面的結(jié)構(gòu)

鋼纖維混凝土加鋪層計(jì)算先按普通混凝土加鋪層進(jìn)行，然后按體積率取普通混凝土加鋪層厚度的55%~65%，但結(jié)合式不宜小于5cm；直接式不宜小于8cm；分離式不宜小于10cm。

分離式鋼纖維混凝土加鋪層的接縫設(shè)置與鋼纖維混凝土路面一樣。全幅攤鋪時(shí)，可不設(shè)縱向縮縫，橫向縮縫間距一般為15~20cm.鋼纖維混凝土加鋪層計(jì)算先按普通混凝土加鋪層進(jìn)在等待的日子里，刻苦讀書(shū)，謙卑做人，養(yǎng)得深根，日后才能夠枝葉茂盛。酒食上得來(lái)的朋友，等到酒盡樽空，轉(zhuǎn)眼成為路人。不管做什么都不要急于回報(bào)，因?yàn)椴シN和收獲不在同一個(gè)季節(jié)，中間隔著的一段時(shí)間，我們叫它為堅(jiān)持。書(shū)籍是造就靈魂的工具。不憤不啟，不悱不發(fā)；舉一隅不以三隅反，則不復(fù)也。——《論語(yǔ)·述而》（舉一反三）真正的圣者的信條是善用生命，充分地利用生命。一個(gè)人成為他自己了，那就是達(dá)到了幸福的頂點(diǎn)。最孤獨(dú)的時(shí)光，會(huì)塑造最堅(jiān)強(qiáng)的自己。種子牢記著雨滴的叮囑,增強(qiáng)了發(fā)芽的勇氣；泉水經(jīng)過(guò)一路曲折，才唱出美妙的歌?！晌闹洫?jiǎng)我們，贊嘆我們的，這都不是名師。會(huì)講我們，指示我們的，這才是良師，有了他們我們才會(huì)進(jìn)步。親善產(chǎn)生幸福，文明帶來(lái)和諧?！旯灰苁斋@甜蜜，荊棘叢中也會(huì)有蜜蜂忙碌的身影。身體健康，學(xué)習(xí)進(jìn)步！在等待的日子里，刻苦讀書(shū)，謙卑做人，養(yǎng)得深根，日后才能夠枝葉水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普通混凝土路面鋼筋混凝土路面連續(xù)配筋混凝土路面預(yù)應(yīng)力混凝土路面裝配式混凝土路面鋼纖維混凝土路面碾壓混凝土路面裸石露石混凝土路面水泥混凝土路面分類(lèi)水泥混凝土路面分類(lèi)水泥混凝土路面：包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、裝配式混凝土和鋼纖維混凝土等面層板和基（墊）層所組成的路面。普通混凝土路面：是指除接縫區(qū)和局部范圍（邊緣和角隅）外不配置鋼筋的混凝土路面?；靖拍钏嗷炷谅访妫夯靖拍钿摻罨炷谅访婧?jiǎn)介 適用場(chǎng)合：混凝土板塊尺寸較大時(shí)，或基層易產(chǎn)生不 均勻沉降或板下埋有地下設(shè)施時(shí)。 特點(diǎn)：配置縱、橫向鋼筋網(wǎng)，主要目的是控制裂縫縫 隙的張開(kāi)量； 配筋計(jì)算，每延米的配筋量

：A=3.2Lsh fsy注意：鋼筋最小間距大于最大粒徑兩倍以上，搭接長(zhǎng)度應(yīng)為直徑的24倍以上，鋼筋保護(hù)層厚度大于5cm；板長(zhǎng)一般10-20m，不超過(guò)30m。

42鋼筋混凝土路面簡(jiǎn)介A=3.2Lsh注意：鋼筋最小間距大裝配式混凝土路面簡(jiǎn)介(Prefabricated&assembling)

特點(diǎn)：以混凝土預(yù)制塊拼裝而成，不受氣候影響，施 工進(jìn)度快，不需特殊養(yǎng)護(hù)，易維修，但接縫多，整體 性差，易顛簸。適用于城市道路/停車(chē)場(chǎng)/堆場(chǎng)，不適 用于一般公路。 形狀：矩形、正方形或六角形，可加預(yù)應(yīng)力?；炷列K鋪砌路面簡(jiǎn)介 特點(diǎn)：小尺寸（一般小于0.03m2），抗壓強(qiáng)度高 （60MPa），在基層上設(shè)置3cm左右的整平層，然后進(jìn) 行拼裝。 優(yōu)點(diǎn)：便于維修，耐壓 適用場(chǎng)合：城市道路人行道，停車(chē)場(chǎng)、堆場(chǎng)等。

裝配式混凝土路面簡(jiǎn)介(Prefabricated&ass

連續(xù)配筋水泥混凝土路面（CRCP）簡(jiǎn)介

(ContinuouslyReinforcedConcretePavement)CRCP是指在路面縱向連續(xù)配置足夠數(shù)量的鋼筋，以控制混凝土路面板縱向收縮產(chǎn)生的裂縫，從而可以在路面縱向不設(shè)接縫的混凝土路面。

縱向鋼筋，橫向裂縫處滑支

CRCP橫向裂縫CRCPAC加鋪層橫向鋼筋基層土基

縱向鋼筋，橫向裂縫處滑支

CRCP橫向裂縫AC加鋪層橫向鋼筋 連續(xù)配筋水泥混凝土路面（CRCP）簡(jiǎn)介 縱向鋼筋，橫向裂縫4747板厚設(shè)計(jì)方法板厚設(shè)計(jì)同普通的水泥混凝土路面；配筋設(shè)計(jì)方法縱向鋼筋設(shè)計(jì)準(zhǔn)則裂縫間距1.0～2.5m；裂縫寬度<1mm，一般應(yīng)控制在0.5～0.7mm；鋼筋應(yīng)力<鋼筋極限拉伸強(qiáng)度；縱向鋼筋一般選用直徑12mm～20mm的螺紋鋼筋，鋼筋間距100mm≤d≤250mm。橫向鋼筋的作用是控制縱向鋼筋間距，穩(wěn)固鋼筋網(wǎng)，其布置只要滿(mǎn)足構(gòu)造要求即可。板厚設(shè)計(jì)方法板厚設(shè)計(jì)同普通的水泥混凝土路面；配筋設(shè)計(jì)方法縱向20cm28cm2.5cm25cm20cmCRCP300cm

脹縫材料枕梁23cm常規(guī)路面

5cm4.7cm

5020cm28cm2.5cm25cm20cmCRCP30051515353二、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高：穩(wěn)定性好：耐久性好：能見(jiàn)度好：平整度和粗糙度好：養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，運(yùn)輸成本低缺點(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；二、特點(diǎn)缺點(diǎn)：水泥混凝土主要性能實(shí)驗(yàn)混凝土抗凍性能實(shí)驗(yàn)(Freezeresistance)混凝土抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)(Bendstrength)混凝土抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)(Compressionstrength)混凝土抗折彈性模量(Bendingmodulus)混凝土收縮性能實(shí)驗(yàn)（干縮）(Shrinkagetest)水泥混凝土主要性能實(shí)驗(yàn)影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）水泥類(lèi)型及性質(zhì)： 道路硅酸鹽水泥>硅酸鹽水泥>普通水泥>礦渣水泥； 水泥的安定性、收縮性，對(duì)混凝土路面的抗折強(qiáng)度有重大影響，嚴(yán)格控制 氧化鎂、三氧化硫含量；粗集料： 粗集料最大粒徑：滑模攤鋪混凝土路面粗集料最大粒徑，碎石定為

30mm，礫石為20mm。 粗集料強(qiáng)度和壓碎值：壓碎值一般不應(yīng)大于12%，最大不應(yīng)大于20%。 粗集料外形和級(jí)配：粗集料針片狀含量不大于10%； 集料的含土(泥)量和軟弱顆粒的影響：土使得抗折強(qiáng)度減小，收縮變大；

影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）水泥類(lèi)型及性質(zhì)：影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）細(xì)集料：細(xì)度模數(shù)的影響：隨著砂細(xì)度模數(shù)增加，抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均略有增大。當(dāng)砂越來(lái)越粗時(shí)，砂對(duì)于嵌鎖力的貢獻(xiàn)逐漸增強(qiáng)，而嵌鎖力提高必然帶來(lái)抗折強(qiáng)度的增大。含泥量的影響：?jiǎn)挝凰嘤昧浚弘S著水泥用量的增大，混凝土抗折強(qiáng)度增大。單位水泥用量增大100kg/m3時(shí)，抗壓強(qiáng)度可提高35%左右，礫石混凝土抗折強(qiáng)度僅增加5%，碎石混凝土增加12%左右。水灰比：相同水泥用量時(shí)，水灰比增加，抗折強(qiáng)度緩慢下降，抗壓強(qiáng)度則下降較快。同時(shí)增大單位水泥用量和降低水灰比，抗折強(qiáng)度有較明顯的提高。

38影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素（抗折強(qiáng)度）細(xì)集料：細(xì)度模數(shù)的影響：⑴斷裂；⑵唧泥；⑶拱起；⑷錯(cuò)臺(tái)；⑸接縫擠碎等。9.1混凝土路面的損壞模式和設(shè)計(jì)要求一、損壞模式⑴斷裂；⑵唧泥；⑶拱起；⑷錯(cuò)臺(tái)；⑸接縫擠碎等。9.§水泥混凝土路面的損壞模式(1)斷裂現(xiàn)象：路面板內(nèi)的應(yīng)力超過(guò)混凝土強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)橫向、縱向、斜向或板角的拉斷和折斷裂縫，嚴(yán)重時(shí)，裂縫交叉而使路面板破裂成碎塊(稱(chēng)破碎板)。原因：板太薄或輪載過(guò)重和作用次數(shù)過(guò)多，板的平面尺寸大大(使溫度應(yīng)力過(guò)大)，地基過(guò)量或不均勻下沉使板底脫空失去支承，施工養(yǎng)生期間收縮應(yīng)力過(guò)大或混凝土強(qiáng)度不足，等等?！焖嗷炷谅访娴膿p壞模式(1)斷裂水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件⑵擠碎現(xiàn)象：在接縫(主要是脹縫)附近數(shù)十厘米范圍內(nèi)的板因受擠壓而碎裂。原因：脹縫內(nèi)的滑動(dòng)傳力桿排列不正或不能正?；瑒?dòng)，縫隙內(nèi)有混凝土搭連或落入堅(jiān)硬的雜屑等，使路面板的伸張受到阻礙，在接縫處邊緣部分產(chǎn)生較高的擠壓應(yīng)力而剪裂成碎決。§水泥混凝土路面的損壞模式⑵擠碎§水泥混凝土路面的損壞模式4477§水泥混凝土路面的損壞模式⑶拱起現(xiàn)象：混凝土路面板在熱膨脹受阻時(shí)，接縫兩側(cè)的板突然向上拱起。原因：板收縮時(shí)接縫縫隙張開(kāi)，填縫料失效，硬物嵌滿(mǎn)縫隙，致使板受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生較大的熱壓應(yīng)力，從而出現(xiàn)這種縱向屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。采用膨脹性較大的石料(如硅質(zhì)巖石等)作粗集料，容易引起板塊拱起。§水泥混凝土路面的損壞模式⑶拱起§水泥混凝土路面的損壞模式⑷唧泥現(xiàn)象：車(chē)輛行經(jīng)接縫或裂縫時(shí)，由縫內(nèi)噴濺出稀泥漿的現(xiàn)象。原因：在輪載的頻繁作用下，基層(地基)產(chǎn)生塑性變形累積面同混凝土板脫離接觸，水分沿縫隙下滲而積聚在脫空的間隙內(nèi)，又在輪載作用下積水變成有壓水，并同基層內(nèi)浸濕的細(xì)料混攪成泥漿，再沿縫隙噴濺出來(lái)，唧泥會(huì)使路面板邊緣和角隅部分逐步失去支撐，而導(dǎo)致斷裂。§水泥混凝土路面的損壞模式⑷唧泥55§水泥混凝土路面的損壞模式原因：橫縫處傳荷能力不足，車(chē)輪經(jīng)過(guò)時(shí)相鄰板端部會(huì)出現(xiàn)撓度差，使沿縫隙下滲的水帶著基層被沖蝕的碎屑向后方板下運(yùn)動(dòng)，把該板抬起。脹縫下部填縫板與上部縫槽未能對(duì)齊，或脹縫兩側(cè)混凝土壁面不垂直，使縫旁?xún)砂逶谏烀洺謮哼^(guò)程中，會(huì)上下錯(cuò)位而形成錯(cuò)臺(tái)。當(dāng)交通量或地基承載力在橫向各塊板之間不一致時(shí)，縱縫止也會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。錯(cuò)臺(tái)的出現(xiàn)，降低了行車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性。(5)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象：接縫或裂縫兩側(cè)路面板端部出現(xiàn)的豎向相對(duì)位移?！焖嗷炷谅访娴膿p壞模式原因：橫縫處傳荷能力不足，車(chē)輪經(jīng)過(guò)66露骨(polishedaggregates)8露骨(polishedaggregates)899脫皮(Scaling)10脫皮(Scaling)10水泥路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水泥路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(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)水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)2.軸載當(dāng)量換算混凝土路面交通等級(jí)1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期2.軸載當(dāng)量換算混凝土路面交通等級(jí)1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期3.交通調(diào)查和軸載分析交通量車(chē)道分布系數(shù)

交通量調(diào)查可獲得公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期初期的年平均日交通量（雙向）和車(chē)輛組成數(shù)據(jù)，（輕型車(chē)對(duì)混凝土路面的疲勞損傷可以忽略不計(jì)）?？紤]車(chē)輛在橫斷面上分布不均勻，且車(chē)道數(shù)不同，分布概率也不同。NS=N1×方向系數(shù)（一般為0.5）×車(chē)道分配系數(shù)

NS——基準(zhǔn)初年年平均日交通量AADT(單向)N1——年平均日交通量（雙向）3.交通調(diào)查和軸載分析交通量車(chē)道分布系數(shù)4.標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)臨界荷位車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)4.標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)臨界荷位車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)交通分級(jí)5.交通等級(jí)劃分

水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道臨界荷位承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量累計(jì)作用次數(shù)分為下表所列四級(jí)。交通分級(jí)5.交通等級(jí)劃分水泥混凝土水泥混凝土路面的力學(xué)特性1、混凝土板的強(qiáng)度及模量﹥﹥基層和土基的強(qiáng)度及模量；

2、水泥混凝土板本身的抗壓強(qiáng)度﹥﹥抗折強(qiáng)度；

3、板塊厚度相對(duì)于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的繞

度很小；

4、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，如收到約束，會(huì)在板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應(yīng)力；

5、荷載重復(fù)作用，溫度梯度反復(fù)作用，混凝土板出現(xiàn)疲勞

破壞。

9.2彈性地基板的應(yīng)力分析水泥混凝土路面的力學(xué)特性1、混凝土板的強(qiáng)度及模量﹥﹥基層和土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(guò)材料的彈性區(qū)域;?彈性板：

因?yàn)榘宓哪Ａ扛?，?yīng)力承受能力強(qiáng)，一般受力不超過(guò)彈性比例極限應(yīng)力，撓度與板厚相比很小。?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水泥混凝土路面的力學(xué)模式彈性地基上的小撓度薄板模型水泥混凝土路面的力學(xué)模式水泥混凝土路面的工作及設(shè)計(jì)特點(diǎn)1、抗彎拉強(qiáng)度<抗壓強(qiáng)度，決定路面板厚度的強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)

是抗彎拉強(qiáng)度；

2、車(chē)輪荷載作用主要的影響是疲勞效應(yīng)；

3、溫度差造成板內(nèi)有應(yīng)力出現(xiàn)翹曲變形及翹曲應(yīng)力，也有疲

勞特性；

4、板的使用還受限于支承條件，不均勻支承或板底脫空對(duì)板

內(nèi)應(yīng)力的影響極大；

水泥混凝土路面的工作及設(shè)計(jì)特點(diǎn)1、抗彎拉強(qiáng)度<抗壓強(qiáng)度，決定設(shè)計(jì)要求：1.路基和基層設(shè)計(jì)：

要求密實(shí)、均勻、穩(wěn)定和防凍厚度及E大于規(guī)定值。2.混凝土材料組成設(shè)計(jì)：

配合比及材料要達(dá)到高強(qiáng)、耐磨和抗凍。3.路面板幾何尺寸設(shè)計(jì)：

平面尺寸、板厚設(shè)計(jì)，以使強(qiáng)度（σp,σt）滿(mǎn)足要求。4.接縫及配筋設(shè)計(jì)：

選接縫類(lèi)型、布置接縫位置、確定接縫構(gòu)造，以提高接縫傳荷能力。設(shè)計(jì)要求：1.路基和基層設(shè)計(jì)：2.混凝土材料組成設(shè)計(jì)：3.路《公路水泥混凝土路