水泥混凝土路面設(shè)計(jì)

水泥混凝土路面設(shè)計(jì)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)【摘要】水泥混凝土路面和其他的路面相比具有剛度強(qiáng)的特點(diǎn)，在外荷載的作用下變形小，使用年限高，是工程中重要的一項(xiàng)技術(shù)，本文定性的對(duì)水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)特征、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)理論方法以及再生利用等做了詳細(xì)分析介紹。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土路面;結(jié)構(gòu)特征;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)原則

水泥混凝土路面面板是一種剛性路面，力學(xué)強(qiáng)度高，在外荷載作用下變形小，所以混凝土板通常都是處于彈性階段，也就是在汽車荷載下，板內(nèi)產(chǎn)生的最大應(yīng)力不超過(guò)水泥混凝土板的比例極限應(yīng)力。這是板由于是處于彈性階段，基層和土基所承受的荷載及產(chǎn)生的變形都很小，力學(xué)分析上可以判定水泥路面結(jié)構(gòu)是屬于彈性層狀體系。

１．混凝土路面的結(jié)構(gòu)特征

和柔性路面相比，水泥混凝土路面的彈性模量和力學(xué)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基層和土基的相應(yīng)模量和強(qiáng)度；混凝土的抗彎強(qiáng)度也遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，設(shè)計(jì)時(shí)要以抗彎強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)；混凝土的面板和基層之間的摩擦阻力不是很大，具體設(shè)計(jì)時(shí)可以將路面看作是彈性地基板，即用彈性地基板的理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。

由于車輛的重復(fù)作用加上面板的抗彎強(qiáng)度低于抗壓強(qiáng)度，混凝土面板會(huì)在長(zhǎng)期的荷載作用下沒(méi)有達(dá)到極限抗彎強(qiáng)度就已經(jīng)破壞。另外面板頂面和底面的溫差也會(huì)引起翹曲應(yīng)力，地基的變形對(duì)面板的影響也很大，不均勻的地基沉降等變形會(huì)使混凝土板局部脫空。所以混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，為了使路面能夠經(jīng)受車輛長(zhǎng)期的重復(fù)荷載、抵抗溫差產(chǎn)生的翹曲反應(yīng)、具有較強(qiáng)的適應(yīng)地基變形能力，混凝土板壓要具有足夠的抗彎、抗拉強(qiáng)度以及足夠的厚度。

混凝土路面在外界影響下容易產(chǎn)生的破壞形式有斷裂、錯(cuò)臺(tái)、拱起、接縫擠碎等。從破壞類型可以看出混凝土路面性能受到各種因素的影響，例如輪載、溫度、水分、基層、接縫構(gòu)造、材料、施工技術(shù)以及養(yǎng)護(hù)條件等。混凝土路面設(shè)計(jì)必須從多方面采取措施以保證其正常的使用壽命。

2.混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：

2.1路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)

根據(jù)交通的繁重程度來(lái)確定路面結(jié)構(gòu)層的組合，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和自然條件材料供應(yīng)等具體設(shè)計(jì)。路面的結(jié)構(gòu)層次主要包括土基、墊層、基層以及面層。技術(shù)設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)組合要在滿足工程經(jīng)濟(jì)的條件下保證混凝土面板在使用期限內(nèi)承受預(yù)期的交通荷載，提供良好的路用品質(zhì)。

路面在結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)中占有很重要的地位，工程中使用較多的有普通混凝土路面、鋼筋混凝土路面、連續(xù)配筋混凝土路面、鋼纖維混凝土路面、混凝土塊料路面等。基層和墊層有粒料類、穩(wěn)定平確定，材料選擇上在滿足實(shí)際交通的情況下主要選擇廉價(jià)的、來(lái)源廣泛以及施工工藝簡(jiǎn)單的材料。

5.水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論方法

水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)目前大都以彈性板的理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮荷載效應(yīng)和溫度效應(yīng)的影響，以面板的彎拉應(yīng)力作為極限控制指標(biāo)，在這種基本的理論指導(dǎo)下，主要部分不斷的完善和發(fā)展，以滿足各種情況下的工程需要。

荷載圖式上提出了靜力作用均布面荷載，根據(jù)混凝土疲勞斷裂的概念，使用多次重復(fù)作用的靜荷載方法，控制混凝土的極限疲勞應(yīng)力。

地基模型上一般采用溫克勒地基模型，其他模型例如黏彈性地基、雙參數(shù)地基、多層地基、非線性彈性地基等由于數(shù)學(xué)概念復(fù)雜，使用較少。

路面板形態(tài)方面，可以采用半空間性地基無(wú)限大圓板的求解方法，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展，可以利用有限元分析方法，對(duì)有限尺寸板在各種地基模型支撐下，任意荷載位置的求解方法。[科]

【參考文獻(xiàn)】

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