路基路面水泥混凝土路面设计课件.ppt

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1、第十六章水泥混凝土路面设计§16-1概述§16-2弹性地基板体系理论简介§16-3水泥砼路面应力分析§16-4水泥砼路面可靠度设计§16-5水泥砼路面结构组合设计§16-6国内水泥砼路面设计方法§16-7国外水泥砼路面设计方法（自学）上页下页一、水泥混凝土路面的结构特征1、砼面板的弹性模量及力学强度大大高于土基与基层的相应的模量和强度。2、砼的抗弯拉强度远小于抗压强度，约为1/7~1/6。3、砼面板与土基或基层之间的摩阻力一般不大。§16-1概述P453-458§16-1概述P453-458破坏类型：⑴断裂；⑵唧泥；⑶错台；⑷拱起；⑸接缝挤碎等上级上页下页§16-1

2、概述P453-458(1)断裂现象：路面板内的应力超过混凝土强度会出现横向、纵向、斜向或板角的拉断和折断裂缝，严重时，裂缝交叉而使路面板破裂成碎块(称破碎板)。原因：板太薄或轮载过重和作用次数过多，板的平面尺寸大大(使温度应力过大)，地基过量或不均匀下沉使板底脱空失去支承，施工养生期间收缩应力过大或混凝土强度不足，等等。上级上页下页§16-1概述P453-458⑵挤碎现象：在接缝(主要是胀缝)附近数十厘米范围内的板因受挤压而碎裂。原因：胀缝内的滑动传力杆排列不正或不能正常滑动，缝隙内有混凝土搭连或落入坚硬的杂屑等，使路面板的伸张受到阻碍，在接缝处边缘部分产生较高的挤

3、压应力而剪裂成碎决。上级上页下页§16-1概述P453-458⑶拱起现象：混凝土路面板在热膨胀受阻时，接缝两侧的板突然向上供起。原因：板收缩时接缝缝隙张开，填缝料失效，硬物嵌满缝隙，致使板受热膨胀时产生较大的热压应力，从而出现这种纵向屈曲失稳现象。采用膨胀性较大的石料(如硅质岩石等)作粗集料，容易引起板块拱起。上级上页下页§16-1概述P453-458⑷唧泥现象：车辆行经接缝或裂缝时，由缝内顷溅出稀泥浆的现象。原因：在轮载的频繁作用下，基层(地基)产生塑性变形累积面同混凝土板脱离接触，水分沿缝隙下渗而积聚在脱空的间隙内，又在轮载作用下积水变成有压水，并同基层内浸湿的

4、细料混搅成泥浆，再沿缝隙喷溅出来，唧泥会使路面板边缘和角隅部分逐步失去支撑，而导致断裂。上级上页下页§16-1概述P453-458(5)错台现象：接缝或裂缝两侧路面板端部出现的竖向相对位移。原因：横缝处传荷能力不足，车轮经过时相邻板端部会出现挠度差，使沿缝隙下渗的水带着基层被冲蚀的碎屑向后方板下运动，把该板抬起。胀缝下部填缝板与上部缝槽未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀持压过程中，会上下错位而形成错台。上级上页下页设计标准：砼板（面层）断裂（正常使用）为临界状态，抗弯拉强度为设计指标（荷载重复作用＋温度翘曲应力重复作用）≤砼抗弯拉强度。§16-1

5、概述P453-458§16-1概述P453-458二、结构设计内容路面结构层组合设计混凝土面板厚度设计混凝土面板的平面尺寸与接缝设计路肩设计混凝土路面的钢筋配筋设计上级上页下页§16-1概述P453-458三、结构设计原则根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素，密切结合本地区实践经验；遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资；积极推广成熟的科研成果；注意环境保护；尽可能机械化、工程化；处理好地基不良地段。上级上页下页§16-1概述P453-458四、设计理论与方法理论法经验法世界各国：以弹性地基板的荷载应力、温度应力分析方法为基本理论，以混凝土路面板的

6、弯拉应力作为极限状态和设计控制指标。上级上页下页§16-1概述P453-458《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002:以弹性半空间地基有限大矩形板模型为基础，以100KN单轴双轮标准轴载作用于矩形板纵向边缘中部产生的最大荷载应力控制设计。上级上页下页§16-1概述P453-458五、混凝土路面交通等级1.设计基准期上级上页下页公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路设计基准期（a）303020202.轴载当量换算§16-1概述P453-458§16-1概述P453-458上级上页下页3.轴载分析交通量车道分布系数单向车道数1234及>4车道分布

7、系数1.00.8-1.00.6-0.80.5-0.754.标准轴载累计当量作用次数§16-1概述P453-458上级上页下页交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数Ne（104）＞2000100～20003～100＜3交通分级5.交通等级划分公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路0.17-0.22二级、二级以下公路行车道宽＞7m0.34-0.39行车道宽<7m0.54-0.62临界荷位车辆轮迹横向分布系数一．小挠度薄板的基本假设：砼板厚度<<平面尺寸（1/10）挠度<<厚度工作在弹性阶段小挠度弹性薄板h<