水泥混凝土路面设计2

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1、第十六章水泥混凝土路面设计概述弹性地基板体系理论简介水泥混凝土路面可靠度设计水泥混凝土路面结构组合设计国内水泥混凝土路面设计方法国外水泥混凝土路面设计方法简介道路系马骉mabiaochd@163.com概述水泥混凝土路面的力学及工作特点水泥路面的力学特征混凝土的强度及模量远大于基层和土基水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度板块厚度相对于平面尺寸较小，板块在荷载作用下的挠度（竖向位移）很小混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度，会产生翘曲现象，如受到约束，会在板内产生翘曲应力荷载重复作用和温度梯度反复

2、变化，混凝土板出现疲劳破坏概述水泥混凝土路面的力学模型混凝土板下的基层与土基的应力应变很小，不超过材料的弹性区域——弹性地基板模量高，应力承受能力强，一般受力不超过弹性比例极限应力，挠度与板厚相比很小——弹性板板、基层、路基均工作在弹性阶段——结构属于弹性层状体系板的力学特性（模量、强度）——结构看作弹性地基板板的厚度小、变形小——板属于小挠度薄板弹性地基上的小挠度薄板模型概述水泥混凝土路面的工作及设计特点抗弯拉强度低于抗压强度，决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应温度差造

3、成板有内应力，出现翘曲变形及翘曲应力，也有疲劳特性板的使用还受限于支承条件，不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大概述水泥路面的主要破坏类型与设计标准主要破坏类型断裂唧泥错台拱起接缝挤碎概述影响因素轮载温度水分基层接缝构造材料施工及养护情况概述设计标准保证路面结构承载能力保证行驶舒适度稳定耐久性控制板不出现断裂，要求荷载应力与温度应力的疲劳综合作用满足材料的设计抗拉强度可靠度系数行车荷载疲劳应力温度梯度疲劳应力弯拉强度标准值严格控制接缝两侧的错台量，要求设置传力杆，基层及结构布置满足控制唧泥与拱胀，要求

4、基层水稳定性好，板与基层联结满足概述水泥路面结构设计内容路面结构层组合设计混凝土路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率设计概述水泥路面结构设计原则根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素，结合当地实践经验，将混凝土路面板按重要工程结构的要求完成。保证工程的质量与耐久性；基层、底基层、垫层设计在满足设计要求的前提之下，尽可使用当地材料修建遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果充分考虑沿线环境的保护，自然生态的平衡尽可

5、能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案。地处不良地基的路段，应采取有效措施加快稳定路基沉降概述水泥路面结构设计理论与方法目前世界各国的混凝土路面设计方法都是以弹性地基板的荷载应力、温度应力分析方法为基本理论，以混凝土路面板的弯拉应力作为极限状态和设计控制指标荷载图式方面地基模型方面路面板的形态方面引入可靠度的设计方法概述水泥路面结构设计理论与方法小挠度弹性薄板理论有限尺寸矩形弹性半空间地基上的概述水泥路面结构设计理论与方法以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计极限状态采用有限元解可靠度设计方法概

6、述水泥路面轴载换算与交通分级路面结构设计的目标是要求混凝土路面结构在设计基准期内满足预测交通量累计标准轴载通行时，具有快速、安全、稳定的服务功能，路面结构具有相应的承载能力，路面板的弯拉应力满足疲劳极限应力的容许标准概述设计基准期路面设计基准期是计算路面结构可靠度时，考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。也可理解为保证路面结构达到规定可靠度指标的有效期间混凝土路面设计基准期与公路等级有关，可根据公路在路网中的功能定位，当地国民经济发展的需求以及投资条件等因素，经综合论证后确定概述标准轴载及轴载当量换算水

7、泥混凝土路面结构设计以100kN单轴－双轮组荷载为标准轴载不同轴－轮型和轴载的作用次数，按式换算为标准轴载的作用次数交通调查与轴载分析通过当地交通量观测站历年统计资料进行交通调查，用于分析并提出设计车道的年平均日货车交通量ADTT及设计基准期内的交通量年平均增长率概述交通调查与轴载分析调查获得的双向年平均日货车交通量，还应乘以方向系数（通常为0.5）和车道分布系数（表16-2），得到设计车道在设计基准期初期的年平均日货车交通量ADTT（单向）概述交通调查与轴载分析各种轴型不同轴载级位的标准轴载当量换算系数按式

8、（16-2）计算概述交通调查与轴载分析由轴截谱和轴截当量换算系数Kp,ij，即可按式（16-3）计算得到设计车道在设计基准期初期的标准轴载日作用次数Ns概述交通调查与轴载分析设计基准期内交通量的年平均增长率gr可通过交通观测点多年的交通统计资料进行分析，同时参考当地经济与交通发展的宏观形势，并根据公路的等级及其承担的功能，通过论证后确定标准轴载累计当量作用次数概述混凝土路面交通等级划分水泥混凝土路面