混凝土板应力分析

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1、中华人民共和国行业标准JTGD40-2011公路水泥混凝土路面设计规范2011-09-04发布2003-12-01实施附录A交通荷载分析交通调查与分析初期年平均日货车交通量（双向）方向分配系数，一般0.5~0.6车道分配系数设计车道的年平均日货车交通量（AADT）货车交通量的年平均增长率单向车道数123≥4车道分配系数高速公路1.000.70~0.850.45~0.600.40~0.50其他等级公路*0.50~0.750.50~0.75-轴载调查与分析各类车辆的轴型调查和轴重测定轴载当量换算系数法车辆当量轴载系数法车道使

2、用初期的设计轴载日作用次数车辆轮迹横向分布系数设计轴载累计作用次数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.17~0.22二级及二级以下公路行车道宽>7m0.34~0.39行车道宽≤7m0.54~0.62轴载当量换算系数法统计3000辆2轴6轮及以上车辆的轴型、次数、轴重不同轴重级位的设计轴载当量换算系数车道使用初期的设计轴载日作用次数车辆当量轴载系数法整车、半挂和多挂车型的轴载谱各类车辆的设计轴载当量换算系数车道使用初期的设计轴载日作用次数标准轴载和轴载换算标准轴载：重100kN的单轴-双轮组荷载不同轴-轮型和轴

3、载Pi的作用次数Ni换算公式：式中：Pij—各级轴载的总重（kN）；Niij—各类轴型各级轴载的作用次数；δi—轴-轮型系数:单轴-双轮组时，δi=1单轴-单轮时，δi=2.22×103Pi-0.43双轴-双轮组时，δi=1.07×10-5Pi-0.22三轴-双轮组时，δi=2.24×10-8Pi-0.22附录B混凝土板应力分析及厚度计算力学模型单层板荷载应力单层板温度应力双层板荷载应力双层板温度应力复合板应力混凝土板厚度计算流程混凝土面层极限状态贫混凝土或碾压混凝土基层极限状态力学模型弹性地基单层板模型粒料基层上混凝土

4、面层旧沥青路面加铺混凝土面层弹性地基双层板模型无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层旧混凝土路面上加铺分离式混凝土面层复合板模型两层不同性能材料组成的面层或基层复合板旧混凝土路面上加铺结合式混凝土面层双层板层间接触条件单层板荷载应力设计轴载在临界荷位处的荷载疲劳应力σprσps—四边自由板临界荷位的荷载应力kr—接缝传荷的应力折减系数，混凝土路肩，kr=0.87~0.92，柔性路肩或土路肩，kr=1。kf—疲劳应力系数kc—综合系数公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.151.101.051.00四边自由

5、板的荷载应力σps式中Ps——设计轴载的单轴重(kN)；hc、Ec、vc——混凝土面层板的厚度(m)、弯拉弹性模量（MPa）和泊松比r——混凝土面层板的相对刚度半径(m)；Dc——混凝土面层板的截面弯曲刚度(MN·m)；Et——板底地基当量回弹模量（MPa)上式精度，混凝土板的相对刚度半径r=0.40~1.40范围内，相对误差绝大多数在5%之内，见图1，相对误差的均方差为2.7%。若对板厚作如下式的修正，则精度有所提高，在r=0.40~1.40范围内，最大相对误差小于4%，绝大多数在2%之内，见图2，相对误差的均方差为0

6、.9%。式中——面层应变沿层厚非线性分布的修正系数。图1图2图1图2本规范中路基土的弹性模量由形变模量改为回弹模量，原规范中为修正路面结构对荷载的实际响应与理论模型的分析结果之间差异，而调整板底地基综合当量回弹模量Et（原规范中称之为基层顶面当量回弹模量）的关系式不再适用，因此，本规范对板底地基综合当量回弹模量Et不再修正，而对综合系数作了适当调整。应力计算式中，板底地基的综合泊松比取为0.35。荷载疲劳应力系数kf式中Ne——设计基准期内设计轴载累计作用次数；λ——材料疲劳指数，普通、钢筋、连续配筋混凝土：λ=0.05

7、7；碾压、贫混凝土：λ=0.065；ρf——钢纤维的体积率（%）；lf——钢纤维的长度（mm）；df——钢纤维的直径（mm）。新建公路的Et式中E0——路床顶综合回弹模量（MPa）；Ex——粒料层的当量回弹模量（MPa；hx——粒料层的总厚度（m）；n——粒料层的层数；Ei、hi——第i结构层的回弹模量（MPa）与厚度(m)。新建公路的基层顶面当量回弹模量双层三层原规范中的基层顶面当量回弹模量计算式，适用于计算半刚性类基层的顶面当量回弹模量，当基、垫层的当量回弹模量与路床回弹模量之比小于5时，精度较差。本规范仅限于换算粒

8、料层顶面当量回弹模量，粒料层的回弹模量与路床回弹模量之比小于5的场合较多，因此，对近似计算式进行了调整，以减少误差。回归式是根据单圆荷载直径0.3m，层间连续，粒料层总厚度0.1~0.5m，粒料层回弹模量与路床回弹模量之比小于10的条件，按照荷载中心点挠度等效原则回归得到的。其中，路床、粒料层的泊松比均取0.35。旧