《水泥路面设计》PPT课件

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1、学习要点：掌握水泥混凝土路面损坏模式和设计标准，混凝土板厚设计方法；熟悉水泥混凝土路面荷载应力和温度应力分析；了解复合式混凝土路面厚度设计；第十二章水泥混凝土路面结构设计第十二章水泥混凝土路面结构设计力学体系：弹性层状体系；弹性模量、力学强度大大高于基层和土基；抗弯拉强度远小于抗压强度；混凝土板尺寸的强度指标：抗弯拉应力；力学图式：弹性地基板主要损害模式：疲劳断裂概述第一节概述一.水泥混凝土路面结构特征概述第一节概述二.设计内容和要求1.路面结构层组合设计确定土基、垫层、基层和面层的结构层位，各层路面结构类型、弹性模量和厚度；水泥混凝

2、土面板要求具有较高的弯拉强度，表面平整、抗滑、耐磨；常用类型：普通混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面等。基层、垫层的设置和抗冻要求应符合有关规定。概述第一节概述二.设计内容和要求2.混凝土面板厚度设计3.混凝土面板的平面尺寸与接缝设计4.路肩设计5.混凝土路面的钢筋配筋率设计概述第一节概述三.设计原则1.首先保证工程的质量与耐久性。基层、垫层设计在满足设计要求的前提下，尽可能使用当地材料。2.遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则进行方案比选。3.积极推广成熟的科研成果，运用行之有效的

3、新材料、新工艺、新技术。一.损坏模式损坏模式和设计标准1.断裂①定义：路面板内应力超过泥凝土强度时会出现纵向、横向、斜向或角隅断裂裂缝。②原因：板太薄、轮载过重、板的平间尺寸过大，地基不均匀沉降或过量塑性变形使板底脱空失去支承，施工养生期间收缩应力过大等。断裂破坏了板的整体性，使板承载能力降低。因而，板体断裂为水泥混凝土面层结构破坏的临界状态。一.损坏模式损坏模式和设计标准2.挤碎①定义：指邻近横向和纵向两侧的数十厘米宽度内，路面板因热胀时受到阻碍，产生较高的热压应力而挤压成碎块。②原因：由于胀缝内的传力杆排列不正或不能滑动，或者缝隙

4、内落入硬物所致。一.损坏模式损坏模式和设计标准3.拱起①定义：混凝土路面在热胀受阻时，横缝两侧的数块板突然出现向上拱起的屈曲失稳现象，并伴随出现板块的横向断裂。②原因：由于板收缩时接缝缝隙张开，填缝料失效，硬物嵌入缝内，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。一.损坏模式损坏模式和设计标准4.唧泥①定义：唧泥是车辆行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。②原因：在轮载的重复作用下，基层由于塑性变形累积而同混凝土面板脱离，水分沿缝隙下渗而积聚在脱空的间隙内或细颗粒土中，在车辆荷载作用下积水形成水压，使水和细颗粒土

5、形成的泥浆而从缝隙中喷溅山来。唧泥的出现，使路面板边缘部分和角隅部分逐渐失去支撑，而导致断裂。一.损坏模式损坏模式和设计标准5.错台①定义：错台是指接缝两侧出现的竖向相对位移。②原因：当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，在胀缩过程中接缝两侧上下错位而形成错台。一.损坏模式损坏模式和设计标准5.错台②原因：横缝处传荷能力不足，或唧泥发生过程中，使基层材料在高压水的作用下冲积到后方板的板底脱空区内，使该板抬高，形成两板间高度差。当交通量或地基承载力在横向各块板上分布不均匀，各块板沉陷不一致时，纵缝处也会产生错台

6、现象。二.设计标准损坏模式和设计标准我国现行水泥混凝土路面设计方法，以水泥混凝土面层板的疲劳断裂为路面损坏的主要模式，以控制行车荷载反复作用在板内产生的荷载疲劳应力与温度梯度反复作用产生的温度疲劳应力之和与可靠度系数乘积不大于混凝土的弯拉强度标准值作为确定混凝土板厚的设计标准。二.设计标准损坏模式和设计标准可靠度：规定时间内，规定条件下，路面使用性能满足预定水平要求的概率。可靠度设计方法定值设计——概率极限状态法经验法——数学统计法第三节路面结构组合设计一.面层1.面层类型及材料要求路面结构组合设计（1）普通水泥混凝土面层除接缝处和一

7、些局部范围外板内不配置钢筋的水泥混凝土面层。碾压混凝土路面一.面层1.面层类型及材料要求路面结构组合设计（2）钢筋混凝土面层为防止混凝土板产生的裂缝缝隙扩大，在板内配置纵向横向钢筋的混凝土面层。适用条件：①板长度较大；②板下埋有地下设施和路基有可能产生不均匀沉降；③板的平面形状不规则或有孔等一.面层1.面层类型及材料要求路面结构组合设计（3）连续配筋混凝土面层除了在与其他路面交接处或邻近结构物处设置胀缝及视施工需要设置施工缝外，路段长度内不设置横缝的一种纵向连续配置钢筋的混凝土面层。一.面层1.面层类型及材料要求路面结构组合设计（4）

8、预应力混凝土面层目前尚未大量推广使用（5）钢纤维混凝土面层在混凝土内掺入低碳钢或不锈钢纤维形成均匀而多向配筋的混凝土面层。抗疲劳强度、抗冲击能力和防止裂缝的能力好。一.面层1.面层类型及材料要求路面结构组合设计（6）混凝