基于预应力混凝土的路面设计方法探讨.pdf

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1、规划设计基于预应力混凝土的路面设计方法探讨李振杰（吉林省松原市人民防空办公室，吉林松原138000）摘要：近年来，我国道路工程发展迅速，且较好地满足了交通运输发展对道路质量的要求。为进一步提高道路，特别是混凝土道路的稳定性和可靠性，本文以预应力混凝土路面作为主要研究对象，通过对该路面的概念和使用性能进行分析，进而对跟其具体的设计方法展开了深入研究。关键词：预应力混凝土路面；荷载应力；温度应力；摩阻应力中图分类号：TU63文献标识码：A文章编号：1674—3024（2017）06—0099—02引言力，但此部分弯拉应力却远小路面板中底部在轮载作用下产

2、生的拉应力，故以后者拉应力作为控制荷载应力的设计值，利用近年来，随着我国交通运输量的提高，使很多水泥混凝土当量单轮荷载法对进行如下计算：路面产生了不同程度的开裂、沉陷等病害，当病害发展到一定阶段时，将会直接对行车质量与交通安全产生影响。本文从预式2应力的角度出发，提出了基于预应力的混凝土路面的设计方法，式2中，h和p分别表示预应力混凝土路面板的厚度和轮以期为提高混凝土路面强度和可靠性提供有价值的参考意见。载；a、分别表示和在作用的半径相对刚度半径；u、k、分别1预应力混凝土路面及其性能概述为混凝土泊松比（0.15）、地基反应模量和Euler常数（0

3、.557），b表示当量载荷半径。预应力混凝土路面板是为降低混凝土在使用过程中所产生（2）温度应力。假定预应力混凝土路面板的温度分布均的拉应力而对混凝土界面加载一定压力的路面。基于此，可将匀，且由于板顶在上，故其温度要比板底温度底，板顶面产生预应力混凝土的使用性能进行如下总结：（1）提高结构承载能拉应力，根据如式3所示的Winkler地基板地1温度应计算公力，对混凝土路面板施加相应的预应力，因施加的预应力及混式即可计算出温度应力。式3中，和分别表示热膨胀系数凝土自身的不均匀收缩，使得预应力混凝土路面板底部的压应和预应力混凝土路面板顶与板底的温度差值。

4、力高度集中，进而使得混凝土的整体承载能力得以大幅提升；（2）提高混凝土路面板的过耐疲劳性。混凝土路面损坏的主要式3原因即面板疲劳断裂，而基于预应力的混凝土路面板由于钢筋（3）摩阻应力。假定作用于预应力混凝土路面板板底的预应力较强，故在投入使用过程中受到各类交通工具荷载产生摩阻力是均匀分布的，将其对路面板截面的力矩作用忽略不计，的应力变化幅度较小，降低了因荷载反复作用对路面产生的疲故可将摩阻应力记为：劳影响；（3）提高路面抗裂度与刚度。向混凝土路面板施加预式4应力，能在面板中产生相应的压应力，进而使路面构件本身的受力得到改善，降低了路面裂缝出现的几率

5、，在改善混凝土路由式4可知，摩阻应力同预应力混凝土鲁米那半自由端的面性能的同时，也有效提高了路面的抗裂度与刚度。距离x成正比，且其最大值出现在板长L的中央，记为如式5所示形式，其中，表示混凝土自身容重，f表示水泥混凝土2预应力混凝土路面的设计板底的摩阻系数。由式5可知，预应力混凝土收缩徐变受基地2.1设计标准单面约束所生成的摩组应力最大值是跟随其路面板长与摩阻的通常情况下，预应力混凝土变形包括弹性、收缩及徐变和系数增加而逐渐增加的。温度变形，故可将预应力混凝土面板厚度与预应力大小的设计式5标准确定为：式12.3设计步骤式1中，、和分别表示荷载应力、

6、温度应力和收缩在对各荷载应力的计算方法予以分析的基础上，将预应力徐变基底摩阻应力，fr、fk则分别表示混凝土容许弯拉的应混凝土路面设计步骤进行如下说明：首先，设定路面板的厚度力和预应力混凝土的压应力。其中，fr=0.75/a（a表示安为h，并以略大于普通混凝土路面厚度的60%计算；其次，选全系数，其值为1.4-2.0；为混凝土在28d的抗压强度）。此取恰当的路面长度L（90m≤L≤180m）；再次，分别对荷载外，设fy=fk表示有效预应力；为有效预应力计算系数，应力、温度应力及摩阻应力；最后，确定出混凝土允许弯拉应（0.75-0.80）。在设计过程

7、中，选取两个位置共同作为预应力混力的基础上，根据公式1计算出具体的预应力，同时，对有效凝土最大拉应力的临界位置，一是由摩擦力、荷载所产生的拉预应力fy进行检查，判断其是否超出摩擦力所产生的拉应力，应力最大时的中心载位，二是荷载沿垂直于板边方向产生的应若超出，可直接将初始路面板设计的厚度作为具体施工时的路力及因路面板弯曲而在板定产生的拉应力所对应的板边位置。面板厚度；如未超出，应将初始路面板厚度予以变更，并通过在任何情况下，以预应力混凝土路面板任意截面处因预应力而重新计算，确保公式1的条件得到满足。出现的有效压应力均应不小于因路面板与荷载间摩擦力而产

8、生3结束语的最大压应力。2.2应力计算本文通过对预应力混凝土路面及其使用性能进行分析，在对各预应力进行计算，具体方法如下：