(1.9)--第9章水泥混凝土路面设计.ppt

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1、路基路面工程Road Subgrade and Pavement Engineering 9.2 水泥混凝土路面设计理论简述9.1 水泥混凝土路面的分类与构造9.3 水泥混凝土路面结构组合设计第九章第九章第九章第九章 水泥混凝土水泥混凝土水泥混凝土水泥混凝土路面设计路面设计路面设计路面设计9.4 水泥混凝土路面板厚设计 水泥混凝土路面的分类与构造Please replace the written content请替换文字内容1、水泥混凝土路面的定义 水泥混凝土路面，包括普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和钢纤维混凝土等面层板和基层所组成的路面。目前采用最广泛的

2、就是就地浇筑的普通混凝土路面，简称混凝土路面。一、水泥混凝土路面的优缺点Please replace the written content请替换文字内容3、普通混凝土路面的优缺点强度高；稳定性好；耐久性好，由于强度和耐久性好，经久耐用，一般能用20-40年；有利于夜间行车。混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利；对水泥和水需求量大；有接缝；开放交通迟；养护维修困难；2、普通混凝土路面：由普通混凝土面层板和基层或底基层所组成的路面，是除接缝区和局部范围（边缘及角隅）外，不配置钢筋的混凝土路面。一、水泥混凝土路面的优缺点Please replace the written content请

3、替换文字内容1、钢筋混凝土路面（JRCP）特点：配置纵、横向钢筋网，并设接缝的水泥混凝土路面。主要目的是控制裂缝的开展；适用场合：混凝土板块尺寸较大时，或基层易产生不均匀沉降或板下埋有地下设施时。板长一般10-20m，不超过30m。纵向钢筋设在面层顶面下1/3-1/2厚度范围内，尽量偏上，横向钢筋位于纵向钢筋之下。二、水泥混凝土路面分类纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋Please replace the written content请替换文字内容2、连续配筋混凝土路面（CRCP）：面层内配置纵横向钢筋，不设置横向缩缝的水泥混凝土路面。CRCP是指在路面纵向连续

4、配置足够数量的钢筋，以控制混凝土路面板纵向收缩产生裂缝的间距和缝隙大小，横向不设缩缝。二、水泥混凝土路面分类纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋Please replace the written content请替换文字内容3、钢纤维混凝土路面：混合料中加入1.0-1.2（体积比）的钢纤维，形成混凝土复合材料。横向缩缝间距15-20m，接缝构造形式与普通混凝土路面相同。4、复合式混凝土路面：是指路面板采用上下两层不同类型和力学性质的材料复合而成的路面。结合式：上下层混凝土板牢固结合，成为一体。分离式：上下混凝土板之间铺以厚1-2cm的沥青砂，防止下层板的裂缝和接缝

5、反射到上层板。5、混凝土预制块路面：以砼预制块拼装而成，不受气候影响，施工进度快。小尺寸（一般小于0.03m2）适用于人行道/停车场/堆场等。6、装配式混凝土路面：是在工厂中把混凝土预制成板块，然后运至工地现场装配而成。为了便于吊装和运输，一般做成1-2m正方形或长方形，也可1.2m的六角形。二、水泥混凝土路面分类Please replace the written content请替换文字内容（1）路基 通过水泥混凝土路面和路面基层传递到路基上的压力很小，然而如路基在自重的作用下出现较大的变形，特别是不均匀沉降，将给混凝土路面还来不利影响。路基的提供均匀的支承，保证基层的稳定性，从而保证水泥

6、混凝土板处于均匀面支承的受力状态。路基必须密实、稳定、均匀、抗冻。1、路基和基层三、水泥混凝土路面构造Please replace the written content请替换文字内容（2）基层：应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。l设置基层目的防唧泥：混凝土板如直接放在路基上，会造成路基土塑性变形过大，铺设基层可减轻以至消除唧泥，防冰冻：在季节性冰冻地区，用对冰冻不敏感的粒状多孔材料铺筑基层，可以减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用。减小路基顶面的压应力，减小路基的不均匀变形，缓和路基不均匀变形对面层的影响。防水：在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层可排除路表渗入水及隔断地下毛细水。为面层

7、施工提供方便，提供施工平台；提高路面的结构的承载能力，延长路面的使用寿命。三、水泥混凝土路面构造l基层宽度应比砼面层每侧至少宽出300mm（小型机具施工）或650mm（滑模式摊铺机施工）。Please replace the written content请替换文字内容 普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。其纵向和横向接缝应垂直相交,纵缝两侧的横缝不得相互错位。2、水泥混凝土面层三、水泥混凝土路面构造普通水泥混凝土路面横缝纵缝行车方向横缝钢筋网纵缝行车方向钢筋混凝土路面连续配筋 连续配筋混凝土路面纵缝Please replace the written cont

8、ent请替换文字内容（1）设置目的l水泥混凝土硬化过程中的收缩；l施工过程应设置横向工作缝和纵向工作缝；l混凝土面板的热胀冷缩：白天，板表面温度高于板底温度，水泥砼板中部有向上隆起的趋势；夜晚相反，板边有翘起趋势。三、水泥混凝土路面构造混凝土由于温度变化引起的变形及破坏3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容（2）间距：（平面尺寸）l横向接缝的间距（板长）：普通砼面层一般为46m，面层板的长宽比不宜超过1.35，平面尺寸不宜大于25m2；碾压砼或钢纤维砼面层一般为610m；钢筋砼面层一般为615m。面层板的长宽比不宜超过2

9、.5，平面面积不大于45m2。l纵向接缝的间距（板宽）：按路面宽度在34.5m范围内确定。三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容横向缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，从而避免产生不规则的裂缝。等间距或变间距，假缝形式。设传力杆假缝极重、特重、重交通公路，中等和轻交通荷载公路邻近胀缝或自由端的3条横向缩缝，收费广场横向缩缝。不设传力杆假缝其他情况。（3）横向接缝：垂直于行车方向的接缝，共三种：缩缝、胀缝、施工缝。三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please r

10、eplace the written content请替换文字内容l横向缩缝顶部槽口：二级及二级以下公路的槽口可一次锯切成型。高速和一级公路槽口宜二次锯切成型，在第一次锯切缝的上部宜增设宽710mm 的浅槽口，槽口下部应设置背衬垫条，上部应用填缝料灌填。l传力杆：应采用光圆钢筋。传力杆的设置是为了保证接缝的传荷能力和路面的平整度，防止错台等病害的产生。三、水泥混凝土路面构造（3）横向接缝：3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置（3）横向接缝：Please replace

11、 the written content请替换文字内容横向胀缝：保证板在温度升高时能部分伸张，同时胀缝也能起到缩缝的作用。在临近桥梁或其他固定构造物处或与其它道路相交处设置。设置胀缝条数根据膨胀量大小设置。胀缝宽20-25mm，缝内设置填缝板和可滑动的传力杆。三、水泥混凝土路面构造（3）横向接缝：3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容横向施工缝：每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝,其位置宜选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，应采用加传力杆的平缝形式，设在胀缝处的施工缝，其构造应与胀缝构造相同。三、水

12、泥混凝土路面构造（3）横向接缝：3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容纵向施工缝：一次铺筑宽度小于路面宽度时。形式：平缝，上部锯切槽口，深度3040mm，宽38mm，槽内灌塞填缝料。纵向缩缝：一次铺筑宽度大于4.5m时。形式：假缝，锯切的槽口深度应大于施工缝的槽口深度。三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置（4）纵向接缝平行于砼路面行车方向的接缝Please replace the written content请替换文字内容（4）纵向接缝l拉杆：采用螺纹钢筋，两端都固定，主要防止在车辆荷载作用下板错动和纵

13、缝间隙扩大。行车道路面与混凝土硬路肩之间的纵向接缝必须设置拉杆。拉杆直径、长度和间距可参考下表。三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容拉杆（4）纵向接缝三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容纵缝与横缝一般垂直正交，互不错位，纵缝两旁的横缝一般成一条直线。在交叉口、匝道位置处，大多采用辐射式的接缝布置形式。（5）纵横缝的布置三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace t

14、he written content请替换文字内容（6）板边缘补强钢筋布置 一般设置在纵向，横向只在胀缝两侧或起终点处设置。采用两根直径12-16mm的钢筋，间距10cm，用直径6mm的钢筋固定，端部应弯起，放置在板厚下1/4处，并保证离板边缘5cm的净距。三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容承受极重、特重或重交通的水泥混凝土面层的胀缝、施工缝和自由边的角隅以及承受极重交通的水泥混凝土面层缩缝的角隅，宜配置角隅钢筋。采用两根直径12-16mm的螺纹钢筋，在板的上部距顶面5cm，距板边10cm；（7

15、）角隅补强钢筋布置三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容l混凝土路面与桥涵、通道及隧道等固定构造物相衔接的胀缝无法设置传力杆时：可在毗邻构造物的板端部内配置双层钢筋网；或在长度为6-10 倍板厚的范围内逐渐将板厚增加20%（8）端部处理 三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置Please replace the written content请替换文字内容l混凝土路面与桥粱相接桥头设有搭板时，应在搭板与混凝土面层板之间设置长6-10m 的钢筋混凝土面层过渡板。过渡板与搭板间的横缝采用设

16、拉杆平缝形式，过渡板与混凝土面层板间的横缝采用设传力杆胀缝形式。当桥梁为斜交时，钢筋混凝土板的锐角部分应采用钢筋网补强。（8）端部处理 三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置桥头未设搭板时，宜在混凝土面层与桥台之间设置长10-15m 的钢筋混凝土面层板；或设置由混凝土预制块面层或沥青面层铺筑的过渡段，其长度应不小于8m。Please replace the written content请替换文字内容l与沥青路面相接时的处理 混凝土路面与沥青路面相接时，应设置不小于3m 的过渡段。其下面铺设的变厚度混凝土过渡板的厚度不得小于200mm。过渡板与混凝土面层板相接处的接缝内宜设置直径

17、25mm、长700mm、间距400mm 的拉杆。混凝土面层毗邻该接缝的1-2 条横向接缝应采用胀缝形式。（8）端部处理 三、水泥混凝土路面构造3、水泥混凝土路面的接缝的设置 水泥混凝土路面设计理论简述弹性地基板体系理论水泥混凝土路面荷载应力分析水泥混凝土路面温度应力分析Please replace the written content请替换文字内容1、弹性地基上的小挠度薄板模型 l因为混凝土板下的基层与土基的作用的应力应变很小，不超过材料的弹性区域。l凝土路面板的厚度（20-30cm）仅为其平面尺寸（4.5m3.75m）的1/401/12，荷载作用下板的挠度（1mm）又远小于其厚度，混凝土路

18、面的构造和工作状态符合小挠度薄板理论。l目前的混凝土路面应力分析，大多是弹性地基上的小挠度薄板理论。一、弹性地基板体系理论简介Please replace the written content请替换文字内容2、弹性地基模型假定 l文克勒地基假设l弹性半空间地基假定板与地基接触的假设完全接触假设：在荷载作用下，板同地基的接触保持完全连续，板的挠度即为地基顶面的挠度。没有摩擦假设：弹性地基仅在接触面处对面板作用有竖向反力，也即地基和板之间无摩阻力，即接触面剪力为0。地基地基面板面板一、弹性地基板体系理论简介Please replace the written content请替换文字内容（1）文

19、克勒地基板荷载应力分析l车轮荷位荷载中心处板底；荷位下板底；板表面距板角点x1的分角线上l威斯特卡德早期应力计算公式：二、水泥混凝土路面荷载应力分析2、水泥混凝土路面荷载应力分析l试验修正公式Please replace the written content请替换文字内容 根据Hogg理论：无限大圆板上作用轴对称竖向荷载q(r)时，竖向位移表达式：（2）弹性半空间体地基板的荷载应力分析 假设地基为一各向同性的弹性半无限体，在荷载作用下其顶面上任一点的挠度不仅同该点的压力有关，也同其它各点的压力有关，即：二、水泥混凝土路面荷载应力分析2、水泥混凝土路面荷载应力分析Please replace

20、the written content请替换文字内容（3）水泥路面板的荷载应力有限元分析l可以按板块的实际大小求解有限尺寸板，从而消除板无限大板假设所带来的误差；l可以考虑各种荷载状况（包括荷载组合和荷载位置）；l可以考虑板的实际边界条件，如接缝的传荷能力、板和地基的脱空；l可以得到整个板体的应力和位移场，从而了解板的受力。现行的水泥混凝土路面设计规范中，采用了有限元分析方法分析了荷载作用下板的极限应力值，由此给出了应力回归计算公式和诺模图。二、水泥混凝土路面荷载应力分析2、水泥混凝土路面荷载应力分析Please replace the written content请替换文字内容l上下层完全

21、分离l上下层完全结合（4）弹性地基双层板的荷载应力分析二、水泥混凝土路面荷载应力分析2、水泥混凝土路面荷载应力分析Please replace the written content请替换文字内容1、胀缩应力：温度均匀变化时产生-胀缝、缩缝来解决（可不予考虑）2、有限尺寸板的翘曲应力当气温升高时板中部有隆起趋势，当气温降低时板边缘和角隅有翘起趋势。由于板的自重、地基反力和相邻板的约束作用，使部分翘曲变形受阻，从而使板内产生应力，这种拉应力即称为水泥混凝土板的翘曲应力。威斯特卡德对文克勒地基的作进一步假定来计算温度应力：1)温度沿板断面呈线性变化；2）板与地基始终保持接触；3）不计板自重。三、水

22、泥混凝土路面温度应力分析Please replace the written content请替换文字内容l板边中点：有限元法计算弹性半空间体地基上板翘曲应力，根据结果绘制曲线。此时板刚性半径计算公式：3、温度线性分布时的翘曲应力温度沿板断面呈线性变化l有限尺寸板，沿板长和板宽方向上的翘曲应力（板长L，板宽B）：三、水泥混凝土路面温度应力分析Please replace the written content请替换文字内容 对于较厚的板，采用温度沿板断面呈直线分布的假设，即按板顶和板底的温度差确定的温度梯度计算的温度翘曲应力，会得到偏大的温度翘曲应力值。为此，应考虑由于温度的非线性分布而引起的

23、内应力。我国规范的温度应力计算：4、温度非线性分布时翘曲应力计算三、水泥混凝土路面温度应力分析 水泥混凝土路面结构组合设计水泥混凝土路面结构层水泥混凝土路面结构组合设计Please replace the written content请替换文字内容1、水泥混凝土面层路面类型的选择面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，位于高填方、软土地基、填挖交界段等有可能产生不均匀沉降的路基段时，应采用接缝设置传力杆的钢筋混凝土面层。一、水泥混凝土路面结构层Please replace the written content请替换文字内容2、基层和底基层

24、一、水泥混凝土路面结构层承受极重、特重或重交通荷载的路面，基层下应设置底基层；承受中等或轻交通荷载时，可不设底基层。当基层采用无机结合料稳定类材料，且上路床由细粒土组成时，应在基层下设置粒料类底基层。贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，层厚不宜小于40mm。Please replace the written content请替换文字内容3、功能层季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度时，应设置防冻层，差值以功能层补足；水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水层。防冻层和排水层宜采用碎石、砂砾等颗粒材料。防冻层也可采用煤渣、矿渣等隔温材料。宽度应与路基同宽，最小

25、厚度不小于150mm。一、水泥混凝土路面结构层4、路基：密实、稳定和均匀。条件限制必须采用上述土作填料时，应掺加水泥、粉煤灰或石灰等结合料进行改善。Please replace the written content请替换文字内容二、水泥混凝土路面结构组合设计（1）公路等级和交通荷载公路等级高或交通荷载等级高的路面结构需选用较多的结构层次及较强和较厚的结构层；反之，可选用较少的结构层次及较弱和较薄的结构层。（2）路基条件对于较弱的路基，应首先采取改善路基的措施，在满足规定的最低支承要求后再考虑路面结构；对于较强的路基，可以相应减少路面结构层的强度或厚度。（3）当地温度和湿度状况在季节性冰冻地区

26、，需考虑防冻层最小厚度的要求；在多雨潮湿地区,需考虑采用路面结构内部排水措施等。（4）已有公路路面的使用经验。水泥混凝土路面厚度设计Please replace the written content请替换文字内容一、混凝土路面病害及其主要原因（1）挤碎：出现于横向接缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内，表现为板的伸长受阻，板发生剪切挤碎。（2）拱起：混凝土面板在受膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板向上拱起，表现为纵向压曲失稳。（3）错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。（4）唧泥：汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。1、接缝破坏From D H ChenPlease replace t

27、he written content请替换文字内容一、混凝土路面病害及其主要原因2、面板破坏（断裂）表现为面板的断裂和裂缝，主要是面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现的横向或纵向以及板角的断裂和裂缝。断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。3、表面损坏包括起皮、磨损、露骨、磨光等。Please replace the written content请替换文字内容l混凝土路面的病害可分为结构型损坏和功能性损坏。裂缝类是混凝土路面最主要的结构损坏形式，它是由于荷载和环境因素作用下面层所产生的应力超过混凝土强度所引起的。荷载应力和温度应力的共同反复作用，使混凝土产生疲劳断裂。表层损坏类是由

28、于组合设计或养护、施工不当所引起的，不是计算所能解决的问题。结构设计方法便以控制混凝土路面的结构设计方法便以控制混凝土路面的疲劳断裂作为设计目标疲劳断裂作为设计目标。1、路面破坏状态与设计准则二、路面设计方法及设计指标与标准Please replace the written content请替换文字内容l可靠度设计法是指在规定的设计基准期内，在规定的交通和环境条件下，行车荷载疲劳应力和温度梯度疲劳应力的总和不超过混凝土弯拉强度的概率，或者最重轴载应力和最大温度翘曲应力的总和不超过混凝土弯拉强度的概率。l根据确定的目标可靠度，选取变异水平等级，确定可靠度系数r。2、设计方法：可靠度设计法进行路

29、面厚度设计。二、路面设计方法及设计指标与标准Please replace the written content请替换文字内容l水泥混凝土路面结构设计应以面层板在设计基准期内，在行车荷载和温度梯度综合作用下，不产生疲劳断裂作为设计标准；并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下，不产生极限断裂作为验算标准。3、设计指标与标准二、路面设计方法及设计指标与标准l贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产生疲劳断裂作为设计标准。其极限状态设计表达式可采用式：混凝土混凝土贫混凝土或碾压混凝土贫混凝土或碾压混凝土Please replace the written content请替换文字内容l混凝

30、土面板的极限应力以临界荷位为计算点板内最重荷载应力与最大温度应力之和或荷载疲劳应力和温度疲劳应力之和的最大位置；临界荷位混凝土面层板纵缝边缘中部。二、路面设计方法及设计指标与标准3、设计指标与标准Please replace the written content请替换文字内容三、水泥混凝土路面厚度设计计算1、路面设计计算过程交通分析，确定交通荷载等级；按路基干湿类型，确定路段土基回弹模量；路面结构的组合设计，初拟路面结构，确定路面各结构层模量等设计参数；按照初拟路面结构组合形式，选择相应力学分析模型；根据选定的力学模型计算混凝土面层板的最大荷载应力、荷载疲劳应力、最大温度应力及温度疲劳应力，

31、面层板极限状态检验；贫混凝土或碾压混凝土为基层、下面层板时，计算其荷载疲劳应力，验算其极限状态；面层或基层的极限状态不满足要求时，改选混凝土面层板厚度或(和)整调基层类型或(和)厚度，重新计算；计算厚度加6mm磨损厚度后，按10mm向上取整，作为混凝土面层的设计厚度；对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求；进行技术经济比较，确定路面结构方案。Please replace the written content请替换文字内容三、水泥混凝土路面厚度设计计算2、路面各结构层模量值（1）水泥混凝土弹性模量EcPlease replace the written content请替换文字内容（2）

32、基层与底基层材料回弹模量经验参考值三、水泥混凝土路面厚度设计计算2、路面各结构层模量值Please replace the written content请替换文字内容3、设计计算模型及选择 按基层和面层类型和组合的不同路面结构分析可分别采用下述力学模型：（1）弹性地基单层板模型：适用于粒料基层上混凝土面层，旧沥青路面加铺混凝土面层；面层板底面以下部分按弹性地基处理。弹性地基弹性地基弹性地基弹性地基面板面板面板面板(单层板单层板单层板单层板)土基土基土基土基水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板粒料类粒料类粒料类粒料类/旧沥青路面旧沥青路面旧沥青路面旧沥青路面三、水泥混凝土路

33、面厚度设计计算Please replace the written content请替换文字内容（2）弹性地基双层板模型：适用于无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层，旧混凝士路面上加铺分离式混凝土面层。面层和基层或者新旧面层作为双层板；基层底面以下或者旧面层底面以下部分按弹性地基处理。土基土基土基土基水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板底基层底基层底基层底基层无机结合料稳定无机结合料稳定无机结合料稳定无机结合料稳定/沥青类基层沥青类基层沥青类基层沥青类基层弹性地基弹性地基弹性地基弹性地基上层板上层板上层板上层板下层板下层板下层板下层板3、设计计算模型及选择三、水泥混凝土

34、路面厚度设计计算双层板双层板双层板双层板Please replace the written content请替换文字内容（3）复合板模型：适用于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，两层不同性能材料组成的层间粘结的面层，作为弹性地基上的单层板或者弹性地基上双层板的上层板；无机结合料类基层或沥青类基层与无机结合料类底基层组成的基层，作为弹性地基上双层板的下层板。土基土基土基土基水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板(结合式结合式结合式结合式)旧水泥混凝土路面旧水泥混凝土路面旧水泥混凝土路面旧水泥混凝土路面弹性地基弹性地基弹性地基弹性地基上

35、层板上层板上层板上层板下层板下层板下层板下层板无机结合料稳定无机结合料稳定无机结合料稳定无机结合料稳定/沥青类沥青类沥青类沥青类基层基层基层基层无机结合料稳定底基层无机结合料稳定底基层无机结合料稳定底基层无机结合料稳定底基层3、设计计算模型及选择三、水泥混凝土路面厚度设计计算Please replace the written content请替换文字内容三、水泥混凝土路面厚度设计计算式中：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)。弹性地基弹性地基弹性地基弹性地基面

36、板面板面板面板土基土基土基土基E E E E0 0 0 0水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板水泥混凝土面板h h h hc c c c、E E E Ec c c c级配碎石级配碎石级配碎石级配碎石h h h h1 1 1 1、E E E E1 1 1 1单层板模型单层板模型（1）新建公路不同的模型均采用相同的回归计算公式：4、弹性地基综合回弹模量Et（地基顶面当量回弹模量）Please replace the written content请替换文字内容三、水泥混凝土路面厚度设计计算（2）旧路改建：在旧沥青混凝土路面上铺筑水泥混凝土面层时，原沥青混凝土路面顶面的地基综合回弹模量Et l

37、落锤式弯沉仪（荷载50kN，承载板直径30cm）的中心点弯沉的测定结果，进行计算：l贝克曼梁（后轴100kN的车辆加载）的弯沉测定结果：4、弹性地基综合回弹模量Et（地基顶面当量回弹模量）0 路段代表弯沉值(0.01mm);路段弯沉平均值(0.01 mm);S路段弯沉的标准差(0.01mm)。Please replace the written content请替换文字内容pr设计轴载在面层板临界荷位处产生的荷载疲劳应力（MPa）；ps设计轴载在自由边板临界荷位处产生的荷载应力（MPa）；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

38、力系数;kc考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损伤的影响的综合系数，查表获取（1）行车荷载疲劳应力5、单层板模型设计计算三、水泥混凝土路面厚度设计计算Please replace the written content请替换文字内容l设计轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力psPs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(MNm)；Et地基顶面当量回弹模量（MPa)5、单层板模型设计计算三、水泥混凝土路面厚度设计计算（1）行车荷载疲劳应力Please replace

39、the written content请替换文字内容l荷载疲劳应力系数kf Ne设计基准期内设计轴载累计作用次数；材料疲劳指数，普通、钢筋、连续配筋混凝土：=0.057；碾压、贫混凝土：=0.065；钢纤维混凝土按下式计算：f 钢纤维的体积率（%）；lf钢纤维的长度（mm）；df钢纤维的直径（mm）。5、单层板模型设计计算三、水泥混凝土路面厚度设计计算（1）行车荷载疲劳应力l综合系数kc Please replace the written content请替换文字内容综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL（2）在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力tr5、单层板模型设计计算三、水泥混凝土路

40、面厚度设计计算混凝土面层板的温度翘曲应力系数CLl最大温度梯度时混凝土面层板最大温度应力t,maxPlease replace the written content请替换文字内容5、单层板模型设计计算三、水泥混凝土路面厚度设计计算（2）在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力trl温度疲劳应力系数ktPlease replace the written content请替换文字内容6、双层板模型设计计算（1）上层板（面层）的荷载疲劳应力pr三、水泥混凝土路面厚度设计计算土基土基E E0 0水泥混凝土面板水泥混凝土面板h hc c、E Ec c级配碎石级配碎石h h2 2、E E2 2水泥稳定碎石

41、基层水泥稳定碎石基层h h1 1、E E1 1弹性地基弹性地基上层板上层板下层板下层板双层板模型双层板模型Please replace the written content请替换文字内容（2）贫砼或碾压砼基层板或者下面层板的荷载疲劳应力bpr kf,kc荷载疲劳应力系数、综合系数，按单层板取值；bpr下层板的荷载疲劳应力（MPa）；bps设计轴载Ps在下层板临界荷位处产生的荷载应力(MPa)；三、水泥混凝土路面厚度设计计算6、双层板模型设计计算Please replace the written content请替换文字内容（3）在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力trl最大温度梯度时混凝土

42、面层板最大温度应力t,max综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL混凝土面层板的温度翘曲应力系数CL，与单层板公式不同。三、水泥混凝土路面厚度设计计算6、双层板模型设计计算Please replace the written content请替换文字内容下层板的温度疲劳应力不需计算与双层板结构有关的参数；r 层间接触状况参数(m)；kn 面层与基层之间竖向接触刚度，上下层之间不设沥青混凝土夹层或隔离层时按公式计算；设沥青混凝土夹层或隔离层时，kn 取3000 MPa/m。三、水泥混凝土路面厚度设计计算温度翘曲应力系数（3）在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力tr6、双层板模型设计计算Ple

43、ase replace the written content请替换文字内容（4）最重轴载在上层板临界荷位处产生的最大荷载应力p,max p,max最重轴载Pm 在四边自由板临界荷位处产生的最大荷载应力（MPa），pm最重轴载在自由边板临界荷位处产生的荷载应力（MPa），设计轴载Ps改为最重轴载Pm（以单轴计，kN）；kr、kc应力折减系数、综合系数。三、水泥混凝土路面厚度设计计算6、双层板模型设计计算Please replace the written content请替换文字内容（1）面层复合板的荷载应力三、水泥混凝土路面厚度设计计算7、复合板模型设计计算l面层复合板的荷载疲劳应力和最大荷

44、载应力计算，与单层板或上层板完全相同，只需用面层复合板的截面弯曲刚度 和等效厚度 替代单层板或上层板的弯曲刚度Dc和厚度hc即可，板相对刚度半径r或rg应依据面层复合板弯曲刚度 重新计算。Please replace the written content请替换文字内容三、水泥混凝土路面厚度设计计算7、复合板模型设计计算（2）面层复合板的温度应力l面层复合板的疲劳温度应力计算和疲劳温度应力系数与单层板相同。最大温度应力按下式计算。Please replace the written content请替换文字内容（3）基层复合板的弯曲刚度三、水泥混凝土路面厚度设计计算l基层为复合板时，相当于有三层刚性层的情况，类似于碾压混凝土或贫混凝土基层用结合式双层板代替的情况。要应用分离式双层板模型前，基层(复合板)弯曲刚度需修正：l将以上基层复合板的弯曲刚度代替分离式双层板模型计算公式中的基层弯曲刚度，计算双层板的荷载应力和温度应力。l基层为贫混凝土或碾压混凝土时，复合板中基层的荷载疲劳应力应按上式bpr计算，其他类型基层不需进行荷载疲劳应力计算。7、复合板模型设计方法谢谢您的聆听Road Subgrade and Pavement Engineering