长大-路基路面之 第十六章 水泥混凝土路面设计ppt课件.ppt

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1、第十六章水泥混凝土路面设计长安大学公路学院第十六章水泥混凝土路面设计主要内容（1）概述（2）弹性层状体系理论简介（3）水泥混凝土路面应力分析（4）路面混凝土路面可靠度设计（5）水泥混凝土路面结构组合设计（6）国内水泥混凝土路面设计方法（7）国外水泥混凝土路面设计方法简介§16.1概述一、水泥混凝土路面结构特征力学分析上，水泥混凝土路面结构属于弹性层状体系。特点：混凝土路面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和土基的相应模量和强度；混凝土的抗弯拉强度远小于抗压强度，约为其1/7～1/6，取水泥混凝土板的抗弯拉强度指标作为设计指标；混凝土板与基层或土

2、基之间的摩阻力一般不大，从力学模型考虑，可把水泥混凝土路面结构看作是弹性地基板，用弹性地基板理论进行分析计算。要求：为使路面能够经受车轮荷载的多次重复作用、抵抗温度翘曲应力、并对地基变形有较强的适应能力，混凝土板必须具有足够的抗弯拉强度和厚度。第十六章水泥混凝土路面设计破坏类型与影响因素断裂；唧泥；错台；拱起；接缝挤碎等。影响因素：轮载、温度、水分、基层、接缝构造、材料以及施工和养护情况等。从保证路面结构承载能力的角度，混凝土路面结构设计应以防止面层板断裂为主要设计标准；从保证汽车行驶性能的角度，应严格控制接缝两侧的错台量。断裂、错台等的成因是

3、多方面的，因此，混凝土路面设计必须从多方向采取措施来保证它的使用寿命。混凝土路面板的疲劳破坏不仅与荷载重复次数有关，而且与温度周期性变化产生的温度翘曲应力重复作用有关。因此，路面板为防止两种因素综合作用产生的疲劳开裂，必须使荷载疲劳应力与温度疲劳翘曲应力之和不超过混凝土的抗弯拉强度。第十六章水泥混凝土路面设计二、混凝土路面结构设计内容1．路面结构层组合设计根据该路的交通繁重程度，结合当地环境条件和材料供应情况，选择安排混凝土路面的结构层层次，包括土基、垫层、基层和面层的结构层位，各层的路面结构类型、弹性模量和厚度。技术先进、工程经济合理的路面结

4、构组合设计方案，应能保证混凝土面板在设计使用期内能承受预期交通的作用、提供良好的路用品质。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第十六章水泥混凝土路面设计三、混凝土路面结构设计原则应根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素，密切结合本地区实践经验，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、节约投资的原则进行路面设计方案的比较，选择技术先进、经济合理、安

5、全可靠的方案。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，有利于施工、养护工作人员的健康与安全。尽可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。总之，按设计使用年限标准设计的混凝土路面，施工时必须创造条件，严格执行，一次完成。第十六章水泥混凝土路面设计四、混凝土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。荷载图式地基模型方面路面板的形态方面引

6、入可靠度的设计方法《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）是我国现行混凝土路面设计规范。新规范列出的设计方法以弹性半空间地基有限大矩形板模型为基础，以100kN单轴双轮标准轴载作用于矩形板纵向边缘中部产生的最大荷载应力控制设计。采用可靠度设计方法，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的极限状态。第十六章水泥混凝土路面设计五、混凝土路面交通等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

7、力的容许标准。（1）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。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。第十六章水泥混凝土路面设计（2）标准轴载及轴载当量换算水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（16-1）换算为标准轴载的作用次数。第十六章水泥混凝土路面设计（3）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

8、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gr。调查获得的双向年平均日货车交通量，还应乘以方向