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1、第十五章 内容回顾,1. 概述（优点、缺点） 2. 水泥混凝土路面构造（基层作用、接缝类型与构造） 3. 水泥混凝土路面的原材料（对材料的要求） 4、路面混凝土配合比（内容、要求） 5、水泥混凝土路面施工与质量控制（施工工序、机械设备、滑模摊铺机的特点） 6、其他类型混凝土路面简介（钢筋混凝土路面、连续配筋路面的特点）,温犯删量上蔫故寿祖橱电撩驳狮炒碴辣塔铭坤暴袁香赁痛勺尽涪灶飞拭谷路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,十六、水泥混凝土路面设计,1. 概述 2. 弹性地基板体系理论简介 3. 水泥混凝土路面应力分析 4、水泥混凝土路面可靠度设计 5、
2、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,又疡蚤婆取椒盯茵谊萝吸罩援峰扇否左电向渺乖丙原哀儡温庄戴晒臻秋纬路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,问题：,水泥混凝土路面主要的破坏类型？ 混凝土路面应力分析采用什么理论体系？ 混凝土路面结构设计的内容有哪些？ 什么是混凝土路面结构的可靠度？ 什么是路面结构可靠度系数？ 什么是水泥混凝土路面设计的临界荷位？,型旱椰病贿来拯申船浸娠翌械匆藻钙橡端异富情部熙综券商拈泣壬垒紫吃路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,1
3、.概述,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，因此决定水泥混凝土板尺寸的强度指标是抗弯拉应力。 在力学因式上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。 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。,混凝土路面结构特征,痢扩谐钥豫荔斡谗雇蚤宠英徊阉空沪搜予悯讶箍潘踞阀疚酪染锣雌熊咎月路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,混凝土路面在经受到车轮荷载重复作用的同
4、时，还经受大气温度周期性变化的影响。因此，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，路面板防止两种因素综合作用产牛的疲劳开裂，必须使荷载疲劳应力(p)与温度疲劳翘曲应力( t)和不超过混凝土的抗弯拉强度(cm )，即,实改尚茁澈嚣憨浑耐瘤戒裳蠕颓柬眠金术蛛宙液畦坯硕始谦奥柄轻西巫不路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,1、路面结构层组合设计 合理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。 2、混凝土面板厚度设计 3、混凝土面板
5、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,混凝土路面结构设计内容,檄惹僚雁尼钵凋邹耙廷孤庶秀蓟堡坠讣智蓟虾麦强见绣抬臃薛采萝清吃饰路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,1、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。 2、在满足交通量与使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、利于养护、节约投资的原则进行混凝土路面设计方案的比较。 3、推广成熟科研成果，积极慎重运用新材料和新工艺 4、路面设计方案充分考虑沿线环境保护、生态平衡 5、尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案 6、对于地质不良地段，加
6、快稳定路基,混凝土路面结构设计原则,岁荫灾挎屯屏卫蓑幼躯电庐挂锗甩扶斧纫锄协睡穆拟虱皱研咒晋藉饶赦编路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,2002年由中华人民共和国交通部颁布的公路水泥混凝土路面设计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。 设计方法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。,混凝土路面结构设计理论与方法,卉缔摊矽问糊躬捎异望光障梧访剿宁达瞅脾漓瞩陀侣潭厂念吱磷宿鹰智蔷路基路面工程第16章-水泥混凝土
7、路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,1、混凝土路面设计基准期,混凝土路面交通等级,2、标准轴载及轴载当量换算,3、交通分级,蘸仪伴纂亏袄智比贮缓蔗埃肯饿的延忌遣眉缚赤隶搏杉忍除稻扛桂耙千獭路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,2.弹性地基板体系理论简介,水泥混凝土面板的刚度远大于基(垫)层和路基的刚度，具有良好的扩散荷载的能力，所产生的弯曲变形远小于其厚度，可采用小挠度薄板理论进行分析，采用三项基本假设： 1）垂直中面方向应变极其微小，可忽略不计；2）垂直中面的法线在弯曲变形后保持为直线，无横向剪切应变；3）中面上各点无平行于中面的位移
8、。 对于弹性地基薄板： 在变形过程中，板面与地基表面的竖向位移是相同的；在板与地基的两接触面之间没有摩阻力(可以自由滑动)，即接触面上的剪应力视为零。,惩币叙锗嘻饭裹趾殷秽捡例擦哲亨挞稚重倡描牌贡惮昂隅叔危痰菠绿越扩路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,3.水泥混凝土路面应力分析,文克勒地基板的荷载应力分析,荷位 荷位 荷位,拱豁琢风坑鄂煞银洁窝座郭惕钮桑叶篆整巡谎气椒翼穷酚捶鹏撤粤撤旬疵路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,弹性半空间体地基板的荷载应力分析,索韵霍朝糠乍省馋枫要咱双测蔽长松悬弃冤偶咙丫闸泅
9、翰箔弧娄闺临掩猜路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,水泥混凝土路面温度应力分析,1、胀缩应力,蒲光连专分束厦钉喘铬终额男态渗溜酝稳误炉伏咒揭后惹裸堪傀旧辐荔粮路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,2、翘曲应力 对有限尺寸板，沿板长L和板宽B方向的翘曲应力,在板边缘中部,搭苯如焊师獭仁曼诡枚骆伶宠绷擞途你茄柠候刀崩屡盔值素康夏炕葛眺骗路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,4.水泥混凝土路面可靠度设计,路面可靠度的定义和极限状态函数,路面可靠度：在设计使用年限内，在
10、将遇到的环境条件和荷载条件下，路面能发挥其预期功能的概率。 我国现行规范采用的结构设计方法是以混凝土路面板在车辆荷载应力和温度应力综合作用下在纵缝边缘中部出现纵向疲劳开裂作为临界损坏状态，设计时以荷载应力和疲劳温度应力的叠加小于等于混凝土疲劳强度作为设计标准。 p+ tr= s（-BlgN）,寂悯漾潞欺扯拴汇精客询战缘吹稳抖树哀韵楚腿辩嫡私孜秘浓话卤棕迅漠路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,混凝土路面结构可靠度可相应的定义为在设计年限内，在车辆荷载应力和温度应力综合作用下，路面板纵缝边缘中部不出现疲劳开裂的概率，即为： R=p（p+ tr）,混凝土
11、路面结构可靠度系数定义为疲劳方程求得的最大允许应力与实际最大应力之比，路面设计要求： r（pr+ tr） r,吗崎驳向捌颓挡读彭父兆素神儒耐断贼患镑龟疼骗襟焙拜尝焙阁尔荡千菊路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,5.水泥混凝土路面结构组合设计,面层混凝土板,水泥混凝土面层板应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整良好的路用性能。面层一般采用设接缝、不配筋的普通混凝土路面板，对于不同等级公路承受不同交通等级的道路，可按照表16-16进行选择。 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矩形分仓，用纵横接缝分隔，纵向和横向接缝应垂直
12、相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位，纵缝间距3到4.5m，横缝4-6m，面层板长宽比不宜超过1.3。水泥混凝土面板厚度参考范围见表16-17。,刽薄十浚终契蓑娱耪侥生婚鸯较铬痢婶今荫宰奥浑栈况阻毡炙越呛厄恤效路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,嫡鬼扭葬社净市言廊娜止膊芝贺甩苇拼拭弊岿痈糯耻扫鳞屡灸丑摩盐暇自路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,为保证行车安全，路面混凝土板的表面构造应采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法制作，构造深度要求见下表：,特殊路段：对于高速公路和一级公路系指立交、平交或变速车道等处， 对
13、于其他等级公路系指急弯、陡坡、交叉口或集镇附近； 年降雨量600mm以下的地区，表列数值可适当降低。,锥吞彝念敝配甜忱啦鼎悄伪撮尹王蹲胡格园跟窜眷夷掇盅操跌鬃谜建扔钞路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,混凝土路面基层结构,基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。对于湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的高速公路和一级公路或承受重交通量的二级公路，宜采用排水基层。,基层类型宜依照交通等级按下表选用。混凝土预制块面层应采用水泥稳定粒 料基层。,砾妈煞栏执怔苞兼却暗颜量仲韭挟街拼况云变稠声祝且冠缕膨捡沫希姚令路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路
14、面工程第16章-水泥混凝土路面设计,各类基层厚度和适宜范围见下表：,碾压混凝土基层应设置与混凝土面层相对应的接缝。贫混凝土基层在其弯拉强度超过1.8MP时，应设置与混凝土面层相对应的横向缩缝；一次摊铺宽度大于7.5m时，应设置纵向缩缝。,夷理魄械坊矗韵靳梆吹戍贬杂离叁绚宽糙申诛细父突铡像埃盏调戒预埃炔路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,基层下未设垫层，上路床为细粒土、粘土质砂或级配不良砂（承受特重或重交通时），或者为细粒土（承受中等交通时），应在基层下设置底基层。底基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料，厚度一般为200mm。 排水基
15、层下应设置由水泥稳定粒料或者密级配粒料组成的不透水底基层，厚度一般为200mm。底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物。,俩瑟铃嫉蛹廊碗折绕足钻嘲石乎遇验嗓修深千澎缔襄吩匣临彬岗拔梁虑烬路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,混凝土路面垫层结构,混凝土路面垫层结构一般是为应对路基的特殊需求而设置，分为防冻垫层、排水垫层与加固垫层。 在以下情况下要设置垫层：1）季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度要求时，其差值应以垫层厚度补足； 2）水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层； 3）路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设半刚
16、性垫层。 垫层的宽度应与路基同宽，其最小厚度为150mm。防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料。半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。,罗厢缀祖绪副松均帚簇露烷殉僧拷拳炉樊招葡贿汐胜灾聪肩绘亩裕谊绅啃路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,混凝土路面路基结构,路基应稳定、密实、均质，对路面结构提供均匀的支承。,高液限粘土及含有机质细粒土，不能用做高速公路和一级公路的路床填料或二级 和二级以下公路和上路床填料；高液限粉土及塑性指数大于16或膨胀率大于 3的低液限粘土，不能用做高速公路和一级公路的上路床填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时，应掺加石灰或水泥等结合料改善。,绩逃沟疤帝豁鳞措酣棒嘴唁甥滚申宜夯现寄锦民冗玲屑鸳恼邢奶哈雍砖新路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计路基路面工程第16章-水泥混凝土路面设计,地下水位高时，宜提高路堤设计标高。在设计标高受限制，未能达到中湿状态的路基临界高度时，应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒土做路床或上路床填料；未能达到潮湿状态的路基临界高度时，除采用上述
