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文檔簡介
§14-1概述一、水泥混凝土路面的類型與特點
1.定義:采用水泥混凝土作為面層材料的一種路面2.類型:1)普通混凝土(素混凝土)2)鋼筋混凝土3)連續配筋混凝土4)預應力混凝土5)裝配式混凝土6)鋼纖維混凝土7)碾壓混凝土路面等14水泥路面與設計§14-1概述一、水泥混凝土路面的類型與特點14水1普通混凝土路面連續配筋混凝土路面14水泥路面與設計§14-1概述普通混凝土路面連續配筋混凝土路面14水泥路面與設計§1423.普通混凝土路面
普通混凝土路面——除接縫區和局部范圍(邊緣和角隅)外不配置鋼筋的混凝土路面。優點:1)強度;2)穩定性好;3)耐久性好;4)有利于夜間行車。缺點:1)水泥和水的用量大;2)有接縫;增加施工和養護的復雜性;容易引起行車跳動,影響行車的舒適性;是路面的薄弱點,容易引起路面板邊和板角處破壞;3)開放交通較遲;4)修復困難。14水泥路面與設計§14-1概述3.普通混凝土路面14水泥路面與設計§14-1概3二、水泥混凝土路面損壞的主要形式1)斷裂現象:路面板內的應力超過混凝土強度會出現橫向、縱向、斜向或板角的拉斷和折斷裂縫,嚴重時,裂縫交叉而使路面板破裂成碎塊(稱破碎板)原因:板太薄;輪載過重和作用次數過多;板的平面尺寸太大(使溫度應力過大);地基過量或不均勻下沉使板底脫空失去支承;施工養護期間收縮應力過大;混凝土強度不足。斷裂可視為混凝土路面結構破壞的臨界狀態14水泥路面與設計§14-1概述二、水泥混凝土路面損壞的主要形式14水泥路面與設計§42)擠碎現象:在接縫(主要是脹縫)附近數十厘米范圍內的板因受擠壓而碎裂。原因:脹縫內的滑動傳力桿排列不正或不能正常滑動;縫隙內有混凝土搭連或落入堅硬的雜屑等,使路面板的伸脹受到阻礙,在接縫處邊緣部分產生較高的擠壓應力而剪裂成碎塊二、水泥混凝土路面損壞的主要形式3)拱起現象:混凝土路面板在熱膨脹受阻時,接縫兩側的板突然向上拱起原因:板收縮時接縫縫隙張開,填縫料失效,硬物嵌滿縫隙,致使板受熱膨脹時產生較大的熱壓應力,從而出現這種縱向屈服失穩現象。采用膨脹性較大的石料作粗集料,容易引起板塊拱起
14水泥路面與設計§14-1概述2)擠碎二、水泥混凝土路面損壞的主要形式3)拱起1454)唧泥現象:車輛行經接縫或裂縫時,出現縫內噴濺出稀泥漿的現象。原因:在輪載的頻繁作用下,基層(地基)產生塑性變形累積而同混凝土板脫離接觸,水分沿縫隙下滲而積聚在脫空的縫隙內,又在輪載作用下積水變成有壓水,并同基層內浸濕的細料泥攪成泥漿,再沿縫隙噴濺出來、唧泥會使路面板邊緣和角隅部分逐步失去支承,而導致斷裂。二、水泥混凝土路面損壞的主要形式14水泥路面與設計§14-1概述4)唧泥二、水泥混凝土路面損壞的主要形式14水泥路面65)錯臺現象:接縫或裂縫兩側路面板端部出現的豎向相對位移,錯臺的出現降低了行車的平穩性和舒適性原因:橫縫處傳荷能力不足,車輪經過時相鄰板端部會出現撓度差,使沿縫隙下滲的水帶著基層被沖蝕的碎屑向后方板下運動,把該板抬起脹縫下部填縫板與上部縫槽未能對齊,或脹縫兩側混凝土壁面不垂直,使縫旁兩板在伸脹擠壓過程中,會上下錯位而形成錯臺當交通量或地基承載力在橫向各塊板之間不一致時,縱縫處也會產生錯臺現象
二、水泥混凝土路面損壞的主要形式14水泥路面與設計§14-1概述5)錯臺二、水泥混凝土路面損壞的主要形式14水泥路面7§14-2水泥混凝土路面構造一、土基和基層1.土基對土基的要求:對混凝土面層下的土基強度或承載力要求不高由于混凝土是剛度大的脆性材料,對土基變形的適應能力較差,要求土基提供穩定而均勻的支承產生不均勻變形的因素1)粘土的不均勻收縮和膨脹變形2)不均勻凍脹3)軟弱地基的不均勻沉陷4)填挖交替或新老填土交替14水泥路面與設計§14-2水泥混凝土路面構造一、土基和基層14水泥路8(1)膨脹性粘土膨脹性粘土的濕度變化可引起較大的體積變化減小體積變化的措施適當地控制壓實時的含水量和密實度,可以有效地減少膨脹性粘土填料的體積變化使土基施工時的壓實含水量接近塑限(略大于輕型壓實標準的最佳含水量值)采用高膨脹性土作填料時,土基頂部宜覆蓋一層透水性差或中等的低膨脹性填料,或者覆蓋一層結合料穩定土,以減少外界濕度變化對土基濕度和體積變化的影響14水泥路面與設計(1)膨脹性粘土14水泥路面與設計9(2)不均勻凍脹季節性凍脹地區,由粉粒(0.05mm~0.005mm)含量較高的低塑性粘土的土基在冰凍深度較大和地下水位較高時,宜產生凍脹病害防治措施地下水位高時,應提高路基設計標高,使之高出邊溝或地面1.2m~1.5m將易凍脹土放在土基下層,而在上層用低凍脹或不會凍脹的土作填料,頂層可設砂礫墊層在略大于輕型壓實標準的含水量時壓實填料,以降低壓實土的透水性和濕度的變化設置地下排水設施以攔截或降低地下水位14水泥路面與設計(2)不均勻凍脹14水泥路面與設計10(3)不均勻沉陷軟弱地基的土層或土質分布不均勻,或者作用荷載(填土自重)不均勻時,則地基產生不均勻沉降,路堤也出現不均勻沉降防治措施對軟弱地基進行加固處理(各種固結排水或強夯壓實措施)以減少工后沉降量和不均勻沉降量增加混凝土面板的厚度,以考慮不均勻沉降所產生的附加應力調整路面結構組合,以調節和緩解不均勻沉降對面層的不利影響。如采用夾層結構,在軟弱地基頂面設置剛度大的層次后,再在它上面設置粒料底基層以及基層和混凝土面層14水泥路面與設計(3)不均勻沉陷14水泥路面與設計112.基層和墊層
設置基層和墊層的主要作用防止或減輕唧泥、錯臺和斷裂病害的出現改善接縫的傳荷能力及其耐久性緩解土基不均勻凍脹或不均勻體積變形對混凝土面層的不利影響為面層施工機械提供穩定的行駛面和工作面14水泥路面與設計2.基層和墊層14水泥路面與設計12唧泥水及土基或基層內的細料在車輪駛過時從接縫、裂縫或者路面板邊緣處噴射出來唧泥和錯臺的產生必需具備的條件混凝土板下存在自由水重軸載的反復作用細料的供給防止或減輕唧泥而設置的基層,必需具有足夠的剛度以降低板邊緣和角隅處的撓度量應具有足夠的耐沖刷性以減少細料的產生14水泥路面與設計唧泥14水泥路面與設計1325.1本合同一方給另一方的通知均應采用書面形式,傳真或快遞到合同中規定的對方的地址并辦理簽收手續。第七條各企業黨組織要堅持黨建帶團建原則,作好本單位團干部競爭上崗的指導工作。各級團組織要本著對組織、對團員負責的態度,加強宣傳、廣泛發動,認真組織開展好競爭上崗工作。④成為產品的售后服務者。2.1統計工作過程一般分為統計設計、統計調查、統計整理、統計分析與統計資料的開發利用五個相關階段;自信心與熱忱(一)成立組織領導機構。由企業黨辦、組織部、黨群工作部、人力資源部、工會、團委等作為牽頭部門成立競爭上崗工作領導小組,組長由企業黨委書記擔任,副組長由企業黨委分管副書記、上級團委負責人擔任,成員由企業黨辦、組織部、黨群工作部、人力資源部、工會、團委及開展競爭上崗的團組織所在部門黨組織負責人組成。領導小組下設辦公室,辦公室設在企業黨委組織人事部門。3、培訓范圍:全體員工____________________________________________________________(2)競爭性磋商響應文件密封袋用“于2016年XX月XX日XX時XX分(北京時間)之前不準啟封”的標簽密封。(五)督導與評審4.3.3企業概況生產特點,本企業安全生產的一般狀況、性質、特點和特殊危險部位的介紹;
基層和墊層類型
(1)水泥或瀝青穩定粒料或者貧混凝土基層
優點:1)可以為混凝土面層提供更為均勻而堅實的支承2)可以增加路面結構的整體剛度,從而減小面板的撓度3)可以減少基層和墊層在重復荷載作用下的固結變形,從而減少板底脫空量,并改善接縫的傳荷能力4)可以增加抗沖刷能力,從而減輕卿泥和錯臺等損壞5)為側模和攤鋪機械以堅固的支承,施工活動不受天氣影響缺點:1)水泥穩定粒料或貧混凝土基層的剛度較大,混凝土面層會由此而產生較大的溫度翹曲變形和應力,使板底易出現同基層頂面的脫空2)在未采取隔離措施(如鋪設塑料薄膜等)時,由于混凝土板同基層的粘結,水泥穩定砂礫或貧混凝土基層的收縮裂縫會反射到面層上來14水泥路面與設計25.1本合同一方給另一方的通知均應采用書面形式,傳真或14(2)粒料類基層和墊層
包括碎石、砂礫、軋碎或粒狀礦渣,或者上述材料的不同組合粒料類基層和墊層也能滿足混凝土面層對基層和墊層的要求,但材料必須符合下述要求,以控制卿泥的出現最大粒徑不超過基層或墊層厚度的1/3小于0.074mm的細料含量不超過l5%塑性指數不大于6,液限不大于25可采用密級配或開級配。前者接近于不透水層,后者則為透水基層或墊層,其級配組成應符合密級配或開級配混合料的級配要求為了保證混凝土面層下的基層和墊層結構具有足夠的剛度,以限制板的撓度量和減少唧泥及錯臺的出現,除了上述基層和墊層類型選擇的考慮外,在路面設計規范中還按交通等級分別提出了基層頂面當量回彈模量的最低要求14水泥路面與設計(2)粒料類基層和墊層14水泥路面與15二、混凝土面板
水泥混凝土面層直接承受行車荷載的作用和環境因素的影響,應具有較高的抗彎拉強度和耐久性以及良好的表面特性(耐磨、抗滑、平整、低噪音等)混凝土面板的斷面形式1)厚邊中薄式符合受力特性(從理論計算,輪載作用在板中部時產生的最大應力約為輪載作用于板邊部時的2/3);但不方便施工,而且厚度變化轉折處易引起板的斷裂(應力集中)2)等邊厚式板的厚度采用板邊的計算厚度,混凝土用量大3)等中厚式板的厚度采用板中的計算厚度。板邊的強度不足,應在最外兩側板邊部配置鋼筋予以加固14水泥路面與設計二、混凝土面板14水泥路面與設計16三、排水要求
邊緣排水系統
1)定義:由沿路面邊緣設置的透水性填料集水溝,縱向排水溝,橫向出水管和過濾織物組成的排水系統2)構造:縱向集水溝、橫向出水管、過濾織物排水基層的排水系統
1)定義:直接在面層下設置透水性排水基層,在邊緣設置縱向集水溝和排水管以及橫向出水管所組成的排水系統2)適用條件:新建路面中采用4)
尺寸:管的直徑一般為7-15cm,按水力計算確定14水泥路面與設計三、排水要求14水泥路面與設計17四、接縫的構造與布置
設置接縫的目的1)減少由于伸縮和翹曲變形受到約束而產生的應力2)滿足混凝土鋪筑的要求按布置方向分為1)縱縫:與行車方向平行的接縫2)橫縫:與行車方向垂直的接縫縱縫橫縫14水泥路面與設計四、接縫的構造與布置縱縫橫縫14水泥路面與設計18
按作用的不同分為1.縮縫:保證混凝土板因溫度和濕度的降低而收縮時沿該薄弱斷面縮裂,從而避免產生不規則的裂縫作用:控制混凝土的收縮應力和翹曲應力按設置位置分為橫向縮縫:通常垂直與路中線,等間距布置縱向縮縫:在混凝土一次鋪筑寬度大于4.5m時設置,接縫平行于路中線按設置方式分為假縫:設置在縱縫和橫縫位置,在混凝土表層做一槽口,待槽口下的混凝土斷裂后,依靠斷裂面處集料的嵌鎖作用傳遞荷載四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計按作用的不同分為四、接縫的構造與布置14水泥路面與19設傳力桿假縫:設置在橫縫位置,是在假縫內設置不妨礙混凝土板收縮位移的傳力桿(圓型光面鋼筋),依靠傳力桿傳遞荷載設拉桿假縫:設置在縱縫位置,在假縫內設置拉桿(螺紋鋼筋),以防止兩側混凝土板分開
假縫設傳力桿假縫(橫縫)設拉桿假縫(縱縫)hh/2h/23~8mm填縫料(1/4~1/5)h
傳力桿防銹涂料(1/3~2/5)h
拉桿四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計設傳力桿假縫:設置在橫縫位置,是在假縫內設置不妨礙混凝土板收20接縫的槽口施工方法1)切縫(鋸縫):在硬化混凝土中鋸切方式2)壓縫:在新鮮混凝土中壓入的方槽口的構造形狀窄而深的形式加寬上部槽口,形成下窄上寬(深寬度比在1.5~3.0)的斷面四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計接縫的槽口施工方法四、接縫的構造與布置14水泥路面與設21縮縫內傳力桿的基本要求不妨礙混凝土板的收縮不產生銹蝕傳力桿采用光面鋼筋,要求見規范傳力桿布置在板的中部設拉桿的縱向縮縫的基本要求槽口的深度應大些(由于拉桿的錨固作用)拉桿采用螺紋鋼筋,尺寸和布置間距,應根據設拉桿接縫到自由邊或者允許發生的位移的接縫之間的距離而定
四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計縮縫內傳力桿的基本要求四、接縫的構造與布置14水泥路面222.脹縫
保證板在溫度升高時能部分伸張,從而避免產生路面板在熱天的拱脹和折斷破壞,同時起縮縫的作用設置目的使混凝土板有膨脹的余地,從而避免產生過大的熱壓應力設置位置要求縮縫間距小和混凝土澆筑時的氣溫較高時,僅需在遇到固定結構物和不對稱交叉口處設置
四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計2.脹縫四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計23脹縫的構造形式傳力桿式脹縫的構造:用平縫形式,下部設接縫板,上部為填縫料,并設置傳力桿墊枕式脹縫的構造:用平縫形式,下部設接縫板,上部為填縫料,不設傳力桿,采用枕墊形式傳力桿式脹縫hh/2h/225mm枕墊式脹縫填縫料填縫板枕板30~40套筒四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計脹縫的構造形式傳力桿式脹縫hh/2h/225mm枕墊式脹縫243.施工縫
每天工作結束或因臨時原因而中斷施工時,需設置橫向施工縫,混凝土一次鋪筑寬度小于路面寬度時,需要設置縱向施工縫橫向施工縫應盡量做到脹縫處,如不可能,也應做至縮縫處橫向施工縫形式有傳力桿的平頭接縫、有拉桿的企口接縫(保證縫隙不張開)和無拉桿的企口縫
四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計3.施工縫四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計254、單據、報表打印格式設置,打印機設置等。2、《中標通知書》將作為簽訂政府采購合同的重要依據,對招標人和中標人具有法律效力。招標人改變中標結果或者中標人放棄中標項目的都應承擔法律責任。中標人不得向他人轉讓中標項目,也不得將中標項目肢解后分別向他人轉讓,違者將取消中標資格。第十條參加競崗人員要本著平等競爭的原則參與競爭上崗,自覺接受組織考驗和團員監督。裝修管理也是構筑物管理的一個主要內容,其中涉及到結構、通道、墻紙天花材料及有關設施的銜接,因此是一個綜合性也是經常性的工作。第三條“推優入黨”條件黨的發展對象的實施辦法〈試行〉23.1如果買方在本標書第二章“前附表”中提出賣方應在與買方簽訂本合同時向買方提交履約保證金的,賣方應予提交。23.履約保證金7.2認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針,認真進行安全檢查,查找安全隱患,糾正違章操作,落實整改措施。(13)財務狀況、繳納稅收和社會保障資金證明服務的動力來自內心,而不是外在的強迫。讓員工產生自立意識和危機感,進行自主管理。此外員工之間還要形成自發的競爭。(3)用符合合同規定的規格、質量和性能要求的新零件、部件或設備更換有缺陷的部分或修補缺陷部分,賣方應承擔一切費用和風險,并負擔買方為此付出的全部直接損失費用。同時,賣方應對所更換貨物給予相當于本合同第10條規定的保證金。3.電話服務禮儀縱向施工縫形式有拉桿的平頭接縫、有拉桿的企口接縫(保證縫隙不張開)和無拉桿的企口縫縱向施工縫hh/2h/23~8mm30~40mm拉桿橫向施工縫傳力桿防銹涂料(1/4~1/5)h縱向企口縫hh/2h/2拉桿(1/4~1/5)h1:4四、接縫的構造與布置14水泥路面與設計4、單據、報表打印格式設置,打印機設置等。縱向施工縫形式縱26傳力桿鋼筋布置縱縫拉桿鋼筋布置14水泥路面與設計傳力桿鋼筋布置縱縫拉桿鋼筋布置14水泥路面與設計274.填封(縫)料
類型:熱灌的橡膠瀝青類、常溫施工的聚氨脂焦油類、有機硅樹脂、預制壓縮性嵌條等類型5.補強鋼筋
設置補強鋼筋的情況采用板中計算厚度的等厚式板混凝土板縱橫向自由邊緣下的基礎有可能產生較大的塑性變形時補強鋼筋的類型邊緣鋼筋角隅鋼筋混凝土與橋梁相接處,宜設置鋼筋混凝土搭板。斜交時應設置漸變板14水泥路面與設計4.填封(縫)料14水泥路面與設計28五、特殊部位混凝土路面的處理
1.混凝土與瀝青路面相接要求1)避免出現沉陷和錯臺2)避免瀝青路面受頂推而擁起2.涵洞頂面的混凝土板對于有可能出現不均勻沉陷對混凝土板產生影響的應設置加強鋼筋14水泥路面與設計五、特殊部位混凝土路面的處理14水泥路面與設計29§14-3水泥混凝土路面施工工藝面層混凝土的性質,應能滿足的要求:強度耐久性和易性抗滑耐磨耗面層混凝土必須具有足夠的抗彎拉強度影響混凝土抗彎拉強度的關鍵因素a.水灰比b.壓實度14水泥路面與設計§14-3水泥混凝土路面施工工藝面層混凝土的性質,應能滿足30水泥混凝土面層的修建包括下列主要工序:混凝土的拌和和運送混凝土的攤鋪和壓實接縫的建造表面整修混凝土養生和接縫填封按混凝土攤鋪和壓實所采用的方法和機械的不同,混凝土面層的施工方法有:小型機具攤鋪和振實軌道式攤鋪機攤鋪和振實滑模式攤鋪機攤鋪和振實平地機攤鋪和壓路機碾壓,采用類似于鋪筑水泥穩定粒料的方法施工攤鋪機攤鋪和初步振實,壓路機進一步碾壓14水泥路面與設計水泥混凝土面層的修建包括下列主要工序:14水泥路面與設31混凝土拌和混凝土滑模攤鋪攤鋪成型后人工修整14水泥路面與設計混凝土拌和混凝土滑模攤鋪攤鋪成型后人工修整14水泥路面與32抹平人工及小型機具攤鋪振搗刷毛14水泥路面與設計抹平人工及小型機具攤鋪振搗刷毛14水泥路面與設計33拌和與運輸攤鋪振搗和修整檢測14水泥路面與設計拌和與運輸攤鋪振搗和修整檢測14水泥路面與設計34§14-4其它類型混凝土路面簡介一、鋼筋混凝土路面
為防止可能產生的裂縫縫隙張開,板內配置有縱、橫向鋼筋(或鋼絲)網的混凝土路面適用于:1)混凝土平面尺寸較大2)路基或基層有可能產生不均勻沉陷3)板下埋有地下設施(涵洞等)14水泥路面與設計§14-4其它類型混凝土路面簡介一、鋼筋混凝土路面1435二、連續配筋混凝土路面
除在鄰近構造物處或與其它路面交接處設置脹縫,以及視施工需要設置施工縫外,在路段長度范圍內不設橫縫,而配置縱向連續鋼筋和橫向鋼筋的混凝土面層適用于:高速公路、一級公路和機場混凝土路面三、裝配式混凝土路面在工廠中把混凝土預制成板塊,然后運至工地現場裝配而成的混凝土路面適用于:城市道路、廠礦道路、大型基建場地、停車站場和軟弱土基上14水泥路面與設計二、連續配筋混凝土路面14水泥路面與設計36四、組合式(雙層式)混凝土路面
鋪筑兩層混凝土板的路面結構適用于:在缺乏品質良好的材料時,下層用當地品質較差的材料修筑板,上層用好的材料鋪筑板,以降低造價在改建舊混凝土路面時根據板之間的結合程度分類:結合式:上下混凝土板牢固結合,成為整體分離式:上下混凝土板之間鋪以厚1~2cm的隔離層部分結合式:在舊混凝土面層(清理)上直接鋪筑的水泥混凝土板,接縫應對齊但形式可以不同14水泥路面與設計四、組合式(雙層式)混凝土路面14水泥路面與設計37五、纖維混凝土路面
在混凝土中摻入一些低碳鋼、不銹鋼纖維或其它纖維(如塑料纖維、纖維網等),即成為一種均勻而多向配筋的混凝土路面六、混凝土小塊鋪砌路面將混凝土預制成規定尺寸和形狀的混凝土小塊然后拼裝而成的混凝土面層七、碾壓混凝土路面
一種含水率低,通過碾壓施工工藝達到高密度、高強度的水泥混凝土路面14水泥路面與設計五、纖維混凝土路面14水泥路面與設計38臺積電的企業文化本次采購將依法根據本次招標的特點抽選專家并組建評標委員會,其成員由抽選的技術和經濟專家以及招標人代表等五人及以上單數組成。評標委員會負責對投標文件進行審查、質疑、評審,確定入圍投標人、中標候選人。4.8轉崗、換崗人員培訓的內容:一般說來,在建立植根式服務文化的過程中,可以采用的技術有以下五項:培養組織氣質、利用會議與激勵建立服務共識、提升服務者的心理素質、建立貼心服務的質量標準,以及定期對服務體系進行檢測。當速拓系列軟件還在市場上熱銷時,速拓公司于2004年年初整合公司的軟件開發精英,成立了“經典版”開發小組,利用近兩年的時間開發出速拓家族的新生代產品—“經典版”系列軟件。該系統完全滿足了企業對物流、信息流、資金流等集成管理的迫切需要,可以對企業各種經營活動和管理行為實施全方位的過程控制與細化管理,從而以更簡便、實用的方式幫助中小企業迅速解決管理難題,全面提升整體競爭力。第六條推薦名額第七條各企業團組織要積極爭取黨組織對“推優入黨”工 作的領導和指導,認真做好“推優入黨”工作。為確保質量管理體系有效運行,保持體系的適宜性、充分性、有效性和高效率,以及達到預期的目標,應按計劃的時間間隔進行管理評審服務人員要學會積極正面地去承受,不要用負面去思考,不要一直討厭顧客,要感謝顧客的抱怨會幫助提升服務的品質,把顧客看成導師。有了正確的心態,再熟練地運用一定的技巧,面對抱怨的時候就不會顯得惶恐不安了。(六)、“輔助功能”菜單2向每位員工傳達滿足顧客和法律法規要求的重要性,為員工提供必要的勞動保護和勞動條件,以人為本,安全第一。4.2.3工傷保險的法律、法規、政策;二、水泥混泥土路面設計概述1.路面設計最基本的任務防止路面結構在使用年限內由于輪載和環境(溫度和濕度)作用而出現各種結構損壞。2.路基路面材料力學性質非線性性質:路基和路面材料的應力應變關系大都呈現非線性特性,其應變量隨應力作用時間而變化,并且在應力卸除后殘余一部分不可恢復(塑性)變形。3.路面結構分析的主要力學模型水泥混凝土路面模型
1)彈性地基板
2)文克勒地基板
3)彈性層狀地基板14水泥路面與設計臺積電的企業文化二、水泥混泥土路面設計概述3.路面結構分394.水泥混凝土路面結構特征力學分析上,水泥混凝土路面結構屬于彈性層狀體系。特點:混凝土路面板的彈性模量及力學強度大大高于基層和土基的相應模量和強度;混凝土的抗彎拉強度遠小于抗壓強度,約為其1/7~1/6,取水泥混凝土板的抗彎拉強度指標作為設計指標;混凝土板與基層或土基之間的摩阻力一般不大,從力學模型考慮,可把水泥混凝土路面結構看作是彈性地基板,用彈性地基板理論進行分析計算。要求:為使路面能夠經受車輪荷載的多次重復作用、抵抗溫度翹曲應力、并對地基變形有較強的適應能力,混凝土板必須具有足夠的抗彎拉強度和厚度。14水泥路面與設計4.水泥混凝土路面結構特征14水泥路面與設計405.路面結構力學分析計算方法
1)解析法
2)有限單元法6.混凝土路面結構設計理論與方法目前世界各國的混凝土路面設計方法都是以彈性地基板的荷載應力、溫度應力分析方法為基本理論,以混凝土路面板的彎拉應力作為極限狀態和設計控制指標。《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTGD40-2002)是我國現行混凝土路面設計規范。新規范列出的設計方法以彈性半空間地基有限大矩形板模型為基礎,以100kN單軸雙輪標準軸載作用于矩形板縱向邊緣中部產生的最大荷載應力控制設計。采用可靠度設計方法,以行車荷載和溫度梯度綜合作用產生的疲勞斷裂作為設計的極限狀態。14水泥路面與設計5.路面結構力學分析計算方法6.混凝土路面結構設計理論與方417.水泥混凝土路面結構的力學分析模型面板模型力學性質:線彈性薄板面板尺寸1)有限尺寸板2)無限大板基層及其以下結構模型(地基模型)1)固體地基,E地基,彈性半空間體2)液體地基,k地基,文克勒(Winkler)地基3)彈性層狀體系14水泥路面與設計7.水泥混凝土路面結構的力學分析模型14水泥路面與設428.水泥混凝土路面的設計目標水泥混凝土路面的主要結構損壞形式:斷裂溫度、荷載的反復作用地基的不均勻沉降設計目標:控制混凝土路面的疲勞斷裂9.水泥混凝土路面結構設計的主要內容1)面層材料組成設計2)路基、墊層和基層設計3)板厚確定4)板平面尺寸確定5)接縫構造和配筋設計6)路肩和排水14水泥路面與設計8.水泥混凝土路面的設計目標9.水泥混凝土路面結構設計4311.水泥混凝土路面設計標準
控制水泥混凝土面板斷裂,保證路面結構承載能力設計標準:荷載應力和溫度翹曲應力之和不超過混凝土的疲勞強度,也即:
或者,荷載疲勞應力和溫度疲勞應力之和不超過混凝土的抗彎拉強度,也即:14水泥路面與設計11.水泥混凝土路面設計標準14水泥路面與設計44§14-5彈性地基板體系理論概述一、小撓度彈性薄板的基本假設基本概念:板:兩個平行面和垂直于這兩個平行面所圍成的柱面或棱柱面厚度:兩個板面之間的距離中面:平分厚度的平面薄板:厚度遠小于中面的最小邊的尺寸(如1/8~1/5)的板薄板彈性曲面:當薄板彎曲時,中面所彎成的曲面撓度:中面內各點在橫向的(即垂直于中面方向的)位移薄板小撓度:撓度遠小于板的厚度水泥混凝土面層看作是小撓度彈性薄板14水泥路面與設計§14-5彈性地基板體系理論概述一、小撓度彈性薄板的基本451.小撓度彈性薄板基本假設垂直于中面方向形變分量εz及其微小,可以略出不計,即垂直板中面的法線,在彎曲變形前后均保持為直線并垂直中面,因而無橫向剪應變,即14水泥路面與設計1.小撓度彈性薄板基本假設14水泥路面與設計46薄板中面內的各點都沒有平行于中面的位移,即
幾何方程
14水泥路面與設計薄板中面內的各點都沒有平行于中面的位移,即14水泥路面47
幾何方程
物理方程
因此應力和應變分量均可表述為撓度的函數14水泥路面與設計因此應力和應變分量均可表述為撓度的函數14水泥路面與48截面上的內力14水泥路面與設計截面上的內力14水泥路面與設計49板的彎曲剛度D
2.彈性地基薄板假設在變形過程中,板與地基的接觸面始終吻合,即板面與地基表面的豎向位移是相同的在板與地基的接觸面之間沒有摩阻力(可以自由滑動),即接觸面上的剪應力視為零14水泥路面與設計板的彎曲剛度D14水泥路面與設計50二、板撓曲面微分方程
平衡方程:
根據荷載和地基分力函數代入板撓曲面微分方程,解此微分方程,得到板中面的撓度曲面w(x,y)14水泥路面與設計二、板撓曲面微分方程14水泥路面與設計51§14-6水泥混凝土路面荷載應力分析彈性地基板常用的地基模型主要有:文克勒(Winkler)地基彈性半空間地基一、文克勒(Winkler)地基的荷載應力分析
文克勒地基的基本假定:地基上任一點的反力僅同該點的撓度成正比,而與其它點無關,即地基相當于由互不相聯系的彈簧組成地基反應模量:壓力與撓度的比例系數K表征文克勒地基的彈性參數是地基反力模量K14水泥路面與設計§14-6水泥混凝土路面荷載應力分析彈性地基板常用的地基模52二、彈性半空間地基板的荷載應力分析
彈性半空間地基是以彈性模量和泊松比表征的彈性地基基本假設:地基為一各向同性、均質的彈性半無限連續體地基頂面任一點的撓度不僅同作用于該點的壓力,也同頂面其它點上的壓力有關
彈性半空間地基表面作用軸對稱荷載q(r)時所產生的撓度為14水泥路面與設計二、彈性半空間地基板的荷載應力分析14水泥路面與設計53應用Hankel-Bessel變換,解微分方程,可以得到荷載作用在彈性地基上無限大板板中的解析解半無限地基上板的相對剛度半徑l為
兩種地基參數的關系(按板的應力相等原則的轉換關系)14水泥路面與設計應用Hankel-Bessel變換,解微分方程,可以得到荷載54利用該轉換關系可以計算彈性半空間體地基板的板邊、板角的應力板邊的彎矩約為板中彎矩的1.5倍,即有
14水泥路面與設計利用該轉換關系可以計算彈性半空間體地基板的板邊、板角的應力55當板中受到多個車輪荷載作用時,可取其中一個車輪作為主輪,按均布荷載考慮,其他各輪按集中荷載考慮,疊加它們的影響。疊加時,需注意應力的方向。如在計算點統一取正交的x、y方向,則各輪在該點的輻向彎矩和切向彎矩,均應轉換為x、y方向的彎矩,再分別疊加起來14水泥路面與設計當板中受到多個車輪荷載作用時,可取其中一個車輪作為主輪,按均56三、有限尺寸矩形板采用有限元方法計算分析的優點:可以按板塊的實際大小求解有限尺寸的板,從而消除無限大板的假設所帶來的誤差(此誤差隨荷載接近板邊緣和相對剛度半徑的增大而增加)可以考慮各種荷載情況,并能解算簡單的荷載組合情況。可以用于符合實際荷載情況的應力分析可以計及板的實際邊界條件,如接縫的傳荷能力、板和地基的脫空(不連續接觸)等所解得的結果是整個板面上位移場和應力場,從而可以更全面地分析板的受荷情況
14水泥路面與設計三、有限尺寸矩形板14水泥路面與設計57§14-7水泥混凝土路面溫度應力分析一、脹縮應力
脹縮變形板內溫度均勻升降變化,面板沿斷面的深度均勻脹縮變形脹縮應力脹縮變形受到約束時,在面層板內產生脹縮應力約束脹縮變形的主要阻力板底面與基層頂面間的摩阻力,和鄰板的阻力(包括接縫內傳力桿設置不當時約束脹縮位移的阻力)14水泥路面與設計§14-7水泥混凝土路面溫度應力分析一、脹縮應力1458平面尺寸大的板,在平均板溫差的影響下板內任一點的應變為
板與基層之間的摩阻約束,在溫度升降板中部不能移動,即
14水泥路面與設計平面尺寸大的板,在平均板溫差的影響下板內任一點的應變為1459
對于板邊緣中部或長板,則
基礎與面板之間的摩阻力引起的應力分析:
單位寬度上長度為x的板底摩阻力為
與摩阻力相平衡的截面應力14水泥路面與設計14水泥路面與設計60二、翹曲應力
由于混凝土板的導熱性能較差,當氣溫變化時,使板頂和板底產生溫度差別,而脹縮變形的大小也就不同,引起板的翹曲當板頂溫度高于板底時,板的中部力圖隆起,而在受約束后,板底將出現拉應力;反之,當板頂溫度低于板底時,則板的四周會翹起,受到約束后板頂將承受拉應力面板拱起面板翹曲14水泥路面與設計二、翹曲應力面板拱起面板翹曲14水泥路面與設計61板的翹曲變形受到約束作用:板的截面在翹曲變形后仍保持為平面的傾向板的自重約束板中部向上拱起或板四端向上翹起地基的反力約束板四端的向下位移或板中部的向下位移相鄰板的鉗制作用約束板的伸長和翹曲變形威斯特卡德()計算翹曲應力時的假設:溫度沿板厚的分布為一直線,板頂的溫度比板底低,板向上翹起板厚h和頂底面溫度差在全板各點上均相同地基的反力僅為豎向,并與該點的撓度成正比,板與地基始終保持接觸,即使在板邊向上翹曲時也如此不計板的自重14水泥路面與設計板的翹曲變形受到約束作用:14水泥路面與設計62板中面的曲率為
14水泥路面與設計板中面的曲率為14水泥路面與設計63對有限尺寸板的翹曲應力為
對于厚板,考慮溫度的非線性分布而引起的內應力14水泥路面與設計對有限尺寸板的翹曲應力為14水泥路面與設計64一、水泥混凝土路面可靠度設計
1.路面可靠度的定義廣義定義:在設計基準期內,在將遇到的環境條件和荷載作用下,路面能夠發揮其預期功能的概率設計基準期可取為設計年限路面的功能是為行車提供一個平整、堅實、抗滑的表面§14-8水泥混凝土路面板厚度設計方法14水泥路面與設計一、水泥混凝土路面可靠度設計§14-8水泥混凝土路面板65極限狀態函數我國現行的混凝土路面設計規范采用的結構設計方法是以混凝土路面板在車輛荷載應力和溫度應力綜合作用下在縱縫邊緣中部出現縱向疲勞開裂作為臨界損壞狀態,設計時以荷載應力和疲勞溫度應力的疊加小于等于混凝土疲勞強度作為設計標準。因此,路面結構的極限狀態函數可表示為:
14水泥路面與設計極限狀態函數14水泥路面與設計66混凝土路面結構可靠度可相應地定義為:在設計使用年限內,在車輛荷載應力和溫度應力綜合作用下,路面板縱縫邊緣中部不出現疲勞開裂的概率,即為:另外,在保持控制失效模式的實質不變的前提下,也可采用路面結構疲勞壽命(結構允許當量標準軸載作用次數NR)大于等于累計當量標準軸載作用次數Ne作為路面結構極限狀態函數。即為:
路面結構可靠度則可表示為:14水泥路面與設計混凝土路面結構可靠度可相應地定義為:14水泥路面與設計672.路面結構的目標可靠度定義:路面結構的目標可靠度是在滿足高等級公路行駛安全和舒適性要求的前提下,考慮道路初期費用、養護費用與用戶費用對目標可靠度的影響后綜合確定的。通常采用“校準法”來確定目標可靠度校準法:就是對按現行規范設計方法所設計的路面進行隱含可靠度的分析。以這些隱含可靠度作為目標可靠度,則所設計的路面結構具有與原確定型設計方法相同的可靠度水平。也即,它接納了以往多年的工程設計和使用經驗,包含了與原有設計方法相等的可接受性和經濟合理性14水泥路面與設計2.路面結構的目標可靠度14水泥路面與設計68
綜合分析和考慮我國瀝青路面和水泥混凝土路面設計的隱含可靠度情況以及國外分析數據,我國《公路工程結構可靠度設計統一標準》規定了各級公路的目標可靠度和相應的目標可靠指標值,如下表:可靠度設計統一標準規定的目標可靠度安全等級一級二級三級公路等級高速一級二級目標可靠度(%)959085可靠指標1.6451.2821.03614水泥路面與設計綜合分析和考慮我國瀝青路面和水泥混凝土路面設計的隱含可靠度693.設計參數均值的取值和變異系數范圍1)設計年限內累計當量標準軸載作用次數Ne
Ne
由使用初期的當量軸次、年增長率和橫向分布系數三個隨機變量決定的,其變異系數見下表:水泥混凝土路面標準軸載累計作用次數Ne的預估標準和變異系數公路等級高速一級二級三級設計基準期(年)標準差sNe變異系數CVNe(%)300.03850.304300.03850.252200.04700.197200.07940.23714水泥路面與設計3.設計參數均值的取值和變異系數范圍公路等級高速一級二級702)混凝土的抗彎拉強度和彈性模量路用水泥混凝土設計強度以齡期28d的彎拉強度為標準各級交通要求的水泥混凝土設計彎拉強度和彈性模量及變異系數見下列表格:混凝土彎拉強度和彈性模量交通等級特重重中等輕設計彎拉強度(MPa)5.05.04.54.0彎拉彈性模量(×103MPa)3030282714水泥路面與設計2)混凝土的抗彎拉強度和彈性模量交通等級特重重中等輕設計71變異水平彎拉強度和彈性模量變異系數基層頂面回彈模量變異系數低中高0.05~0.100.10~0.150.15~0.200.15~0.250.25~0.350.35~0.55水泥混凝土路面有關參數的變異系數變異水平低中高變異系數0.02~0.040.04~0.060.06~0.083)路面板厚度路面板厚度的變異系數范圍見下表:14水泥路面與設計變異水平彎拉強度和彈性模量基層頂面回彈模量低0.05~724)基層和土基抗壓回彈模量以及基層頂面綜合回彈模量穩定粒料基層彎拉強度、抗壓回彈模量及土基回彈模量均值見下表。基層頂面綜合回彈模量變異系數范圍見上頁表。項目抗彎拉強度(MPa)抗壓回彈模量(MPa)水泥穩定粒料1.01300~1600二灰穩定粒料1.01300~1600土基30~8014水泥路面與設計4)基層和土基抗壓回彈模量以及基層頂面綜合回彈模量項目抗734.路面結構可靠度的計算根據可靠性理論中的干涉理論,路面可靠度計算式可寫為:
只要知道軸載作用次數Ne和疲勞壽命NR的分布函數,就可得到路面結構的可靠度值1)路面疲勞壽命NR的分布
已往可靠性研究中,NR大多假設服從對數正態分布。采用對數正態分布在數學處理上十分方便,但其失效規律與路面疲勞開裂的規律不太相符
14水泥路面與設計4.路面結構可靠度的計算14水泥路面與設計74根據室內小梁彎曲疲勞試驗結果可知:混凝土彎曲疲勞壽命服從兩參數的威布爾分布,其失效率函數與路面損壞規律也比較一致,其分布函數為:
按現行混凝土路面設計規范的結構設計方法,路面疲勞壽命NR為混凝土極限抗折強度σs和荷載應力σp及疲勞溫度應力σt的函數:14水泥路面與設計根據室內小梁彎曲疲勞試驗結果可知:混凝土彎曲疲勞壽命服從兩參752)累計當量標準軸載作用次數Ne的分布
Ne采用對數正態分布假定為宜,分布密度函數為:
5.路面結構的可靠性設計路面結構可靠性設計中為了能考慮各設計參數變異性影響,通過引入一個可靠度系數,將可靠度概念應用到考慮荷載應力和溫度應力綜合疲勞作用的路面結構設計方法中,不改變原設計方法的步驟。路面結構可靠度系數Fr定義為疲勞方程求得的最大允許應力與實際最大應力之比,它的倒數1/Fr,就是混凝土極限抗折強度的折減系數14水泥路面與設計2)累計當量標準軸載作用次數Ne的分布14水泥路面與76左圖給出了各設計參數的變異系數按變異水平低(L)、中(M)和高(H)三級情況下的R—Fr關系曲線14水泥路面與設計左圖給出了各設計參數的變異系數按變異水平低(L)、中(M)和77
二、水泥混凝土路面結構組合設計1.面層混凝土板要求:應具有足夠的強度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整等良好的路用性能類型:面層一般采用設接縫、不配筋的普通混凝土路面板。對于不同等級公路承受不同交通等級的道路,也可采用其他類型混凝土面板14水泥路面與設計二、水泥混凝土路面結構組合設計14水泥路7814水泥路面與設計14水泥路面與設計79平面尺寸:普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層板一般采用矩形,用縱橫接縫分隔,縱向和橫向接縫應垂直相交,縱縫兩側的橫縫不得相互錯位。縱縫間距按路面寬度在3.0~4.5m范圍內確定。普通混凝土面層板的橫縫間距一般為4~6m,長寬比不宜超過1.50,平面尺寸不宜大于25m2;碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層板的橫縫間距一般為6~10m,鋼筋混凝土面層板一般為6~15m。厚度:混凝土面層板的厚度決定于公路和交通等級,對于普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或連續配筋混凝土面層板所需的厚度可參考后表所示的范圍初步選定。鋼纖維混凝土面層板的厚度一般為普通混凝土路面厚度的0.65~0.75倍。特重或重交通時,最小厚度為160mm;中等或輕交通時,最小厚度為140mm。復合式路面瀝青上面層的厚度一般為25~80mm。
14水泥路面與設計平面尺寸:普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面8014水泥路面與設計14水泥路面與設計81表面構造:為保證行車安全,路面混凝土板表面構造應采用刻槽、壓槽、拉槽或拉毛等方法制作。構造深度在使用初期應滿足下表的要求。14水泥路面與設計表面構造:為保證行車安全,路面混凝土板表面構造應采用刻槽、壓822.混凝土路面基層結構要求:應具備足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。基層類型與適宜厚度:濕潤和多雨地區,路基為低透水性細粒土的高速公路和一級公路或者承受特重交通或重交通的二級公路,宜采用排水基層。各類基層的適宜交通等級與適宜厚度范圍見下表所列:寬度:寬度應比混凝土面板每側寬出300~650mm。路肩采用混凝土面層,其厚度與行車道面層板相同時,基層寬度宜與路基同寬。碾壓混凝土作基層時,應設置與混凝土面層板相對應的縱、橫接縫。采用貧混凝土基層時,若彎拉應力超過1.8MPa,應設置與混凝土面層板相對應的橫向接縫;一次攤鋪寬度大于7.5m,還應設置縱向縮縫。14水泥路面與設計2.混凝土路面基層結構寬度:寬度應比混凝土面板每側寬出38314水泥路面與設計14水泥路面與設計84排水基層下應設置由水泥穩定粒料或密級配粒料組成的不透水底基層,厚度一般為200mm。底基層頂面應鋪設瀝青封層或防水土工織物。在基層下若未設置墊層,而上路床土質為細粒土、粘土質砂或級配不良砂(承受特重或重交通時),或者上路床土質為細粒土(承受中等交通時),均應在基層下設置底基層。底基層可采用級配粒料、水泥穩定粒料或石灰粉煤灰穩定粒料,厚度可取200mm。
14水泥路面與設計排水基層下應設置由水泥穩定粒料或密級配粒料組成的不透水底基層853.混凝土路面墊層結構墊層結構一般是為應對路基的特殊需求而設置,分為防凍墊層、排水墊層與加固墊層三類。在季節性冰凍地區修筑混凝土路面,當路面結構總厚度不能滿足最小防凍要求時,應設置防凍墊層,保證總厚度滿足最小防凍厚度的要求。對于水文地質條件不良的土質路塹,路床土的濕度較大時,為防止地下水對路面結構的侵蝕,應設置排水墊層。14水泥路面與設計3.混凝土路面墊層結構14水泥路面與設計86當路基土特別軟弱,經加固后,仍有可能出現不均勻沉降、變形時,應設置加固墊層以增強路床的承載能力。有時以上三種情況兼而有之。選擇墊層結構材料時也應兼顧,具備多種功能。一般情況,墊層多數選用當地廉價材料修筑,或取當地材料摻少量無機結合料處治后使用,如砂、砂礫料、低劑量無機結合料穩定粒料等。墊層厚度一般為150mm。
14水泥路面與設計當路基土特別軟弱,經加固后,仍有可能出現不均勻沉降、變形時,874.混凝土路面的路基結構滿足穩定、密實、均質、耐久的要求,為路面結構提供均勻支承。對路基土質的要求很嚴格,一般高液限粘土及含有機質細粒土均不能用于高速公路和一級公路的路床填料、也不能用于二級和二級以下公路的上路床填料。高液限粉土及塑性指數大于16或膨脹率大于3%的低液限粘土不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時,應摻加石灰或水泥等無機結合料進行處治。14水泥路面與設計4.混凝土路面的路基結構14水泥路面與設計88地下水位較高的路段,應提高路堤設計標高。若設計標高受限制,路基達不到中濕狀態的臨界高度時,應選用粗粒土或低劑量石灰或水泥穩定細粒料做路床填料;未能達到潮濕狀態的路基臨界高度時,除采用上述填料之外,還應采取在邊溝下設置排水滲溝等降低地下水位的措施。路基壓實度應符合《公路路基設計規范》的要求,巖石或填石路床頂面應鋪設整平層,整平層可采用未篩分碎石和石屑或低劑量水泥穩定粒料、其厚度視路床頂面不平整程度而定,一般為100~150mm。
14水泥路面與設計地下水位較高的路段,應提高路堤設計標高。若設計標高受限制,路89
三、國內水泥混凝土路面設計方法我國水泥混凝土路面設計方法采用單軸雙輪組100kN標準軸載作用下的彈性半空間地基有限尺寸矩形薄板理論有限元解為理論基礎,以路面板縱縫邊緣荷載與溫度綜合疲勞彎拉應力為設計指標進行路面板厚度設計。設計完成后,路面板的綜合疲勞彎拉應力應滿足以目標可靠度為依據的極限狀態平衡方程式。14水泥路面與設計三、國內水泥混凝土路面設計方法14水泥路面與設901.目標可靠度與疲勞極限狀態方程式水泥混凝土路面按可靠度方法進行設計,不同等級公路的路面結構設計安全等級及相應的設計基準期、可靠度指標和目標可靠度列于下表。
14水泥路面與設計1.目標可靠度與疲勞極限狀態方程式14水泥路面與設計91Cv對于各設計參數的變異系數范圍有不同要求,如下表。
14水泥路面與設計Cv對于各設計參數的變異系數范圍有不同要求,如下表。1492水泥混凝土路面結構設計以行車荷載和溫度梯度綜合作用產生的疲勞斷裂作為設計的極限狀態,極限狀態方程式如下式所示:14水泥路面與設計水泥混凝土路面結構設計以行車荷載和溫度梯度綜合作用產生的疲勞9314水泥路面與設計14水泥路面與設計942.彎拉應力分析及厚度設計1)荷載應力分析臨界荷位:產生最大荷載和溫度梯度綜合疲勞損壞的臨界荷位位于混凝土板的縱向邊緣中部。標準軸載Ps在臨界荷位處產生的荷載疲勞應力按下式計算確定。14水泥路面與設計2.彎拉應力分析及厚度設計14水泥路面與設計9514水泥路面與設計14水泥路面與設計9614水泥路面與設計14水泥路面與設計9714水泥路面與設計14水泥路面與設計9814水泥路面與設計14水泥路面與設計99按表推薦的路床頂面回彈模量參考值適用于中濕狀態路基。若路基干濕類型達不到中濕狀態,則不能直接做路床鋪筑路面,應按照路面結構組合設計的要求進行處治,使路基干濕類型優于中濕狀態。底基層和墊層同時存在時,可先按公式將底基層和墊層換算成具有當量回彈模量和當量厚度的單層,然后再與基層一起按公式計算基層頂面當量回彈模量。若無底基層和墊層,只要對相應的厚度和回彈模量置零代入各式,即可完成計算。舊路改建,在柔性路面上鋪筑水泥混凝土路面板時,原柔性路面頂面的當量回彈模量可按下式計算確定。14水泥路面與設計按表推薦的路床頂面回彈模量參考值適用于中濕狀態路基。若路基干10014水泥路面與設計14水泥路面與設計1012)溫度應力分析在臨界荷位處的溫度疲勞應力按下式計算確定。14水泥路面與設計2)溫度應力分析14水泥路面與設計10214水泥路面與設計14水泥路面與設計1033)混凝土路面板厚度設計首先進行路面結構組合設計,即根據公路等級、交通等級和目標可靠度等初步選定路面結構組合,即選定面層混凝土板、基層、底基層、墊層、路床的材料類型和厚度。14水泥路面與設計3)混凝土路面板厚度設計14水泥路面與設計104面層混凝土板可參考建議的參考范圍,根據公路等級、交通等級和變異水平等級選定適宜的初估厚度。進一步計算荷載疲勞應力σps和溫度疲勞應力σpt。考察σps與σpt之和與可靠度系數γf的乘積是否滿足極限狀態平衡方程式,即是否小于或等于混凝土彎拉應力的標準值fr。如果滿足極限狀態平衡方程式的要求,則初估厚度即為設計路面板厚度,若不能滿足極限狀態平衡方程式的要求,可以重新確定初估厚度,或調整結構類型和結構組合,再一次進行荷載疲勞應力和溫度疲勞應力驗算,直至完全滿足極限平衡方程式。路面結構設計厚度依計算結果按10mm向上取整。14水泥路面與設計面層混凝土板可參考建議的參考范圍,根據公路等級、交通等級和變10514水泥路面與設計14水泥路面與設計1063.混凝土面板配筋設計1)鋼筋混凝土面層板配筋設計鋼筋混凝土面層板的鋼筋配筋量按下式計算確定。14水泥路面與設計3.混凝土面板配筋設計14水泥路面與設計107
縱向和橫向鋼筋宜采用相同或相近的直徑,鋼筋的最小值和最大間距應符合下表的規定。鋼筋的最小間距為集料最大粒徑的2倍。鋼筋布置應符合以下要求:縱向鋼筋設在面層頂面1/3~1/2厚度范圍內;縱向鋼筋的搭接長度一般不小于35倍鋼筋直徑,搭接位置應錯開,搭接端的連線與縱向鋼筋夾角應小于60°;邊緣鋼筋至縱縫或自由邊的距離一般為100~150mm。14水泥路面與設計縱向和橫向鋼筋宜采用相同或相近的直徑,鋼筋的最小值和最大間1082)連續配筋混凝土路面板配筋設計縱向配筋率按允許的裂縫間距(1.0~2.5m)、縫隙寬度(<1mm)和鋼筋屈服強度確定,通常取配筋率為0.6%~0.8%,最小配筋率對冰凍地區為0.7%,一般地區為0.6%。14水泥路面與設計2)連續配筋混凝土路面板配筋設計14水泥路面與設計109(1)橫向裂縫平均間距計算
(2)裂縫間隙寬度計算
(3)鋼筋應力計算14水泥路面與設計(1)橫向裂縫平均間距計算14水泥路面與設計110(4)縱向配筋率確定縱向配筋率必須能同時滿足裂縫間距、縫隙寬度和鋼筋屈服強度三項要求,可按以下步驟確定:①初擬配筋率ρ,按公式計算鋼筋剛度奉獻率φ和溫縮應力系數λc,查圖得出b,回代計算裂縫間距Ld。看Ld是否滿足1.0m<Ld<2.5m。若不符合,調整φ值再算Ld,至符合要求。
14水泥路面與設計(4)縱向配筋率確定14水泥路面與設計111②由φ值和b值,通過規范圖16-17得到裂縫寬度系數λb,按規范式(16-60)計算裂縫縫隙寬度bj,當bj≤1mm,滿足要求,否則增加φ值,重復上述計算至符合要求。③由φ值和b值查圖得鋼筋溫度應力系數λst,計算縱向鋼筋拉應力σs,σs≤fsr,即小于鋼筋屈服極限,則符合要求,若不滿足,則增大φ值重復上述計算至符合要求。三項要求均滿足,ρ就是設計的配筋率。在滿足縱向鋼筋間距要求的條件下,應選擇直徑較小的鋼筋,一般選用直徑12~20mm的螺紋鋼筋。14水泥路面與設計②由φ值和b值,通過規范圖16-17得到裂縫寬度系數λb,112連續配筋混凝土路面的鋼筋布置應符合下列要求:縱向鋼筋設在面層板表面下1/2~1/3厚度范圍內,橫向鋼筋位于縱向鋼筋之下;縱向鋼筋的間距不大于250mm,不小于100mm或集料最大粒徑的2.5倍;橫向鋼筋的間距不大于800mm;縱向鋼筋的焊接長度一般不小于10倍(單面焊)或5倍(雙面焊)鋼筋直徑、焊接位置應錯開,各焊接端連線與縱向鋼筋的夾角應小子60°;邊緣鋼筋至縱縫或自由邊的距離一般為100~150mm。14水泥路面與設計連續配筋混凝土路面的鋼筋布置應符合下列要求:14水泥路113四、設計過程1)收集并分析交通參數收集日交通量和軸載組成數據,確定方向系數和車道系數計算設計車道標準軸載日作用次數;由此確定道路的交通分級,并進而選定設計年限、選定交通量年平均增長率和輪跡橫向分布系數,計算使用年限內標準軸載的累計作用次數。2)初擬路面結構初選路面結構層次、類型和材料組成;擬定各層的厚度、面層板平面尺寸和接縫構造。3)確定材料參數試驗確定混凝土的設計彎拉強度和彈性模量,基層、墊層和路基的回彈模量,基層頂面的當量回彈模量。14水泥路面與設計四、設計過程14水泥路面與設計1144)計算荷載疲勞應力由應力計算圖或公式得到標準軸載作用下板邊緣中部的最大荷載應力;按接縫類型選定接縫傳荷系數;按標準鈾載累計作用次數計算得到疲勞應力系數;按交通等級選定綜合系數;綜合上述計算結果可得到荷載疲勞應力。5)計算溫度應力由所在地公路自然區劃選擇最大溫度梯度;按路面結構和板平面尺寸計算最大溫度梯度時的溫度翹曲應力;按自然區劃確定溫度應力累計疲勞作用系數;由此計算確定溫度疲勞應力。6)檢驗初擬路面結構
14水泥路面與設計4)計算荷載疲勞應力14水泥路面與設計115§14-9水泥混凝土的平面尺寸和接縫設計一、板的平面尺寸1.縱縫間距按車道寬度確定,一般不超過4.5m2.橫縫間距橫縫間距直接影響板內溫度應力、接縫縫隙寬度和接縫傳荷能力。一般為4~6m。相對剛度半徑大,則取高值。3.板的平面形狀接近正方形,以改善其受力狀況。板寬:板長=1:1.3以內二、接縫設計(如§14-2所述)14水泥路面與設計§14-9水泥混凝土的平面尺寸和接縫設計一、板的平面尺寸116§14-10水泥混凝土路面上加鋪層設計一、舊混凝土路面調查與評定1.一般情況調查2.路面結構損壞狀況調查與評定舊混凝土路面的損壞狀況采用斷板率和平均錯臺量兩項指標來評定。斷板率的調查和計算按《公路水泥混凝土路面養護技術規范》(JTJ073.1)的規定進行;以調查路段內各條接縫高程差的平均值表示其平均錯臺量。根據上述兩項指標,混凝土路面的損壞狀況分為四個等級。14水泥路面與設計§14-10水泥混凝土路面上加鋪層設計141173.接縫傳荷能力和板底脫空狀況調查評定舊混凝土路面板的接縫傳荷能力和板底脫空狀況采用落錘式彎沉儀或梁式彎沉儀進行調查和評定。以接縫傳荷系數來衡量接縫的傳荷能力:以標準軸載一側輪重(50kN)施加于接縫一側的面板邊緣,接縫兩側邊緣彎沉之比值稱為接縫傳荷系數。14水泥路面與設計3.接縫傳荷能力和板底脫空狀況調查評定14水泥路面與118舊混凝土路面的傳荷能力按傳荷系數的大小分為四個等級。評定板底脫空可用彎沉儀在板角隅處進行多級荷載加載測定相應的彎沉值進行評判,同時綜合考慮唧泥、錯臺等病害的嚴重程度和傳荷能力的分級進行綜合評判。板底脫空狀況除了可用來評定路面的狀況之外,其脫空部位也是加固施工時灌漿填空作業的位置。14水泥路面與設計舊混凝土路面的傳荷能力按傳荷系數的大小分為四個等級。141194.舊混凝土路面結構參數調查1)混凝土面板結構厚度調查通常采用鉆孔芯樣量測高度按下式計算混凝土面層板厚度的標準值。
2)舊混凝土路面板彎拉強度的標準值通常采用鉆孔芯樣劈裂試驗測得的間接彎拉強度并按下式計算確定舊混凝土路面板的彎拉強度標準值。14水泥路面與設計4.舊混凝土路面結構參數調查14水泥路面與設計1203)舊混凝土路面的彎拉彈性模量標準值舊混凝土路面的彎拉彈性模量通常可以根據混凝土的彎拉強度標準值,由經驗公下式計算確定。
14水泥路面與設計3)舊混凝土路面的彎拉彈性模量標準值14水泥路面與設1214)舊混凝土路面基層頂面的當量回彈模量標準值舊混凝土路面基層頂面的當量回彈模量標準值的測定通常將個別破損嚴重的板塊清除之后,在原基層頂面用彎沉儀直接測定在標準軸一側輪載(50kN)作用下的彎沉值,通過下式計算確定。若舊混凝土路面路況良好,無破損板拆除,也可在路面板頂面實測標準軸一側輪載作用下板中的彎沉值。運用彈性地基板中心在圓形均布載荷下的彎沉計算公式反演計算基層頂面當量回彈模量標準值。
14水泥路面與設計4)舊混凝土路面基層頂面的當量回彈模量標準值14水泥122
二、加鋪方案及路面結構組合設計加鋪方案的確定結合式混凝土加鋪層;分離式混凝土加鋪層;薄層瀝青混凝土加鋪層;將舊混凝土路面板破碎成小塊,加鋪瀝青混凝土結構層或新的混凝土板。加鋪層方案選擇主要根據舊路面板損壞分級,接縫傳荷能力以及板底脫空的調查結論來確定,同時也應考慮原路面結構的特點和交通預測狀況作調整。14水泥路面與設計二、加鋪方案及路面結構組123
三、加鋪層厚度設計及結構可靠度驗算舊混凝土路面加鋪混凝土新結構層采用的設計方法與新建混凝土路面的設計方法一樣,即采用單軸雙輪組100kN標準軸載作用下的彈性半空間地基有限尺寸矩形薄板理論有限元解,以路面板縱縫邊緣荷載與溫度綜合疲勞彎拉應力為設計指標進行路面板厚度設計,設計完成后,路面板的綜合疲勞應力應滿足以目標可靠度為依據的極限平衡方程式,即:
設計方法的主要差別在于荷載疲勞應力和溫度梯度疲勞應力計算的力學模型和參數有所不同。加鋪層設計采用雙層板體(結合式或分離式),新路面設計采用單層均質板體;加鋪層設計采用的設計參數有一部分由舊路調查結果中獲得。14水泥路面與設計三、加鋪層厚度設計及結構可靠度驗算11241.雙層混凝土板荷載應力分析雙層混凝土板的臨界荷位仍為板的縱向邊緣中部。標準軸載Ps在臨界荷位處產生的上層和下層混凝土板的荷載疲勞應力σpr1和σpr2,分別按下式計算確定,但結合式雙層板僅需計算下層板的荷載疲勞應力σpr2。其中,應力折減系數、荷載疲勞應力系數和綜合系數的確定方法,與單層混凝土板完全相同。
14水泥路面與設計1.雙層混凝土板荷載應力分析14水泥路面與設計125標準軸載Ps在臨界荷位處產生的分離式雙層板上層和下層的荷載應力或者結合式雙層板下層的荷載應力,分別由式()和式()確定。
14水泥路面與設計標準軸載Ps在臨界荷位處產生的分離式雙層板上層和下層的荷載應126下層板中面至結合式雙層板中性面的距離可按式()計算。雙層混凝土板的截面總剛度為上層板和下層板對各自中面的彎曲剛度以及由截面軸向力所構成的彎曲剛度三者之和,按式()計算。14水泥路面與設計下層板中面至結合式雙層板中性面的距離可按式()計算。雙層混凝127
雙層混凝土板的相對剛度半徑按式()計算。14水泥路面與設計雙層混凝土板的相對剛度半徑按式()計算。14水泥路面與1282.雙層混凝土板溫度應力分析雙層混凝土板上層和下層的溫度疲勞應力σtr1和σtr2分別按式()計算確定,但分離式雙層板僅需計算上層板的溫度疲勞應力σtr1,結合式雙層板僅需計算下層板的溫度疲勞應力σtr2。其中,溫度疲勞應力系數的確定方法與單層混凝土板完全相同。分離式雙層混凝土板上層的最大溫度翹曲應力按式()計算。
14水泥路面與設計2.雙層混凝土板溫度應力分析14水泥路面與設計12914水泥路面與設計14水泥路面與設計130結合式雙層混凝土板下層的最大溫度翹曲應力按式()計算確定。14水泥路面與設計結合式雙層混凝土板下層的最大溫度翹曲應力按式()計算確定。1131小結小結132§14-2水泥混凝土路面構造一、土基和基層1.土基對土基的要求:對混凝土面層下的土基強度或承載力要求不高由于混凝土是剛度大的脆性材料,對土基變形的適應能力較差,要求土基提供穩定而均勻的支承產生不均勻變形的因素1)粘土的不均勻收縮和膨脹變形2)不均勻凍脹3)軟弱地基的不均勻沉陷4)填挖交替或新老填土交替14水泥路面與設計§14-2水泥混凝土路面構造一、土基和基層14水泥路133
基層和墊層類型
(1)水泥或瀝青穩定粒料或者貧混凝土基層
優點:1)可以為混凝土面層提供更為均勻而堅實的支承2)可以增加路面結構的整體剛度,從而減小面板的撓度3)可以減少基層和墊層在重復荷載作用下的固結變形,從而減少板底脫空量,并改善接縫的傳荷能力4)可以增加抗沖刷能力,從而減輕卿泥和錯臺等損壞5)為側模和攤鋪機械以堅固的支承,施工活動不受天氣影響缺點:1)水泥穩定粒料或貧混凝土基層的剛度較大,混凝土面層會由此而產生較大的溫度翹曲變形和應力,使板底易出現同基層頂面的脫空2)在未采取隔離措施(如鋪設塑料薄膜等)時,由于混凝土板同基層的粘結,水泥穩定砂礫或貧混凝土基層的收縮裂縫會反射到面層上來14水泥路面與設計基層和墊層類型14水泥路面與設計134接縫的槽口施工方法1)切縫(鋸縫):在硬化混凝土中鋸切方式2)壓縫:在新鮮混凝土中壓入的方槽口的構造形狀窄而深的形式加寬上部槽口,形成下窄上寬(深寬度比在1
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