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文檔簡介
第十二章
水泥混凝土路面結構設計第十二章水泥混凝土路面結構設計第一節概述第二節損壞模式和設計標準第三節路面結構組合設計第四節接縫構造設計第五節混凝土路面板配筋設計第六節面層板厚度和平面尺寸的設計第七節水泥混凝土路面加鋪層設計第一節概述從力學分析來看,水泥混凝土路面結構屬于彈性層狀體系
水泥混凝土板的抗彎拉強度指標作為設計指標從力學模型考慮,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一、水泥混凝土路面結構特征二、設計內容水泥混凝土路面結構設計內容:設計內容1、路面結構層組合設計2、混凝土面板厚度設計3、混凝土面板的平面尺寸與接縫設計4、路肩設計5、混凝土路面的鋼筋配筋率設計三、設計原則根據使用要求及氣候、水文、土質等自然因素,結合本地區實踐經驗,按要求完成設計,首先應保證工程的質量與耐久性。遵循因地制宜、合理選材等原則進行混凝土路面設計方案的比較應結合當地實踐基礎,積極推廣成熟的科研成果充分考慮沿線環境的保護,自然生態的平衡,有利于施工、養護工作人員的健康與安全。盡可能選擇有利于機械化、工廠化施工的設計方案。對于地處不良地基的路段采取有效措施加快穩定路基沉降。第二節設計模式和設計標準一、損壞模式水泥混凝土路面,由于混凝土板的剛度高和脆性大,又需設置接縫,在行車和環境因素的綜合作用下出現的損壞模式常不同于瀝青路面,可分為斷裂、接縫損壞、變形和表面損壞四類,主要有下列幾種,如下圖12-1所示。斷裂破壞板的結構整體性,使板喪失應有的承載能力。因而,斷裂可視為水泥混凝土路面結構破壞的臨界狀態擠碎在接縫附近的板因受擠壓而碎裂拱起混凝土路面板在熱膨脹受阻時,接縫兩側的板向上拱起唧泥車輛行駛經過接縫或裂縫時,由縫內噴濺出泥漿的現象,稱為唧泥錯臺接縫或裂縫兩側路面板端部出現的豎向相對位移二、設計標準我國現行的水泥混凝土路面設計方法,以水泥混凝土面層板的疲勞斷裂作為路面損壞的主要模式以控制行車荷載反復作用在板內產生的荷載疲勞應力σpr與溫度梯度反復作用在板內產生的溫度疲勞應力σtr之和與可靠度系數γr乘積不大于混凝土的彎拉強度標準值fr,作為確定混凝土板厚的設計標準路面結構可靠度定義:在規定的時間內,在規定的條件下,路面使用性能滿足預定水平要求的概率。
水泥混凝土路面結構可靠度定義:在規定的設計基準期內,在規定的交通和環境條件下,行車荷載疲勞應力和溫度梯度疲勞應力的總和不超過混凝土彎拉強度的概率第三節路面結構組合設計面層類型
1.普通混凝土面層
2.鋼筋混凝土面層
3.連續配筋混凝土面層
4.預應力混凝土
5.鋼纖維混凝土
6.混凝土預制塊路面一、面層面層一般采用設接縫的普通混凝土;面層板的平面尺寸較大或形狀不規則;路面結構下埋有地下設施,高填方、軟土地基、填挖交界段的路基等有可能產生不均勻沉降時,應采用設置接縫的鋼筋混凝土面層。其他面層類型可根據適用條件按表12-1選用。其他面層類型選擇表12-1
面層類型適用條件連續配筋混凝土面層
高速公路和城市快速路瀝青上面層與連續配筋混凝土或橫縫設傳力桿的普通混凝土下面層組成的復合式路面
特重交通的高速公路和城市快速路碾壓混凝土面層
二級及二級以下公路和城市次干道及以下城市道路、服務區停車場鋼纖維混凝土面層
標高受限制路段、收費站、混凝土加鋪層和橋面鋪裝矩形或異形混凝土預制塊面層
服務區停車場、二級及二級以下公路和城市次干道及以下城市道路橋頭引道沉降未穩定段適用條件
面層一般采用設接縫的普通混凝土;面層板的平面尺寸較大或形狀不規則,路面結構下埋有地下設施,高填方、軟土地基、填挖交界段的路基等有可能產生不均勻沉降時,應采用設置接縫的鋼筋混凝土面層。表面抗滑構造
水泥混凝土面層應具有足夠的強度、耐久性,表面抗滑、耐磨、平整。路面表面構造應采用刻槽、壓槽、拉槽或拉毛等方法制作。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所需的厚度,可參照下表12-2所示參考范圍并按規定計算確定。交通等級特重重道路等級高速公路及快速路一級公路及主干路二級公路及次干路高速公路及快速路一級公路及主干路二級公路及次干路變異水平等級低中低中低中低中面層厚度≥260≥250≥240270~240260~230250~230交通等級中等輕道路等級二級公路及次干路三、四級公路及支路三、四級公路及支路三、四級公路及支路變異水平等級高中高中高中面層厚度240~210230~200220~200≤230≤220構造深度在使用初期應滿足下表12-3的要求。各級公路水泥混凝土面層的表面構造深度(mm)要求表12—3道路等級高速公路、一級公路和城市快速路、主干道二、三、四級公路和城市次干道、支路一般路段0.70~1.100.50~0.90特殊路段0.80~1.200.60~1.00二、路基
水泥混凝土路面不要求有強度大或承載力高的路基。但如果路基的穩定性較差,在周圍水溫變化的影響下出現較大的變形,特別是不均勻變形,則仍會因不均勻支承而給面層帶來損壞。因此,對路基的基本要求是穩定、密實、均質,對路面結構提供均勻的支承,在環境和荷載作用下產生的不均勻變形小。對路基的基本要求路基產生不均勻支承的原因不均勻沉陷不均勻凍脹膨脹土三、基層和墊層防止或減輕唧泥和錯臺現象的出現.有助于控制或減少路基不均勻凍脹或體積變形對混凝土面層的不利影響.為面層施工提供穩定而堅實的工作面.
基層和墊層有粒料類(碎石、砂礫等)、穩定類(水泥、石灰、瀝青穩定粒料或土)和貧混凝土(或碾壓混凝土)三大類。設置基層和墊層的作用1.基層
基層應具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度,并保證具有足夠的厚度。
基層類型及各類基層厚度的適宜范圍應依照交通等級
按表12—4選擇。
適宜各交通等級的基層類型及厚度的適宜范圍表表12—4
適宜的交通等級基層類型厚度適宜的范圍(mm)特重交通貧混凝土或碾壓混凝土基層120~200瀝青混凝土基層40~60重交通水泥穩定粒料150~250瀝青穩定碎石基層80~100中等或輕交通石灰粉煤灰穩定粒料基層150~250級配粒料基層150~200在交通繁重的道路上,選用水泥或瀝青穩定粒料、貧混凝土或碾壓混凝土作為混凝土路面的基層,可以為混凝土面層提供更為均勻而堅實的支承。增加路面結構的整體剛度,從而減小面層板的撓度。而撓度量減小可以降低板底的脫空量和增加縮縫傳荷能力的耐久性。
基層的作用圖12-2所示為水泥穩定類基層和礫石基層上混凝土面層接縫的傳荷能力隨荷載作用次數的增加而降低的試驗曲線,從中可看出水泥穩定類基層上接縫傳荷能力的耐久性明顯高于礫石基層。與此同時,還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。圖12-3所示為水泥穩定砂礫基層和不同壓實度的砂礫基層的塑性變形積累量隨荷載重復作用次數而增長的試驗曲線,從中可看出,水泥穩定砂礫基層的變形累積量明顯小于砂礫基層。因而其板底脫空量將明顯低于砂礫基層。此外,還可以增加抗沖刷能力,從而減輕唧泥和錯臺等損壞的程度,并為側模和攤鋪機械提供堅固的支承。圖12—2基層類型對接縫傳荷能力的影響(Ew=[2w1/(w1+w2]%,w1和w2相應為未受荷和受荷板的撓度;面層厚22.86cm基層厚15cm,縫隙寬1.65mm)
圖12—3重復荷載作用下不同基層的累積變形量(砂礫基層曲線上的數字為壓實度)在交通特別繁重、路基濕軟或季節性冰凍地區,為防止路基可能產生的不均勻凍脹對混凝土面層的不利影響,路面結構應有足夠的總厚度,以便將路基的冰凍深度約束在有限的范圍內。超出面層和基層厚度的總厚度部分可用基層下的墊層(防凍層)來補足;路面結構的最小總厚度,隨冰凍線深度、路基的潮濕狀況和土質而異,其數值可參照下表12-5選定。2.墊層墊層的設置要求水文地李質條件道不良的嗚土質路倚塹,路叢床土濕輸度較大場時,應稿設置排升水墊層士;對路基可伴能產生不疏均勻沉降泥或不均勻迅變形時,余可加設半船剛性墊層偽。墊層的寬器度應與路索基同寬,啞其最小厚考度為150波mm。水泥混凝謠土路面結度構防凍最族小厚度(cm)表12-姜5路基干濕類型路基土質設計年限內當地最大凍深(cm)50~100101~150151~200>200中濕路段低、中、高液限粘土30~5040~6050~7060~95粉土、粉質低、中液限粘土40~6050~7060~8570~110潮濕路段低、中、高液限粘土40~6050~7060~9075~120粉土、粉質低、中液限粘土45~7055~8070~10080~130第四節似接縫先構造設杜計水泥混炎凝土面葵層需設什置各種臘類型的唐接縫,狠把面層草劃分為封較小尺拖寸的板挖,以減近少伸縮殃變形和傍撓曲變列形受到挺約束而碌產生的駱內應力掏,并滿瞧足施工歡的需要憐。接縫的夸設計要片能實現與以下三北方面的幟要求:①控制鞠溫度收歐縮應力灘和翹曲夸應力所鉤引起的票裂縫出再現的位嫌置;②通過接秧縫能提供磁一定的荷啟載傳遞能拼力;③防止涌堅硬的指雜物落毀入接縫被縫隙內瓦和路表稈水的滲名入。水泥混凝仇土面層的層接縫可分善為橫向縮邪縫、橫劍向施工改縫、橫舅向脹縫現和縱縫四種類型糕。一、橫紀縫構造騰設計橫向接縫嚴共有三種獨:縮縫、脹圈縫和施工摔縫。作用:縮縫保證弦板因溫度販和濕度的祖降低而收詳縮時沿該胖薄弱斷面必縮裂,從而避微免產生瓦不規則昏的裂縫古。脹縫保證潛板在溫度協升高時能摔部分伸張縮慧,從而避捉免產生路其面板在熱天的溝拱脹和溪折斷破使壞,同奶時脹縫裁也能起絹到縮縫華的作用誕。混凝土擇路面每帽天完工僑以及因橫雨天或栗其它原扶因不能爛繼續施姿工時,應做成縱施工縫赤的構造爹形式。在鄰近婦橋梁或蘆其它固品定構造兔物處或豪與其它久道路相賊交處應庭設置橫火向脹縫海。1.脹縫脹縫構造(尺寸單位:mm)為保證膊混凝土塞板之間司能有效都地傳遞識荷載,其防止形添成錯臺重,應在模脹縫處慈板厚中惹央設置授可滑動旨的傳力軋桿。傳毀力桿一陣般應采江用光圓域鋼筋,功其尺寸坦和間距德可按下太表12-罷6選用。面層厚度(mm)傳力桿直徑傳力桿最小長度傳力桿最大間距2202840030024030400300260324503002803545030030038500300縮縫一般枯采用假縫瘦形式,即陵只在板的陳上部設縫交隙,當板榆收縮時將盒沿此最簿蹦弱斷面有處規則地自邪行斷裂。割橫向縮縫猜可等間距票或變間距的布置。橫向縮慈縫頂部失應鋸切蓋槽口,皮寬3~8m端m,深度遙約為板春厚的1/5發~1/音4,一般醒為5~6c遵m,槽內寫填塞填憐縫料,始以防地厚面水下漸滲及石國砂雜物凳進入縫者內。高鍛速公路貧的橫向材縮縫槽孔口宜加浙深20m宜m、寬6~10雷mm的淺槽你口,其獅構造如咱圖12-淋5所示。2.縮縫圖12-5淺槽口構盾造(尺寸單位:mm碎)由于縮縫本縫隙下面螞板斷裂面棕凹凸不平惜,能起一草定的傳荷剪作用,一華般不必設汁置傳力桿渣,但對特延重和重交涼通道路、枯收費廣場枝、地質水最文條件不馳良路段以表及鄰近脹內縫或自由搶端部的3條縮縫神,應在鄉豐板厚中籠央設置國傳力桿事,橫向縮往縫構造(尺寸單位:m概m)a)設傳力桿艙假縫型;b)不設傳養力桿假游縫型每日施撇工結束鈔或因臨喊時原因宅中斷施拉工時,惰必須設熔置橫向搖施工縫嘉,其位艦置應盡衫可能選翅在縮縫造或脹縫距處。設茶在縮縫猾處的施廳工縫,溪應采用惡加傳力污桿的平刑縫形式越,其構磨造如下獲圖a所示;設材在脹縫處朱的施工縫糞,其構造鐮與脹縫相擊同。遇有鋪困難需設獄在縮縫之弟間時,施渣工縫采用滅設拉桿的喘企口縫形美式,其構絹造如下圖b所示。3.施工縫橫向施工烘縫構造(尺寸單慚位:m鋸m)a)設傳力桿版平縫型;b)設拉桿企秀口縫型拉桿應采申用螺紋鋼跟筋,設在謙板厚中央妥,并應對限拉桿中部100m獸m范圍內弊進行防哨銹處理灰。拉桿丈的直徑右、長度民和間距媽,可參得照教材覺表12-害7選用。伙施工妨布設時稿,拉桿淹間距應影按橫向里接縫的有實際位錄置予以警調整,要最外側申的拉桿耽距橫向尿接縫的掀距離不施得小于100回mm。連續配腰筋混凝土睬面層的縱般縫拉桿可繁由板內橫糖向鋼筋延扒伸穿過接軌縫代替。二、縱縫丟構造設計縱向接翼縫的布沫設應視救路面寬朝度和施寬工鋪筑棵寬度而構定:①一次鋪盼筑寬度小顫于路面寬優度時,應長設置縱向堪施工縫。菊構造如下醉圖a所示。②一次郊鋪筑寬花度大于4.5m時,應價設置縱氏向縮縫匙。其構繪造如下斷圖b所示。縱縫構造(尺寸單位:m酒m)a)縱向施工壯縫;b)縱向縮勝縫三、接縫蹄的設置混凝土路餓面板的縱必縫與橫縫立一般做成抬垂直正交釣,以改善吧其受力狀總況。縱向接默縫的間蝴距按路宇面寬度閘在3.0~龍4.5m范圍內旱確定。千碾壓混花凝土、撕鋼纖維傳混凝土褲面層在所全幅攤冰鋪時,蠻可不設逼縱向縮隨縫。橫向接貢縫的間遙距按面倉層類型宗和厚度毅選定在橋涵兩項端以及小刻半徑平、神豎曲線處淚應設置脹支縫。四、交叉疫口接縫布應設布設交紗叉口的兆接縫時出,先分躺清相交磚道路的除主次。配而后考誘慮次要窗道路的愧接縫布喂設如何癥與主要頃道路相殖協調。兩條道競路正交第時,各恨條道路鐮直道部肝分均保難持本身城縱縫的虧連貫。兩條道釣路斜交估時,主膝要道路帥的直道庭部分保衰持縱縫慢的連貫頓,而相球交路段回內的橫煩縫位置握應按次草要道路丈的縱縫厘間距作謠相應變招動,保斜證與次最要道路翻的縱縫略相連接電。在次要冷道路彎囑道加寬燦段起終冶點斷面夜處的橫閥向接縫籃,應采贈用脹縫低形式。五、特殊怕部位混凝稱土路面的融處理水泥混凝兄土路面與錢瀝青路面朝相接時,危其間應設金置至少3m長的過岸渡段。沈過渡段磚的路面戶采用兩罵種路面墊呈階梯音狀疊合隱布置,響其下面群鋪設的究變厚度工混凝土街過渡板店的厚度統不得小罰于200鴿mm。如下僑圖12-詢9所示。圖12-9混凝土歐路面與汽瀝青路幼面相接崗段的構醋造布置(尺寸單位:mm斑)六、接縫劣材料及技束術要求接縫材料忙按使用性蘇能分接縫苦板和填縫番料兩類。腫接縫板要文求能適應奔混凝土面擦板的膨脹卡與收縮,容且施工時興不變形、責耐久性良散好。填縫余料要求能各與混凝土狗面板縫壁矩粘結力強曲,且材料錫的回彈性創好。接縫板可綁采用杉木弟板、纖維稍板、泡沫太樹脂板等既。填縫料京按施工溫輪度分加熱卸施工式和培常溫施工負式兩類。第五節吼混凝土路鮮面板配筋隔設計當混凝土體面層板縱室、橫向自允由邊緣下太基礎薄弱榨,有可能貫產生較大牢的塑性變身形或接縫從為未設傳英力桿的平題縫時,可漸在面層邊薯緣和角隅換(荷載應拐力較大)幫初配置補吳強鋼筋。柱通常選用2根直徑為12~1濫6mm的螺紋瀉鋼筋,陶置于面注層底面貞之上1/4厚度處腥并不小得于50mm,間距為100鏡mm,鋼筋兩銹端向上彎逮起,如圖12-錢10所示。一、普通刪混凝土板笑的補強鋼扭筋圖12—1側0邊緣鋼踩筋布置(尺寸單位:mm秒)承受特重壟交通的脹伏縫、施工社縫和自由津邊的面層資角隅及銳亭角面層角桂隅,宜配擊置角隅鋼名筋。通常婆選用2根直徑姻為12~化16m匹m的螺紋鋼綢筋并彎成核發針形,旬置于面層錦上部,距娛頂面不小鑰于50mm,距邊緣科為100m產m,如圖12-挨11所示。圖12—追11角隅鋼筋雞布置(尺寸單位:mm墾)二、鋼劍筋混凝育土面層盒配筋設朽計鋼筋混凝帥土面層配脫筋數量是笨為平衡混爆凝土面層讀收縮受限注制時產生逗的拉力。翅當混凝土墊面層收縮騰時其中央姿兩側向內柳的摩阻力察為一半面靈層混凝土抵的質量乘程以其與基欄層的摩阻監系數,這絕一摩阻力撥即為作用殊于混凝土鞠面層中央壘的拉力,映并假定沿吸面層斷面洽平均作用萍而由鋼筋到承受。縱向和脈橫向鋼撫筋宜采坑用相同雹或相近浙的直徑喉,其直撥徑差不根應大于4mm。鋼筋搭的最小判直徑和置最大間齊距,應夸符合下記表12-描8的規定咽。鋼筋熄的最小建間距為綠集料最末大粒徑剃的2倍。表12—柏8鋼筋最小球直徑和最掙大間距(mm)鋼筋類型最小直徑縱向最大間距橫向最大間距光面鋼筋8150300螺紋鋼筋12350750三、連續爭配筋混凝吼土面層配頓筋設計確定縱津向鋼筋黨用量的墓控制因窯素是裂固縫的間輩距(1.0辰~2.憑5m)、縫掛隙的寬翅度(<1m)。通借常是根總據試驗耀路上的浴經驗數童據來確珍定。橫向鋼況筋的主偽要目的脅是保持優縱向鋼森筋的間仰距。其宋配筋原揀則和要頂求與鋼富筋混凝卡土面層露的配筋膽相同。混凝土面購層內的鋼鐵筋并不是便按承受荷今載應力進島行設計的缺。因此,潮連續配筋頓混凝土面蠟層的厚度肉可仍采用脂普通混凝閑土面層的惰計算方法禮確定。連續配袋筋混凝俗土路面值是沿路妄面板縱帥向配置劉連續的福鋼筋網被的混凝肢土路面艷,除與賴其他路郵面交接政處、鄰祝近構造妄物處設三置脹縫紗以及因廊施工需陳要設置狀施工縫戀外,不膊再設置彎任何橫牢向接縫復。施工稱縫采用西貫通縱歷向鋼筋漿的平縫沒形式。第六節纏面層板厚積度和平面汽尺寸的設進計水泥混泛凝土面予層板的板厚度和末平面尺渴寸,主誘要取決仰于預定使橡用年限索內標準宰軸載的鋼累計作詳用次數周及其所偽產生荷暫載應力狗的疲勞倆損耗、皂由于板劣中溫度碌梯度引叫起翹曲塔應力的臭疲勞損除耗和混蕉凝土疲早勞強度格之間的阻關系。目前,我刃國的路面裁設計規范沸采用彈性半無蝴限地基板嬌理論和有忠限元法計算板內假彎拉應力查,以規定啄的安全等拒級和目標排可靠度,旅承受預期細的交通荷慘載作用,茫并同所處做的自然環磨境相適應鼓,滿足預昏定的使用緩性能要求伙為依據,退以行車荷脹載和溫度嫁梯度綜合習作用產生疾的疲勞斷慨裂作為設勁計的極限傲狀態,并脹按照等效茅原則換算典為標準軸潑載的累計緞次數來考寶慮荷載的咬重復作用躍影響。一、設縱計依據裝與設計鍛參數1.設計依據水泥混廣凝土路后面結構軟的設計賄安全等斃級及相揪應的設慶計基準恩期、目膜標可靠社指標和獎目標可障靠度,摔應符合呀下表的端規定。潮各安全祝等級路油面的材栽料性能努和結構粒尺寸參肥數的變程異水平偽等級,韻宜按下眉表的建奴議選用左。可靠度訂設計標吩準道路技術等級高速公路及城市快速路一級公路及城市主干路二級公路及城市次干路三、四級公路及城市支路安全等級一級二級三級四級設計基準期(a)30302020目標可靠度(%)95908580目標可靠指標1.461.281.040.84變異水平等級低低~高中中~高材料性別能和結多構尺寸郵參數的窮變異水辱平分為躲低、中徑和高三瓣級。各零變異水猜平等級符主要設沉計參數額的變異肅系數變鏟化范圍但,應符秒合下表打的規定:變異系數Cv的變化范便圍表變異水平等級低中高水泥混凝土彎拉強度、彎拉彈性模量Cv≤0.100.10<Cv≤0.150.15<Cv≤0.20基層頂面當量回彈模量Cv≤0.250.25<Cv≤0.350.35<Cv≤0.55水泥混凝土面層厚度Cv≤0.040.04<Cv≤0.060.06<Cv≤0.08水泥混稿凝土路胳面結構憑設計以行車荷載丙和溫度梯奮度綜合作鑄用產生的柿疲勞斷裂作為設計購的極限狀僅態,其設往計表達式津如下。(12-麗2)式中:fr——水泥混凝好土彎拉強謠度,MPa;γr——可靠度系密數,依據美所選目標唐可靠度及變異水舞平等級薯按表12-堆11確定;σpr——行車荷殲載疲勞算應力(MPa),計算精方法見式小(12-他18);σtr——溫度梯銳度疲勞曠應力(MPa),計逢算方法見式(12-屋21);可靠度系擠數表變異水平等級目標可靠度(%)95908580低1.20~1.331.09~1.161.04~1.08-中1.33~1.501.16~1.231.08~1.131.04~1.07高-1.23~1.331.13~1.181.07~1.11標準軸男載與軸倦載換算水泥混凝彩土路面結墻構設計以汽車軸重廊為100箭kN的單軸雙涂輪組荷載作為標課準軸載斃。對于爪各種不康同汽車爬軸載的規作用次揪數,可精按等效飛疲勞損作壞原則咬換算成顆標準軸注載的作簡用次數已,并根蛇據標準蘿軸的作限用次數獵判斷道喬路的交內通繁重必程度。2.設計參尖數水泥混凝游土路面的陷軸載換算罪公式是在慢混凝土疲糕勞方程的躺基礎上建勺立的。公完式如下:(12—蛛3)(12—務4)2.交通分稠級及標準傭軸載累計擠作用次數虜計算水泥混罩凝土路監面承受康的交通壁,按設那計基準釋期內設輪計車道嫩所承受北的標準種軸載累群計作用拘次數Ne劃分為四下個等級,宰即特重交很通、重辜交通、悲中等交陽通、輕銅交通。具體分憑級如下表容所示。水稠泥混凝土哭路面的設允計基準期跪為路面達押到預定的鴿極限狀態筆時所能使奧用的年限壇。交通分級交通等級特重重中等輕設計車道標準軸載累計作用次數Ne(104)>2000100~20003~100≤3設計基譽準期內劣標準軸囑載的累壘計作用其次數與悅第一年禽的交通壩量、交滋通軸載公組成和詳交通量柜的預測巴增長情定況等因伍素有關荒。可按亭下式計壺算確定香。(12—7)式中:Ns——使用初期得設計車道丹的日標準竄軸載作用竟次數;γ——由調查雪確定的軋交通量予年平均截增長率撫,%;t——設計使搬用年限搖;η——車輪輪送跡橫向喊分布系分數,它引為路面勸橫斷面驗上某一蹈寬度范圍崗內實際察受到的朗軸載作旅用次數刊占通過囑該車道辱斷面的總越軸數的延比例。車輪輪跡劑橫向分布中系數η公路等級縱縫邊緣處高速、一級公路0.17~0.22二級、三級、四級公路行車道寬>7m0.34~0.39行車道寬≤7m0.54~0.623.基層頂插面的當量織回彈模量新建公路罩的基層頂輛面模量值渾:在設計廈新建道壟路時,童基層頂獵面的當挺量回彈牙模量Et,可按式市(12—8)計算滔確定。(12—8)3.基層惕頂面的憤當量回售彈模量(1)新建公柴路的基層序頂面模量席值:在設計悟新建道懼路時,長基層頂劣面的當怕量回彈啊模量Et,可按辦式(12—8)及其天教材中帶的式(12—9)~(12—13),并布參考表蠅(12—14)與表姻(12—15)計算確巨定。(12—8)(2)原有位瀝青路惱面的頂丈面當量齒回彈模雨量值:在原有猛瀝青路菜面上加亦鋪水泥扔混凝土跡路面時房誠,應通棗過承載頓試驗或伸彎沉測吩定法確椒定原有宅路面頂定面的當尼量回彈睡模量Et;如用汽就車實測路將段的回彈態彎沉值,花可按統計輩計算的方獎法確定計燭算回彈彎剪沉值后,脊按下式轉漢換成基層輪頂面的當夸量回彈模言量Et:4.水泥混戚凝土的顯設計強褲度與彎鼻拉彈性捏模量水泥混凝姓土路面以28d齡期的彎捕拉強度作旺為設計控惑制指標,彎當混凝土封澆筑后90d內不開鋸放交通忠時,可悠采用90d齡期的彎絲式拉強度。嫁各交通等謀級要求的蜓混凝土彎蘆拉強度標并準值不得錢低于下表幼的規定。混凝土的岔設計彎拉捧強度表交通等級特重、重中等輕普通水泥混凝土彎拉強度標準值fr(MPa)5.04.54.0鋼纖維混凝土彎拉強度標準值fr(MPa)6.05.54.0二、荷載嗽疲勞應力軸載在混佳凝土面層價內產生的拖應力,采疾用半無限大絕地基上彈孝性小撓度押薄板的力慢學模型和鈴有限元法進行分析誦計算。對草軸載作用暖于四邊自慎由的矩形漆板縱向邊日緣中部所知產生的荷善載應力,蒼計算公式悄為:式中:P——標準軸廁載,kN;h——混凝土板努厚度,m;γ——混凝土叨板的相偷對剛度澤半徑,m;A,m,n——與軸型淺有關的筐回歸系跪數,見酒教材表12-書18以標準返軸載Ps=1份00kN和教材表12—18中單軸雙窩輪組的系誓數值代入織式(12—15),可得到林標準軸倦載作用螺下的荷辱載應力請公式:為了簡化績計算工作刻,通常選閥取使面層村內產生最冠大應力或勞最大疲勞偷損傷的一般個荷載位計置作為計責算時的臨代界荷位。儲在公路水雪泥混凝土盯路面設計隸規范中,謀是以混凝昆土板的縱凡縫邊緣中榮部作為產烏生最大荷疤載和溫度變梯度綜合轉疲勞損壞裙的臨界荷南位。荷載疲勞蹈應力為一竿當量應力他,它使混首凝土面層棄產生的疲脾勞損耗,訓相當于標梁準軸載在肉臨界位置書上所產生綢的應力在通設計使用罪期內引起議的累計疲歇勞損耗。革可以用計店算式(12—18)表示為梅:式中:σpr——標準軸Ps在臨界荷遞位處產生飾的荷載妹疲勞應加力(MPa);σps——標準軸Ps在四邊自銹由板的臨之界荷位處差產生的變荷越載應力(MPa),按卵式(12—1倚6)計算橫定;kr——考慮接縫董傳荷能力推的應力折撓減系數,算即應力傳辰荷捷系數;縱方縫為設拉槳桿的平縫珠時kr=0.昏87~餓0.9檢2(剛性畏和半剛徹性基層滋取低值聯,柔性牙基層取孫值);琴縱縫扔為不設擱拉桿的述平縫或涉自由邊樂時,kr=1.牽0;嘴縱縫為時設拉桿的司企口縫時章,kr=0.7秩6~0.幫84;kf——考慮設計侍基準期內擊荷載應力突累計作用統次數的疲貫勞應力系懼數,可按插下式計算式中:Ne——設計基準感期內標準豎軸載累計海作用次數將;υ——與混合料眨性質有關鹽的指數,藥普通混凝舊土、鋼筋董混凝土、辮連續配筋穿混凝土υ=0.0閱57;碾壓株混凝土杏和貧混彩凝土υ=0.漁065;剛纖眉維混凝稿土,按懶下式計闖算確定駐。kc——考慮超薯載和動饒荷載等叛因素對泄路面疲聽勞損壞爭綜合影驚響的系猾數,隨濁公路等之級而異卵,見下耕表。道路等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路kc
1.301.251.201.10三、溫鑰度疲勞風應力溫度疲液勞應力σtr是一個說與不同魚溫度梯礙度反復妄作用引瓜起的累朋積疲勞紐奉損耗等燒效的應銅力。經啞計算分有析,在隔臨界荷框位處產來生的溫魂度疲勞渣應力σtr可用下式覽表示:式中:σtr——臨界荷位俱處的溫度伍疲勞應力雷(MPa)σtm——最大溫勻度梯度渠時的溫疼度翹曲按應力(MPa)kt——考慮溫度弦翹曲應力增年變化所擾產生的累撤計疲火勞損傷拉的系數最大溫售度梯度暴時的溫量度翹曲監應力計奸算公式宏如下:(12-2刃2)式中:-最大溫采度梯度副時混凝薦土板的腰溫度翹構曲應力浸(MPa);-混凝土的枯線膨脹系粱數(1/℃),通犁常可取察為1×1吧0—5/℃;Tg-最大溫度香梯度標準宋值,可按翼照公路所獅在地的公蹄路自然區但劃按表12-2鉆0(見書)選用;Bx-綜合溫賀度翹曲功應力和統內應力訓作用的箏溫度應坐力系數館,可按L/r和h查用圖12-赴12(下頁凡)確定慎;L-板長,即閑橫縫間距摟(m)。圖12-1機2溫度應君力系數B四、設計奧計算步驟委與流程考慮荷載賺應力和溫維度翹曲應就力綜合疲胃勞損傷作予用的混凝恥土面層厚懲度和板平幻玉面尺寸確壟定方法,六可遵循下粉述設計步損驟:收集并分極析交通參除數初擬路克面結構確定路叼面材料書參數計算荷耕載疲勞沿應力設計厚度年依計算厚控度按10m蟲m向上取整檢驗初暑擬路面丙結構計算溫度略疲勞應力不符合符合第七節汪水泥枯混凝土避路面加撥鋪層設兼計在舊混凝婦土路面上偵鋪設加鋪童層設計之賽前應對舊指混凝土路博面進行技術調查菠的主要內奴容包括:捏路面破樓損狀況御;結構墊承載能立力;行放駛質量差;抗滑抱能力;椅交通狀震況(車堡輛組成么和軸載竭)路基梯和路面皂排水狀巾況;路申面修建鐘和養護值歷史。一、舊崇水泥混趨凝土路攏面的結用構參數起調查1.接縫傳零荷能力痰和板底勒脫空狀偵況調查舊混凝塔土面層稅板的接令縫傳荷棋能力和仍板底脫臂空狀況蔑可采用解彎沉測廊試法調瞧查評定窗。2.舊混凝土外路面結構級參數調查舊混凝土基路面結構跳參數調查異內容包括透:面層厚搏度;面層養彎拉強度階和彎拉彈銅性模量;欺路面基層史頂面的當杠量回彈模訴量等。二、水星泥混凝羊土加鋪拍層結構廢設計水泥混勒凝土加產鋪層結狗構設計秩可選用分離式起或結合憤式水泥混凝宇土加鋪結敗構,并經鞠技術經濟斤比較后確立定。1.分離式加紗鋪層結構伍設計當舊混愿凝土路嗽面的損急壞狀況票和接縫注傳荷能塘力評定獨等級為朽中
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