水泥混凝土路面結構設計ppt課件

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1、【本章要求】【本章要求】1.了解混凝土路面的損壞模式及其設計要求。了解混凝土路面的損壞模式及其設計要求。2.建立彈性地基板理論的基本概念，學會混凝土板內荷載應力建立彈性地基板理論的基本概念，學會混凝土板內荷載應力和溫度應力的實用計算方法。和溫度應力的實用計算方法。3.能正確運用現行設計規范進行混凝土路面結構設計。能正確運用現行設計規范進行混凝土路面結構設計。4.懂得鋼筋混凝土路面板和混凝土加鋪層的設計原理。懂得鋼筋混凝土路面板和混凝土加鋪層的設計原理。水泥混凝土路面結構設計水泥混凝土路面結構設計普通混凝土路面普通混凝土路面鋼筋混凝土路面鋼筋混凝土路面連續配筋混凝土路面連續配筋混凝土路面預應力混

2、凝土路面預應力混凝土路面裝配式混凝土路面裝配式混凝土路面鋼纖維混凝土路面鋼纖維混凝土路面碾壓混凝土路面碾壓混凝土路面裸石露石混凝土路面裸石露石混凝土路面水泥混凝土路面分類水泥混凝土路面分類 水泥混凝土路面：水泥混凝土路面：包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續配筋混包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續配筋混凝土、預應力混凝土、裝配式混凝土和鋼纖維混凝土、預應力混凝土、裝配式混凝土和鋼纖維混凝土等面層板和基墊層所組成的路面。凝土等面層板和基墊層所組成的路面。普通混凝土路面：普通混凝土路面：是指除接縫區和局部范圍邊緣和角隅是指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。外不配置鋼筋的混凝土路面?；?/p>

3、本概念基本概念鋼筋混凝土路面簡介鋼筋混凝土路面簡介適用場合：混凝土板塊尺寸較大時，或基層易產生不適用場合：混凝土板塊尺寸較大時，或基層易產生不均勻沉降或板下埋有地下設施時。均勻沉降或板下埋有地下設施時。特點：配置縱、橫向鋼筋網，主要目的是控制裂縫縫特點：配置縱、橫向鋼筋網，主要目的是控制裂縫縫隙的張開量；隙的張開量；配筋計算，每延米的配筋量配筋計算，每延米的配筋量：A=3.2 Ls hf sy留意：鋼筋最小間距大于最大粒徑兩倍以上，搭接長留意：鋼筋最小間距大于最大粒徑兩倍以上，搭接長度應為直徑的度應為直徑的24倍以上，鋼筋保護層厚度大于倍以上，鋼筋保護層厚度大于5cm；板長一般板長一般10-2

4、0m，不超過，不超過30m。42裝配式混凝土路面簡介裝配式混凝土路面簡介(Prefabricated&assembling)特點：以混凝土預制塊拼裝而成，不受氣候影響，施工進度快，不需特殊養護，易維修，但接縫多，整體性差，易顛簸。適用于城市道路/停車場/堆場，不適用于一般公路。外形：矩形、正方形或六角形，可加預應力?；炷列K鋪砌路面簡介特點：小尺寸一般小于0.03m2），抗壓強度高（60MPa），在基層上設置3cm左右的整平層，然后進行拼裝。優點：便于維修，耐壓適用場合：城市道路人行道，停車場、堆場等。連續配筋水泥混凝土路面CRCP簡介(Continuously Reinforced Con

5、crete Pavement)CRCP是指在路面縱向連續配置足夠數量的鋼筋，以控制混凝土路面板縱向收縮產生的裂縫，從而可以在路面縱向不設接縫的混凝土路面?？v向鋼筋，橫向裂縫處滑支CRCP橫向裂縫CRCPAC加鋪層橫向鋼筋基層土基縱向鋼筋，橫向裂縫處滑支CRCP橫向裂縫AC加鋪層橫向鋼筋47板厚設計方法板厚設計方法板厚設計同普通的水泥混凝土路面；板厚設計同普通的水泥混凝土路面；配筋設計方法配筋設計方法縱向鋼筋設計準則縱向鋼筋設計準則裂縫間距裂縫間距1.02.5m；裂縫寬度裂縫寬度1mm，一般應控制在，一般應控制在0.50.7mm；鋼筋應力鋼筋應力硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥普通水泥普通水泥礦渣水泥；礦渣

6、水泥；水泥的安定性、收縮性，對混凝土路面的抗折強度有重大影響，嚴格控制水泥的安定性、收縮性，對混凝土路面的抗折強度有重大影響，嚴格控制氧化鎂、三氧化硫含量；氧化鎂、三氧化硫含量；粗集料：粗集料：粗集料最大粒徑：滑模攤鋪混凝土路面粗集料最大粒徑，碎石定為粗集料最大粒徑：滑模攤鋪混凝土路面粗集料最大粒徑，碎石定為30mm，礫石為，礫石為20mm。粗集料強度和壓碎值：壓碎值一般不應大于粗集料強度和壓碎值：壓碎值一般不應大于12%，最大不應大于，最大不應大于20%。粗集料外形和級配：粗集料針片狀含量不大于粗集料外形和級配：粗集料針片狀含量不大于10%；集料的含土集料的含土(泥泥)量和軟弱顆粒的影響：土

7、使得抗折強度減小，收縮變大；量和軟弱顆粒的影響：土使得抗折強度減小，收縮變大；影響水泥混凝土強度的因素抗折強度）影響水泥混凝土強度的因素抗折強度）細集料：細集料：細度模數的影響：隨著砂細度模數增加，抗折強度和抗壓強度均略有細度模數的影響：隨著砂細度模數增加，抗折強度和抗壓強度均略有增大。當砂越來越粗時，砂對于嵌鎖力的貢獻逐漸增強，而嵌鎖力提增大。當砂越來越粗時，砂對于嵌鎖力的貢獻逐漸增強，而嵌鎖力提高必然帶來抗折強度的增大。高必然帶來抗折強度的增大。含泥量的影響：含泥量的影響：單位水泥用量：隨著水泥用量的增大，混凝土抗折強度增大。單位水泥用量增大隨著水泥用量的增大，混凝土抗折強度增大。單位水泥

8、用量增大100kg/m3時，抗壓強度可提高時，抗壓強度可提高35%左右，礫石混凝土抗折強度僅增加左右，礫石混凝土抗折強度僅增加5%，碎石混凝土，碎石混凝土增加增加12%左右。左右。水灰比：相同水泥用量時，水灰比增加，抗折強度緩慢下降，抗壓強度則下降較快。相同水泥用量時，水灰比增加，抗折強度緩慢下降，抗壓強度則下降較快。同時增大單位水泥用量和降低水灰比，抗折強度有較明顯的提高。同時增大單位水泥用量和降低水灰比，抗折強度有較明顯的提高。38 斷裂；斷裂；唧泥；唧泥；拱起；拱起；錯臺；錯臺；接縫擠碎等。接縫擠碎等。9.1 混凝土路面的損壞模式和設計要求混凝土路面的損壞模式和設計要求 一、損壞模式一、

9、損壞模式水泥混凝土路面的損壞模式水泥混凝土路面的損壞模式(1)斷裂斷裂 景象：路面板內的應力超過混凝土強度會出現橫向、縱向、景象：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面板破裂成碎塊(稱破碎板稱破碎板)。緣由：板太薄或輪載過重和作用次數過多，板的平面尺寸緣由：板太薄或輪載過重和作用次數過多，板的平面尺寸大大大大(使溫度應力過大使溫度應力過大)，地基過量或不均勻下沉使板底脫，地基過量或不均勻下沉使板底脫空失去支承，施工養生期間收縮應力過大或混凝土強度不空失去支承，施工養生期間

10、收縮應力過大或混凝土強度不足，等等。足，等等。擠碎擠碎 景象：在接縫景象：在接縫(主要是脹縫主要是脹縫)附近數十厘米范圍內的板因受附近數十厘米范圍內的板因受擠壓而碎裂。擠壓而碎裂。緣由：脹縫內的滑動傳力桿排列不正或不能正?；瑒?，縫緣由：脹縫內的滑動傳力桿排列不正或不能正?；瑒?，縫隙內有混凝土搭連或落入堅硬的雜屑等，使路面板的伸張隙內有混凝土搭連或落入堅硬的雜屑等，使路面板的伸張受到阻礙，在接縫處邊緣部分產生較高的擠壓應力而剪裂受到阻礙，在接縫處邊緣部分產生較高的擠壓應力而剪裂成碎決。成碎決。水泥混凝土路面的損壞模式水泥混凝土路面的損壞模式47水泥混凝土路面的損壞模式水泥混凝土路面的損壞模式 拱

11、起拱起 景象：混凝土路面板在熱膨脹受阻時，接縫兩側的板突然景象：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。向上拱起。緣由：板收縮時接縫縫隙張開，填縫料失效，硬物嵌滿縫緣由：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曲失穩現象。采用膨脹性較大的石料種縱向屈曲失穩現象。采用膨脹性較大的石料(如硅質巖如硅質巖石等石等)作粗集料，容易引起板塊拱起。作粗集料，容易引起板塊拱起。水泥混凝土路面的損壞模式水泥混凝土路面的損壞模式 唧泥唧泥 景象：車輛行經接縫或裂縫時，由縫內噴濺出稀泥漿的

12、景象：車輛行經接縫或裂縫時，由縫內噴濺出稀泥漿的現象?，F象。緣由：在輪載的頻繁作用下，基層緣由：在輪載的頻繁作用下，基層(地基地基)產生塑性變形累產生塑性變形累積面同混凝土板脫離接觸，水分沿縫隙下滲而積聚在脫積面同混凝土板脫離接觸，水分沿縫隙下滲而積聚在脫空的間隙內，又在輪載作用下積水變成有壓水，并同基空的間隙內，又在輪載作用下積水變成有壓水，并同基層內浸濕的細料混攪成泥漿，再沿縫隙噴濺出來，唧泥層內浸濕的細料混攪成泥漿，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撐，而導致斷裂。會使路面板邊緣和角隅部分逐步失去支撐，而導致斷裂。5水泥混凝土路面的損壞模式水泥混凝土路面的損壞模式

13、緣由：橫縫處傳荷能力不足，車輪經過時相鄰板端部會出現緣由：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，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，使縫旁兩板在伸脹持壓過程或脹縫兩側混凝土壁面不垂直，使縫旁兩板在伸脹持壓過程中，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，縱縫止也會產生錯臺現象。錯臺的出各塊板之間不一致時，縱縫

14、止也會產生錯臺現象。錯臺的出現，降低了行車的平穩性和舒適性?，F，降低了行車的平穩性和舒適性。(5)錯臺錯臺景象：接縫或裂縫兩側路面板端部景象：接縫或裂縫兩側路面板端部出現的豎向相對位移。出現的豎向相對位移。6露骨(polished aggregates)89脫皮(Scaling)10水泥路面的設計標準水泥路面的設計標準水泥路面結構設計的主要內容水泥路面結構設計的主要內容 路面結構層組合設計路面結構層組合設計 混凝土面板厚度設計混凝土面板厚度設計 混凝土面板的平面尺寸與接縫設計混凝土面板的平面尺寸與接縫設計 路肩設計路肩設計 混凝土路面的鋼筋配筋設計混凝土路面的鋼筋配筋設計公路技術等級公路技術等

15、級高速公路高速公路一級公路一級公路二級公路二級公路三、四級公路三、四級公路設計基準期（設計基準期（a）30302020 2.軸載當量換算軸載當量換算雙輪組三軸雙輪組雙軸單輪組單軸雙輪組單軸22.0822.0543.031024.21007.11022.21iiiiiiiPPP混凝土路面交通等級混凝土路面交通等級1.設計基準期設計基準期 3.交通調查和軸載分析交通調查和軸載分析交通量車道分布系數交通量車道分布系數單向車道數單向車道數1234車道分布系數車道分布系數1.00.8-1.00.6-0.80.5-0.75 交通量調查可獲得公路設計基準期初期的年平均日交通交通量調查可獲得公路設計基準期初期

16、的年平均日交通量雙向和車輛組成數據，（輕型車對混凝土路面的疲勞量雙向和車輛組成數據，（輕型車對混凝土路面的疲勞損傷可以忽略不計）?？紤]車輛在橫斷面上分布不均勻，且損傷可以忽略不計）?？紤]車輛在橫斷面上分布不均勻，且車道數不同，分布概率也不同。車道數不同，分布概率也不同。NS=N1 方向系數一般為方向系數一般為0.5）車道分配系數車道分配系數 NS基準初年年平均日交通量基準初年年平均日交通量AADT(單向單向)N1年平均日交通量雙向）年平均日交通量雙向）4.標準軸載累計當量作用次數標準軸載累計當量作用次數365 1)1(NrrNtse公路等級公路等級縱縫邊緣處縱縫邊緣處高速公路、一級公路高速公路

17、、一級公路0.17-0.22二級、二級二級、二級以下公路以下公路行車道寬行車道寬7m0.34-0.39行車道寬行車道寬7m0.54-0.62 臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數交通等級交通等級特重特重重重中等中等輕輕設計車道標準軸設計車道標準軸載累計作用次數載累計作用次數N e（104）2000100200031003交通分級交通分級 5.交通等級劃分交通等級劃分 水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設計基準期水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設計基準期內設計車道臨界荷位承受的標準軸載當量累計作用次數內設計車道臨界荷位承受的標準軸載當量累計作用次數分為下表所列四級。分為下表

18、所列四級。水泥混凝土路面的力學特性水泥混凝土路面的力學特性1、混凝土板的強度及模量基層和土基的強度及模量；、混凝土板的強度及模量基層和土基的強度及模量；2、水泥混凝土板本身的抗壓強度抗折強度；、水泥混凝土板本身的抗壓強度抗折強度；3、板塊厚度相對于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的繞、板塊厚度相對于平面尺寸較小，板塊在荷載作用下的繞 度很??；度很??；4、混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度梯度，、混凝土板在自然條件下，存在沿板厚方向的溫度梯度，會產生翹曲現象，如收到約束，會在板內產生翹曲應力；會產生翹曲現象，如收到約束，會在板內產生翹曲應力；5、荷載重復作用，溫度梯度反復作用，混凝土板出現

19、疲勞、荷載重復作用，溫度梯度反復作用，混凝土板出現疲勞 破壞。破壞。9.2 彈性地基板的應力分析彈性地基板的應力分析彈性地基上的小撓度薄板模型彈性地基上的小撓度薄板模型 彈性地基：彈性地基：因為混凝土板下的基層與土基的應力應變很小，因為混凝土板下的基層與土基的應力應變很小，不超過材料的彈性區域不超過材料的彈性區域;彈性板：彈性板：因為板的模量高，應力承受能力強，一般受力不因為板的模量高，應力承受能力強，一般受力不超過彈性比例極限應力，撓度與板厚相比很小。超過彈性比例極限應力，撓度與板厚相比很小。水泥混凝土路面設計理論：水泥混凝土路面設計理論：彈性地基上的小撓度薄板理論彈性地基上的小撓度薄板理論

20、水泥混凝土路面的力學模式水泥混凝土路面的力學模式水泥混凝土路面的工作及設計特點水泥混凝土路面的工作及設計特點1、抗彎拉強度、抗彎拉強度JTG D40-2019:以彈性半空間地基有限大矩形板模型為以彈性半空間地基有限大矩形板模型為基礎，以基礎，以100KN單軸雙輪標準軸載作用于矩形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。板縱向邊緣中部產生的最大荷載應力控制設計。設計理論與方法設計理論與方法彈性地基板體系理論簡介彈性地基板體系理論簡介 基本概念：基本概念：在彈性力學里，兩個平行面和垂直于這兩個平行面所在彈性力學里，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簡稱板

21、；兩個板面之間的距離圍成的柱面或棱柱面簡稱板；兩個板面之間的距離h稱厚稱厚度；平分厚度度；平分厚度h的平面稱為板的中面。如果板的厚度的平面稱為板的中面。如果板的厚度h遠小遠小于中面的最小邊尺寸于中面的最小邊尺寸b如如b/8b/5），這種板稱薄板。），這種板稱薄板。在薄板彎曲時，中面所形成的稱為薄板彈性曲面，而中面在薄板彎曲時，中面所形成的稱為薄板彈性曲面，而中面內各點在垂直方向的位移稱為撓度。內各點在垂直方向的位移稱為撓度。彈性地基板體系理論簡介彈性地基板體系理論簡介 薄板下的地基有兩種：薄板下的地基有兩種：文克勒地基文克勒地基 彈性半無限地基彈性半無限地基 彈性地基小撓度薄板理論：彈性地基小

22、撓度薄板理論：混凝土路面板常做成等厚式，其厚度不到平面尺寸的混凝土路面板常做成等厚式，其厚度不到平面尺寸的1/10，在輪載作用下的豎向位移，在輪載作用下的豎向位移(稱作撓度稱作撓度)又比厚度小兩又比厚度小兩個數量級，可把混凝土板看作是均質、各向同性、無重量、個數量級，可把混凝土板看作是均質、各向同性、無重量、等厚的小撓度彈性薄板。等厚的小撓度彈性薄板。采用此理論時三個基本假設：采用此理論時三個基本假設：垂直于中面方向的應變及其微小，可以忽略不計；垂直于中面方向的應變及其微小，可以忽略不計；垂直于中面的法線，在彎曲變形后均保持為直線垂直于中面的法線，在彎曲變形后均保持為直線并垂直于中面，故無橫向

23、剪切應變；并垂直于中面，故無橫向剪切應變；中面上各點無平行于中面的位移。中面上各點無平行于中面的位移。板與基礎之間始終保持接觸，且面剪應力為零。板與基礎之間始終保持接觸，且面剪應力為零。彈性地基板體系理論簡介彈性地基板體系理論簡介 基墊層、路基可看成彈性地基，它對路面只有向基墊層、路基可看成彈性地基，它對路面只有向上的豎向反力，且地基與板完全接觸不脫離），即撓度上的豎向反力，且地基與板完全接觸不脫離），即撓度相同。相同。在研究豎向荷載作用下的小撓度板問題時，常采用下列在研究豎向荷載作用下的小撓度板問題時，常采用下列三項基本假設：三項基本假設：1.z,z0,W為為x，y)的函數。的函數。2.無橫

24、向剪應變，無橫向剪應變，xz=yz=0。3.中面上各點無中面上各點無x、y方向位移，方向位移，u=v=0,只有只有W。彈性地基板體系理論簡介彈性地基板體系理論簡介板撓曲面微分方程板撓曲面微分方程000 xyMMZ 平衡方程：平衡方程：板撓曲面微分方程板撓曲面微分方程)(1)(1222222ywxwzEEcccyxccx)xy(1)(122222xy2ywwzEEcccccyxwzEEccxyccx2y11(2）)(2222ywxwDMcx)(2222xwywDMcyxywDMcxy2)1(qpyMyxM2xM22xy22x2)1(1223cchEDqpywyxwxwD)2(4422444則板撓

25、曲面微分方程為：則板撓曲面微分方程為：由幾何方程和物理方程，得出應力由幾何方程和物理方程，得出應力應變應變位移方程：位移方程：qp)drdwr1drwd)(drdr1drd(D2222采用圓柱坐標時：采用圓柱坐標時：xyyyxxxyyyxxEEEE221111xyyyxxxyyyxxEEEE221111xyxyE)1(2yxxPPEZywxwEZ111222222xyyPPEZxwywEZ111222222xyxykEZyxwEZ112 變變換換yxxPPEZywxwEZ111222222xyyPPEZxwywEZ111222222xyxykEZyxwEZ112 彎矩與扭矩彎矩與扭矩2223)

26、()1(1wwyxxxkkEhdzZM積分積分2223)()1(1wwyxxxkkEhdzZM推導得推導得同理同理2222)(ywxwDkkDMyxx2222)(xwywDkkDMxyyyxwDkDMxyxy2)1()1(撓曲面微分方程推導：撓曲面微分方程推導：)(qpyQxQyx0 xxyxQyMxM0yxyyQxMyMqpyMyyxMxyxMxD)2(4422444q-p22WD)(222222qpyMyyxMxyxMx2222)(ywxwDkkDMyxx2222)(xwywDkkDMxyyyxwDkDMxyxy2)1()1(要求解方程，必須建立地基反力與薄板撓度間的關系，因此，要求解方程

27、，必須建立地基反力與薄板撓度間的關系，因此，必須對地基變形進行假設。必須對地基變形進行假設。一、文克勒地基一、文克勒地基假設地基上任一點的反力僅同該點的撓度成正比假設地基上任一點的反力僅同該點的撓度成正比以反應模量以反應模量K表征表征的地基的地基),(),(0000yxkwyxq2cihP)2673.0g)(1(1.1675h.0h6.1b222cehP)08975.0g)(54.01(116.22.Winkler地基解析解：地基解析解：1板中受荷時：板中受荷時：當當0.5h時，偏差較大，用時，偏差較大，用代替代替。2板邊部中受荷時：板邊部中受荷時：當當 M r 輪外彎矩：輪外彎矩：對稱多輪載

28、對稱多輪載求解方法：求解方法：取荷載最大的輪跡取荷載最大的輪跡中心中心作為計算點，按圓形均作為計算點，按圓形均布荷布荷載計算板中最大彎矩；載計算板中最大彎矩；其它其它輪子按集中荷載計算其輪子按集中荷載計算其在主在主輪輪跡中心下成熟的附輪輪跡中心下成熟的附加彎加彎矩和切向彎矩，然后轉矩和切向彎矩，然后轉換為換為x和和y向彎矩后疊加。向彎矩后疊加。22sincostrxMMM22cossintryMMM2h6M 彈性地基板的有限元解彈性地基板的有限元解 工程實踐中采用的混凝土路面板基本上都屬于有限尺寸工程實踐中采用的混凝土路面板基本上都屬于有限尺寸的矩形板，并非無限大板。對于彈性半空間體地基上有限

29、尺的矩形板，并非無限大板。對于彈性半空間體地基上有限尺寸矩形板的板中、板邊和板角作用車輪荷載時，求解相應位寸矩形板的板中、板邊和板角作用車輪荷載時，求解相應位置的撓度和彎矩在數學上遇到很大困難。而有限元方法是結置的撓度和彎矩在數學上遇到很大困難。而有限元方法是結構和連續介質應力分析中的一種較有效的計算方法。構和連續介質應力分析中的一種較有效的計算方法?，F行現行公路水泥混凝土路面設計規范公路水泥混凝土路面設計規范JTG D402019）用有限元法分析了荷載作用下板的極限應力值，由此給出了用有限元法分析了荷載作用下板的極限應力值，由此給出了應力計算諾漠圖。應力計算諾漠圖?？煞治霾灰巹t板可分析不規則

30、板(交叉口的梯形板、三角板、缺口板交叉口的梯形板、三角板、缺口板)可計算有限尺寸的板使得板邊、板角的分析成為可能）可計算有限尺寸的板使得板邊、板角的分析成為可能）可考慮各種實際的邊界約束和支承狀況如傳力捍、脫空可考慮各種實際的邊界約束和支承狀況如傳力捍、脫空等，非均勻支承）等，非均勻支承）可分析各種荷位和載荷組合找到最荷位及荷載組合）可分析各種荷位和載荷組合找到最荷位及荷載組合）有限元法比解析解的優越性：有限元法比解析解的優越性：彈性半空間地基板體系理論荷載應力分析有限元彈性半空間地基板體系理論荷載應力分析有限元法）法）一、臨界荷位一、臨界荷位 選取混凝土板的縱向邊緣中部作為產生荷載應力和溫度

31、梯選取混凝土板的縱向邊緣中部作為產生荷載應力和溫度梯度綜合疲勞損傷的臨界荷位。度綜合疲勞損傷的臨界荷位。二、荷載疲勞應力計算二、荷載疲勞應力計算260.0077.0hrps31537.0tcEEhr 水泥混凝土板為四邊自由板時，標準軸載在臨界荷位處水泥混凝土板為四邊自由板時，標準軸載在臨界荷位處產生的荷載應力產生的荷載應力r 混凝土板的相對剛度半徑(m)；h 混凝土板厚度(m)；Ec 水泥混凝土的彎拉彈性模量MPa）Et 基層頂面當量回彈模量MPa）單層水泥混凝土板路面荷載應力分析單層水泥混凝土板路面荷載應力分析考慮縱向和橫向接縫傳荷能力，修正后的荷載疲勞應力：考慮縱向和橫向接縫傳荷能力，修正

32、后的荷載疲勞應力：pscfrprkkk綜合系數綜合系數 kc 標準軸載在臨界荷位處產生的荷載疲勞應力MPa）；標準軸載在四邊自由板的臨界荷位處產生的荷載疲勞應力MPa）；Kr 考慮接縫傳荷能力的應力折減系數?？v縫為設拉桿的平縫或縮縫時，可取為0.870.92剛性和半剛性基層取低 值，柔性基層取高值）；縱縫為不設拉桿的平縫或自由邊時，取為1.0；Kf 考慮設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數，V 與混合料性質有關的指數 普通混凝土、鋼筋混凝土、連續配筋混凝土取0.057；碾壓混凝土和貧混凝土，取0.065。Kc 考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數，按下表取用。psprKf

33、=Nev 單層水泥混凝土板路面荷載應力分析單層水泥混凝土板路面荷載應力分析 雙層混凝土板的臨界荷位仍為縱向邊緣中部，標準軸載雙層混凝土板的臨界荷位仍為縱向邊緣中部，標準軸載Ps在在臨界荷位處產生的上、下層混凝土板的荷載應力計算公式仍為：臨界荷位處產生的上、下層混凝土板的荷載應力計算公式仍為：pscfrprkkk 分離式雙層板分別計算上、下層板的荷載應力，結合式雙層分離式雙層板分別計算上、下層板的荷載應力，結合式雙層板僅需計算下層板的荷載應力，板僅需計算下層板的荷載應力，Kr、Kf、Kc的確定方法，同單的確定方法，同單層混凝土板完全相同。層混凝土板完全相同。雙層水泥混凝土板路面荷載應力分析雙層水

34、泥混凝土板路面荷載應力分析 從力學模型考慮，彈性地基雙層混凝土板按層間接觸狀態分從力學模型考慮，彈性地基雙層混凝土板按層間接觸狀態分為兩類：為兩類：上、下層完全分離，接觸面假定為完全光滑；上、下層完全分離，接觸面假定為完全光滑；上、下層密切結合，接觸面假定為完全連續；上、下層密切結合，接觸面假定為完全連續；等剛度法等剛度法將不同接觸狀況的雙層板轉換為剛度相當的單層板，然后按將不同接觸狀況的雙層板轉換為剛度相當的單層板，然后按彈性地基上的當量單層板計算荷載應力，再根據上、下層板的剛度計算各層彈性地基上的當量單層板計算荷載應力，再根據上、下層板的剛度計算各層所分擔的彎矩和應力。所分擔的彎矩和應力。

35、h01、h02 上下層混凝土板厚度(m)；Ec1、Ec2上下層混凝土板的彎拉彈性模量MPa）Ku層間結合系數，分離式Ku=0，結合式Ku=1；雙層水泥混凝土板路面荷載應力分析雙層水泥混凝土板路面荷載應力分析gcgpsDhEr12077.001160.01guxcgpsDKhhEr6)5.0(077.002260.02 水泥混凝土板為四邊自由板時，標準軸載水泥混凝土板為四邊自由板時，標準軸載Ps在臨界荷位在臨界荷位處產生的荷載應力：分離式雙層板上層處產生的荷載應力：分離式雙層板上層 和下層和下層 ，或結合式雙層板下層或結合式雙層板下層 如下：如下：1ps2ps2ps雙層水泥混凝土板路面荷載應力分

36、析雙層水泥混凝土板路面荷載應力分析)(2)(0220110201011hEhEhhhEhcccxuccccccgKhEhEhhhEhEhEhED)(4)(12120220112020102201130223011Dg 雙層混凝土板的截面總剛度(MN-m)；hx 下層板中面至結合式雙層板中性面的距離(m)；rg 雙層混凝土板的相對剛度半徑；3/1)(23.1tggEDr 基層頂面的當量回彈模量基層頂面的當量回彈模量Et 混凝土面板下的地基包括路基和根據需要設置的墊層與基層，其整混凝土面板下的地基包括路基和根據需要設置的墊層與基層，其整體路面結構為彈性多層體系。分析板內荷載應力時，應將多層體系換算

37、體路面結構為彈性多層體系。分析板內荷載應力時，應將多層體系換算為半無限體，以其頂面的當量回彈模量作為半無限地基的模量值。為半無限體，以其頂面的當量回彈模量作為半無限地基的模量值。1新建公路基層頂面的當量回彈模量值新建公路基層頂面的當量回彈模量值3100EEEahExbxt2221222121hhEhEhEx3112xxxEDh1221122132231111412hEhEhhhEhEDx 45.0051.1122.6EEax55.0044.11EEbx基層頂面的當量回彈模量基層頂面的當量回彈模量2原有柔性路面頂面的當量回彈模量值原有柔性路面頂面的當量回彈模量值 在原有柔性路面上鋪筑水泥混凝土路

38、面時，應通過承載板在原有柔性路面上鋪筑水泥混凝土路面時，應通過承載板試驗確定原有柔性路面頂面的當量回彈模量試驗確定原有柔性路面頂面的當量回彈模量Et；如用汽車實測；如用汽車實測路段的回彈彎沉值，可按柔性路面舊路補強法中的計算方法確路段的回彈彎沉值，可按柔性路面舊路補強法中的計算方法確定計算回彈彎沉值定計算回彈彎沉值l0后，確定其基層頂面的當量回彈模量后，確定其基層頂面的當量回彈模量Et：04.1013739lEtl0以后軸重以后軸重100kN的車輛測得的計算回彈彎沉值的車輛測得的計算回彈彎沉值1/100mm）。）。1.脹縮應力脹縮應力膨脹：膨脹：當氣溫緩慢變化時，板內溫度均勻升降，則面當氣溫緩

39、慢變化時，板內溫度均勻升降，則面板沿斷面的深度均勻脹縮。由于板與基層之間板沿斷面的深度均勻脹縮。由于板與基層之間的摩阻約束，在溫度升降時板中部不能移動，的摩阻約束，在溫度升降時板中部不能移動，得面板脹縮完全受阻時所產生的應力為：得面板脹縮完全受阻時所產生的應力為：tEcxutEcyx1產生原因：產生原因：由于板的自重、地基反力和相由于板的自重、地基反力和相鄰板的鉗制作用，使部分翹鄰板的鉗制作用，使部分翹曲變形受阻，從而使板內產曲變形受阻，從而使板內產生翹曲應力。生翹曲應力。由氣溫升高引起的板中部隆起由氣溫升高引起的板中部隆起受到限制時，板底面出現拉受到限制時，板底面出現拉應力；而當氣溫降低引起

40、的應力；而當氣溫降低引起的板四周翹起受阻時，板頂面板四周翹起受阻時，板頂面出現拉應力。出現拉應力?；炷涟迓N曲變形混凝土板翹曲變形2.翹曲應力翹曲應力tmttrk在臨界荷位處的溫度疲勞應力在臨界荷位處的溫度疲勞應力xgcctmBhTE2 最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力;c混凝土的線膨脹系數(1/)，通?？扇?10-5/；h 混凝土面板厚度(cm)；Tg 所在地混凝土面板的最大溫度梯度(/cm)；Bx 綜合溫度翹曲應力和內應力作用的溫度應力系數，按板長 L與板相對剛度 半徑r的比值 L/r 和板厚 h 由諾謨圖確定。kt 考慮溫度應力累計疲勞作用的疲勞應力系數。tm 單層水泥混凝土板路面溫

41、度應力分析單層水泥混凝土板路面溫度應力分析水泥混凝土板路面溫度應力分析水泥混凝土板路面溫度應力分析bfafkcrtmtmrt疲勞應力系數疲勞應力系數kt 單層水泥混凝土板路面溫度應力分析單層水泥混凝土板路面溫度應力分析回歸系數回歸系數a、b、c溫度應力系數溫度應力系數Bx 水泥混凝土面層的最大溫度梯度標準值水泥混凝土面層的最大溫度梯度標準值Tg，可按照公路，可按照公路所在地的公路自然區劃，按下表所在地的公路自然區劃，按下表 選用。選用。公路自然區劃、最大溫度梯度(/m)8883909586929398注：海拔高時，取高值；濕度大時，取低值。最大溫度梯度標準值Tg最大溫度梯度標準值最大溫度梯度標

42、準值Tg 雙層水泥混凝土板路面溫度應力分析雙層水泥混凝土板路面溫度應力分析11tmttrk22tmttrk 上層上層 ；下層下層 ；雙層混凝土板的溫度應力計算公式：雙層混凝土板的溫度應力計算公式：分離式雙層板僅需計算上層板的溫度應力分離式雙層板僅需計算上層板的溫度應力結合式雙層板僅需計算下層板的溫度應力結合式雙層板僅需計算下層板的溫度應力1tr2tr分離式雙層混凝土板上層最大溫度應力分離式雙層混凝土板上層最大溫度應力式中：Bx1分離式雙層混凝土板的溫度應力系數；Bx 上層混凝土板的溫度應力系數，按l/rg，h01查圖；Cx 混凝土板的溫度翹曲應力系數，按l/rg查圖；101112xgcctmB

43、ThExhhEhEhxxBCBcc)5.2ln(81.032.010201202101溫度應力系數溫度應力系數Bx、Cx結合式雙層混凝土板下層最大溫度應力結合式雙層混凝土板下層最大溫度應力式中：Bx2結合式雙層混凝土板的溫度應力系數；Bx 下層混凝土板的溫度應力系數，按l/rg，（h01+h02查圖；20201222)(xgcctmBThhExccccxBhhEEEhEhB)218ln(27.077.1 02012120210121、結構可靠性的含義、結構可靠性的含義 結構可靠性是指結構在規定時間結構可靠性是指結構在規定時間(設計基準期設計基準期)內、規定條內、規定條件下件下(正常設計、正常施

44、工、正常使用和維護正常設計、正常施工、正常使用和維護)完成預定功能的完成預定功能的能力。能力。其功能要求為其功能要求為:(1)安全性；安全性；(2)適用性；適用性；(3)耐久性。耐久性。當結構或構件超過承載能力極限狀態，就可能產生以下后果：當結構或構件超過承載能力極限狀態，就可能產生以下后果：（1由于材料強度不夠而破壞，或因疲勞而破壞；由于材料強度不夠而破壞，或因疲勞而破壞；（2產生過大的塑性變形而不能繼續承載，結構或構件喪產生過大的塑性變形而不能繼續承載，結構或構件喪失穩定；失穩定；（3結構轉變為機動體系。超過這一極限狀態，結構或其結構轉變為機動體系。超過這一極限狀態，結構或其構件就不能滿足

45、其預定的安全性要求構件就不能滿足其預定的安全性要求路面結構的可靠度路面結構的可靠度 (了解內容）了解內容）在規定的設計使用年限內，在環境條件和荷載作用下，在規定的設計使用年限內，在環境條件和荷載作用下，路面能夠發揮其預期功能的概率。路面能夠發揮其預期功能的概率。我國水泥混凝土路面設計方法：路面板的車輛荷載疲勞我國水泥混凝土路面設計方法：路面板的車輛荷載疲勞應力及溫度疲勞應力之和小于混凝土的極限抗折強度。應力及溫度疲勞應力之和小于混凝土的極限抗折強度。）（5514)(rtprf 2、水泥混凝土路面可靠度的定義、水泥混凝土路面可靠度的定義1、設計基準期、目標可靠度和變異水平、設計基準期、目標可靠度

46、和變異水平 目標可靠度是所設計路面結構應具有的可靠度水平。選定較目標可靠度是所設計路面結構應具有的可靠度水平。選定較高的目標可靠度，在各設計參數的變異水平不變時，所設計的路高的目標可靠度，在各設計參數的變異水平不變時，所設計的路面厚度較大，初期建設費用較高，但使用期間的養護費用和車輛面厚度較大，初期建設費用較高，但使用期間的養護費用和車輛運行費用較低；若選定較低的目標可靠度，則所設計的路面結構運行費用較低；若選定較低的目標可靠度，則所設計的路面結構較薄，初期修建費用可以降低，但使用期間的養護費用和車輛運較薄，初期修建費用可以降低，但使用期間的養護費用和車輛運行費用將會提高。行費用將會提高。水泥

47、混凝土路面可靠度設計標準水泥混凝土路面可靠度設計標準水泥路面設計參數水泥路面設計參數2、結構設計參數的變異水平分級、結構設計參數的變異水平分級結構設計參數的變異水平分級結構設計參數的變異水平分級水泥路面設計參數水泥路面設計參數 可靠度系數可靠度系數rr 混凝土設計彎拉強度混凝土設計彎拉強度 3、可靠度系數、可靠度系數水泥路面設計參數水泥路面設計參數5、混凝土材料要求、混凝土材料要求）（5514)(rtprf 交通等級特重重中等輕設計車道標準軸載累計作用次數N e（104）2000100200031003交通分級交通分級4、交通分級指標、交通分級指標 水泥混凝土路面以彎拉強度作為設計控制指標，取

48、水泥混凝土路面以彎拉強度作為設計控制指標，取28d齡期齡期的的151555cm的水泥混凝土梁式試件，用三分點加載試驗方的水泥混凝土梁式試件，用三分點加載試驗方法確定。法確定。水泥混凝土的強度以水泥混凝土的強度以28d齡期的彎拉強度控制。當混凝土澆齡期的彎拉強度控制。當混凝土澆筑后筑后90d內不開放交通時，可采用內不開放交通時，可采用90d齡期的彎拉強度。各交通齡期的彎拉強度。各交通等級要求的混凝土彎拉強度標準值不得低于表中規定值。等級要求的混凝土彎拉強度標準值不得低于表中規定值。交通等級特重重中等輕水泥混凝土的彎拉強度標準值（Mpa）5.05.04.54.0鋼纖維混凝土的彎拉強度標準值（Mpa

49、）6.06.05.55.0混凝土彎拉強度標準值混凝土彎拉強度標準值5、混凝土材料要求、混凝土材料要求6.防凍厚度防凍厚度 在季節性冰凍地區，路面的總厚度不應小于表中規定的最在季節性冰凍地區，路面的總厚度不應小于表中規定的最小防凍厚度。小防凍厚度。路基 干濕 類型路基土質當地最大冰凍深度（m）0.501.001.011.501.502.002.00中濕 路基低、中、高液限粘土0.300.500.400.600.500.700.600.95粉土，粉質低、中液限粘土0.400.600.500.700.600.850.701.10潮濕 路基低、中、高液限粘土0.400.600.500.700.600.

50、900.751.20粉土，粉質低、中液限粘土0.450.700.550.800.701.000.801.30注：凍深小或填方路段，或者基、墊層為隔濕性能良好的材料，可采用低值；凍深大或挖方及地下水位高的路段，或者基、墊層為隔濕性能較差的材料，應采用高值；凍深小于0.50m的地區,一般不考慮結構層防凍厚度。水泥混凝土路面最小防凍厚度水泥混凝土路面最小防凍厚度m）組合設計內容：組合設計內容：面層面層基層基層墊層墊層路基路基9.3 結構層組合設計結構層組合設計主要考慮交通等級、氣候、路基及材料情況，與柔性路面主要考慮交通等級、氣候、路基及材料情況，與柔性路面不同。不同。一、面層一、面層 應具有足夠的

51、強度、耐久性，表面抗滑、耐磨、應具有足夠的強度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。平整。選擇方法：選擇方法：面層一般采用設接縫的普通混凝土；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、填挖交界下埋有地下設施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路等有可能產生不均勻沉降時，應采用設置段的路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。接縫的鋼筋混凝土面層。面層類型面層類型適用條件適用條件連續配筋混凝土面層高速公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

52、交通的高速公路碾壓混凝土面層二級及二級以下公路、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橋頭引道沉降未穩定段其它面層類型選擇其它面層類型選擇交通等級交通等級特重特重重重公路等級公路等級高速高速一級一級二級二級高速高速一級一級二級二級變異水平等級變異水平等級低低中中低低中中低低中中低低中中面層厚度（面層厚度（mm）260250240270240260230250220面層厚度參考范圍面層厚度參考范圍均勻、穩定的支承，防止唧泥、錯臺，延長壽命，施工方便。均勻、穩定的支承，防止唧泥、錯臺，延長壽命，施工方便。

53、要求有足夠剛度、穩定性，斷面正確、平整，耐沖蝕能力。要求有足夠剛度、穩定性，斷面正確、平整，耐沖蝕能力。寬度比面板寬寬度比面板寬2535cm，或與路基同寬。，或與路基同寬?；鶎禹斆娈斄炕貜椖Ａ炕鶎禹斆娈斄炕貜椖Ａ縀t不小于規范規定的不小于規范規定的E值。由此定基值。由此定基層的厚度層的厚度h。新建道路新建道路hmin=15cm，補強在柔性路面上時，補強在柔性路面上時，h=8cm(砂、礫石砂、礫石),h=10cm水水穩類）穩類）,對巖石路基對巖石路基h=68cm。二、基層二、基層路基和結構層參數路基和結構層參數 二、基層二、基層 基層應具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度?；鶎討哂凶銐虻目箾_刷能力

54、和一定的剛度?；鶎宇愋鸵艘勒战煌ǖ燃壈幢磉x用?；鶎宇愋鸵艘勒战煌ǖ燃壈幢磉x用?；炷令A制塊面層應采用水泥穩定粒料基層混凝土預制塊面層應采用水泥穩定粒料基層 交通等級基層類型特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土基層重交通水泥穩定粒料或瀝青穩定碎石基層中等或輕交通水泥穩定粒料、石灰粉煤灰穩定粒料或級配粒料基層基層類型基層類型厚度適宜的范圍（厚度適宜的范圍（mm）貧混凝土或碾壓混凝土基層120200水泥或石灰粉煤灰穩定粒料基層150250瀝青混凝土基層4060瀝青穩定碎石基層80100級配粒料基層150200多孔隙水泥穩定碎石排水基層100140瀝青穩定碎石排水基層80100各類基層厚度的適宜范

55、圍各類基層厚度的適宜范圍 三、墊層：三、墊層：1改善路基水溫狀況；改善路基水溫狀況；2阻止路基土擠入基層；阻止路基土擠入基層；3保證路面結構的穩定性，以減少路基頂面的應力和變形；保證路面結構的穩定性，以減少路基頂面的應力和變形；4達到路面結構總厚度；達到路面結構總厚度；(對季節性冰凍地區對季節性冰凍地區,路面有最小路面有最小防凍厚度要求防凍厚度要求)5具有一定的強度、好的水穩性、抗凍性。具有一定的強度、好的水穩性、抗凍性。三、墊層三、墊層 遇有下述情況時，需在層基下設置墊層：遇有下述情況時，需在層基下設置墊層：季節性冰凍地區，路面總厚度小于規范規定最小季節性冰凍地區，路面總厚度小于規范規定最小

56、防凍厚度要求時，其差值應以墊層厚度補足；防凍厚度要求時，其差值應以墊層厚度補足；水文地質條件不良的土質路塹，路床土濕度較大水文地質條件不良的土質路塹，路床土濕度較大時，宜設置排水墊層；時，宜設置排水墊層；路基可能產生不均勻沉降或不均勻變形時，可加路基可能產生不均勻沉降或不均勻變形時，可加設半剛性墊層。設半剛性墊層。本卷須知：本卷須知：墊層的寬應與路基同寬，其最小厚度為墊層的寬應與路基同寬，其最小厚度為150mm。防凍墊層和排水墊層宜采用砂、砂礫等顆粒材料。防凍墊層和排水墊層宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層可采用低劑量無機結合料穩定粒料或半剛性墊層可采用低劑量無機結合料穩定粒料或土。土。四、

57、路基四、路基 路基應穩定、密實、均質，對路面結構提供均勻的路基應穩定、密實、均質，對路面結構提供均勻的支承。支承。高液限粉土及塑性指數大于高液限粉土及塑性指數大于16或膨脹率大于或膨脹率大于3的低液限粘土，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。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結合料改善。結合料改善。地下水位高時，宜提高路堤設計標高。地下水位高時，宜提高路堤設計標高。路基壓實度應符合路基壓實度應符合的要求。的要求。巖石或填石路床頂面應鋪設整平層。巖石或填石路床頂面應

58、鋪設整平層。路基：控制變形，如不均勻變形路基：控制變形，如不均勻變形脫空現象脫空現象應力增大應力增大破壞破壞。措施：按填筑規則填；壓實時含水量措施：按填筑規則填；壓實時含水量 最正確；壓實度、排水、加固、最正確；壓實度、排水、加固、設墊層。設墊層。本卷須知：本卷須知：高液限粘土及含有機質細粒土，不能用做高速公路高液限粘土及含有機質細粒土，不能用做高速公路和一級公和一級公 路的路床填料或二級及以下公路和上路床填料；路的路床填料或二級及以下公路和上路床填料；我國水泥混凝土路面設計方法我國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我國水泥混凝土路面設計方法采用單軸雙輪組100K

59、N標準標準軸載作用下的彈性半空間體系地基有限大矩形薄板理論有限元軸載作用下的彈性半空間體系地基有限大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計算。力為設計指標進行路面板厚度計算。設計完成后，路面板的綜合疲勞彎拉應力應滿足以目標可設計完成后，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?？慷葹橐罁臉O限狀態平衡方程式。）（5514)(rtprf）（5514)(rtprf 1、設計流程、設計流程我國水泥混凝土路面設計方法我國水泥混凝土路面設計方法JTG D40-2

60、019p設計內容與標準設計內容與標準p設計參數設計參數p荷載疲勞應力計算荷載疲勞應力計算p溫度疲勞應力計算溫度疲勞應力計算p板厚確定步驟板厚確定步驟設計內容與標準設計內容與標準（1路面結構組合設計路面結構組合設計 根據該路的交通情況，結合當地環境氣候條件和材料供應情根據該路的交通情況，結合當地環境氣候條件和材料供應情況綜合考慮。包括各層的結構類型、彈性模量和厚度的確定。況綜合考慮。包括各層的結構類型、彈性模量和厚度的確定。（2混凝土面板厚度設計混凝土面板厚度設計 混凝土面板厚度設計，應按照設計標準的要求，確定滿足設混凝土面板厚度設計，應按照設計標準的要求，確定滿足設計年限內使用要求所需的混凝土

61、面層的厚度。計年限內使用要求所需的混凝土面層的厚度。（3混凝土面板的平面尺寸與接縫設計混凝土面板的平面尺寸與接縫設計 根據混凝土面層板內產生的荷載應力和溫度應力作出板的平根據混凝土面層板內產生的荷載應力和溫度應力作出板的平面尺寸設計，布設各類接縫的位置，設計接縫的構造，并采取面尺寸設計，布設各類接縫的位置，設計接縫的構造，并采取有效措施提高接縫的傳荷能力。有效措施提高接縫的傳荷能力。設計內容與標準設計內容與標準（4路肩設計路肩設計 高速公路和一級公路中間帶的路緣帶和路肩的結構應與行車高速公路和一級公路中間帶的路緣帶和路肩的結構應與行車道的混凝土路面相同，并與行車道部分的混凝土面板澆筑成整道的混

62、凝土路面相同，并與行車道部分的混凝土面板澆筑成整體。路肩可采用水泥混凝土面層或瀝青混合料面層，其基墊體。路肩可采用水泥混凝土面層或瀝青混合料面層，其基墊層結構應滿足行車道路面結構和排水的要求。層結構應滿足行車道路面結構和排水的要求。（5普通混凝土路面配筋設計普通混凝土路面配筋設計 普通混凝土路面板較長或交通量較大、地基有不均勻沉降或普通混凝土路面板較長或交通量較大、地基有不均勻沉降或板的形狀不規則時，可沿板的自由邊緣加設補強鋼筋，在角隅板的形狀不規則時，可沿板的自由邊緣加設補強鋼筋，在角隅處加設發針形鋼筋或鋼筋網，以阻止可能出現的裂縫。處加設發針形鋼筋或鋼筋網，以阻止可能出現的裂縫。設計參數設

63、計參數p標準軸載與軸載換算標準軸載與軸載換算p交通分級和累計作用次數交通分級和累計作用次數p結構設計參數的變異性和路面結構的可靠度結構設計參數的變異性和路面結構的可靠度p基層頂面的當量回彈模量基層頂面的當量回彈模量p水泥混凝土的設計強度水泥混凝土的設計強度 標準軸載與軸載換算標準軸載與軸載換算 以軸重以軸重100kN的單軸的單軸-雙輪組荷載作為標準軸載。不同軸雙輪組荷載作為標準軸載。不同軸-輪輪型和軸載的作用次數，可按等效疲勞損壞原則換算成標準軸型和軸載的作用次數，可按等效疲勞損壞原則換算成標準軸載的作用次數。載的作用次數。交通分級和累計作用次數交通分級和累計作用次數設計使用年限內設計車道的標

64、準軸載累計作用次數設計使用年限內設計車道的標準軸載累計作用次數Ne：365 1)1(NrrNtse公路等級公路等級縱縫邊緣處縱縫邊緣處高速公路、一級公路高速公路、一級公路0.17-0.22二級、二級二級、二級以下公路以下公路行車道寬行車道寬7m0.34-0.39行車道寬行車道寬7m0.54-0.62臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數交通等級交通等級特重特重重重中等中等輕輕設計車道標準軸載累設計車道標準軸載累計作用次數計作用次數N e（104）2000100200031003交通分級交通分級結構設計參數的變異性和路面結構的可靠度結構設計參數的變異性和路面結構的可靠度水泥混凝

65、土路面可靠度設計標準水泥混凝土路面可靠度設計標準結構設計參數的變異水平分級結構設計參數的變異水平分級基層頂面的當量回彈模量基層頂面的當量回彈模量 將多層體系換算為半無限體，以其頂面的當量回彈模量作為半無限將多層體系換算為半無限體，以其頂面的當量回彈模量作為半無限地基的模量值。地基的模量值。1新建公路基層頂面的當量回彈模量值新建公路基層頂面的當量回彈模量值3100EEEahExbxt2221222121hhEhEhEx3112xxxEDh1221122132231111412hEhEhhhEhEDx 45.0051.1122.6EEax55.0044.11EEbx基層頂面的當量回彈模量基層頂面的

66、當量回彈模量2原有柔性路面頂面的當量回彈模量值原有柔性路面頂面的當量回彈模量值04.1013739lEtl0以后軸重以后軸重100kN的車輛測得的計算回彈彎沉值的車輛測得的計算回彈彎沉值1/100mm）。）。路基和結構層參數路基和結構層參數E0E1、E2水泥混凝土的設計強度水泥混凝土的設計強度 水泥混凝土路面以彎拉強度作為設計控制指標，取水泥混凝土路面以彎拉強度作為設計控制指標，取28d齡期齡期的的151555cm的水泥混凝土梁式試件，用三分點加載試驗方的水泥混凝土梁式試件，用三分點加載試驗方法確定。法確定。設計彎拉強度必須滿足規范規定的彎拉強度標準的要求。同設計彎拉強度必須滿足規范規定的彎拉強度標準的要求。同時，為保證路面有較高的耐久性、耐磨性和抗凍性?；炷恋臅r，為保證路面有較高的耐久性、耐磨性和抗凍性?；炷恋膹澙瓘椥阅Ａ坎粦陀谙卤碇祻澙瓘椥阅Ａ坎粦陀谙卤碇?。交通等級特重重中等輕水泥混凝土的彎拉強度標準值（Mpa）5.05.04.54.0水泥混凝土的彎拉彈性模量（GPa）31312927鋼纖維混凝土的彎拉強度標準值（Mpa）6.06.05.55.0混凝土彎拉強度標準值混凝土彎