第三分篇1分篇第五章-水泥混凝土路面设计.ppt

第五章 水泥混凝土路面设计;　 1.知道水泥混凝土路面设计的基本原理和特点； 　 2.能正确选用水泥混凝土路面的面层、基层和底基层、垫层的类型； 　 3.叙述水泥混凝土路面构造、板块划分和各种接缝的适用性； 　 4.知道公路水泥混凝土路面设计应收集的资料及分析、处理的方法； 　 5.知道水泥混凝土路面设计的依据、内容和方法； 　 6.会进行普通水泥混凝土路面纵向与横向的缩缝、胀缝、施工缝设计； 　 7.会计算单层水泥混凝土面层的厚度。 ;滑模施工; ——以水泥混凝土做面层(配筋或不配筋)的路面，亦称刚性路面。;水泥混凝土路面分类; 水泥混凝土属脆性材料，抗弯拉强度比抗压强度低得多，水泥混凝土面层在车轮荷载作用下，当弯拉应力超过混凝土的极限弯拉强度时，水泥混凝土板便产生断裂破坏。常见破坏——断裂破坏、疲劳破损、温度翘曲应力引起的破???。;;1）抗压强度 试件的标准尺寸：150× 150×l50mm；　　 2）弯拉强度 试件的标准尺寸：150mm×150mm×550mm（28d龄期） 3）劈裂强度：试件的尺寸为圆柱体试件l00mm或150mm　　 4）抗拉强度：试件的尺寸为150×150×l50mm立方体; 水泥混凝土面层承受行车荷载及温度和湿度变化所产生的应力的反复作用。水泥混凝土出现疲劳损坏时所能经受的反复应力重复作用次数，称为水泥混凝土的疲劳寿命。疲劳寿命随反复应力的增大而减小，不同疲劳寿命时水泥混凝土能承受的反复应力的大小，称作水泥混凝土的疲劳强度。;二、水泥混凝土路面设计的内容;3.面层接缝设计 平面尺寸设计。缩缝、胀缝或施工缝等类型．确定接缝的间距，布设位置，设计接缝的构造， 包括传力杆、拉杆的布置及确定填缝的材料。 4.路面排水设计 根据路面排水要求及表面排水或内部排水设施的作用与设置条件，选择路面结构排水系统的布设方案，确定排水设施的构造尺寸和材料要求。 5.路肩设计;优点： 强度高： 稳定性好： 耐久性好： 能见度好： 平整度和粗糙度好： 养护费用少，运输成本低;第二节 水泥混凝土路面结构组合设计;;各类基层合适的厚度; 水泥混凝土路面结构层最小防冻厚度(m) ;;四、路肩和路面排水;第三节 水泥混凝土路面接缝设计;接缝种类： 从接缝的方向分：横缝、纵缝 横缝：垂直于行车方向的接缝 纵缝：平行于行车方向的接缝;一、横向接缝的构造;2．横向缩缝的构造横向缩缝可等间距或变间距布置，应采用假缝形式。;2．横向缩缝的构造（适用高速公路）;3．横向施工缝的构造;;　　 二、纵向接缝的构造;　 3.拉杆 拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并应对拉杆中部100mm范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距可参照表3-1-5-7选用。;三、纵横向接缝的布设;四、交叉口接缝布设;交叉口接缝布设;五、混凝土路面的端部处理;　2．普通混凝土面层的角隅钢筋;　3．混凝土面层与固定构造物相接;4．混凝土面层与沥青路面相接;　 我国现行的《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）中，对混凝土路面设计引入了目标可靠度、材料性能和结构尺寸参数的变异水平等级等指标来进行设计。 水泥混凝土路面结构设计是以水泥混凝土面层板在设计基准期内，在行车荷载疲劳应力和温度疲劳应力综合作用下，不产生疲劳断裂作为设计标准；并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下，不产生极限断裂作为验算标准。其设计参数主要有交通量、设计基准期、设计轴载、设计轴载累计作用次数、交通荷载等级、最大温度梯度标准值、混凝土路面板底地基当量回弹模量等。;二、普通水泥混凝土路面板厚设计步骤;　 3.路面材料参数确定 　 根据上述已知条件，确定混凝土面层的弯拉强度标准值、相应弯拉弹性模量标准值、路基回弹模量、路床顶面综合回弹模量及基层回弹模量等，最后计算出混凝土板底地基当量回弹模量和混凝土面层板的截面弯曲刚度。 　 4. 计算荷载疲劳应力和温度疲劳应力 水泥混凝土路面结构按疲劳断裂设计标准进行结构分析时，以100kN的单轴-双轮组荷载作为设计标准轴载，并选取混凝土板的纵向边缘中部作为产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界载位置，分别计算出混凝土面层的荷载疲劳应力、温度疲劳应力和最大荷载应力等。;　　5.板厚验算 　　当荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和与可靠度系数的乘积小于且接近于混凝土弯拉强度标准值，同时，最大荷载应力与最大温度应力之和与可靠度系数的乘积小于混凝土弯拉强度标准值时，则初选厚度可作为混凝土板的计算厚度。如不能满足要求时，应调整混凝土板厚度或基层类型或厚度等，重新计算，直到满足为止。 　 6.计算厚度取整