水泥混凝土路面結(jié)構設計

1、【本章要求【本章要求】1.了解混凝土路面的了解混凝土路面的損壞模式損壞模式及其設計要求。及其設計要求。2. 建立建立彈性地基板理論彈性地基板理論的基本概念，學會混凝土板內(nèi)的基本概念，學會混凝土板內(nèi)荷載應力荷載應力和溫度應力和溫度應力的實用計算方法。的實用計算方法。3. 能正確運用現(xiàn)行設計規(guī)范進行能正確運用現(xiàn)行設計規(guī)范進行混凝土路面結(jié)構設計混凝土路面結(jié)構設計。4. 懂得鋼筋混凝土路面板和混凝土懂得鋼筋混凝土路面板和混凝土加鋪層加鋪層的設計原理。的設計原理。水泥混凝土路面結(jié)構設計水泥混凝土路面結(jié)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(xù)配筋混凝土路面連續(xù)配筋混凝土路面

2、 預應力混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(xù)配筋混包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)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(qū)和局部范圍（邊緣和角隅）外是指除接縫區(qū)和局部范圍（邊緣和角隅）外不配置鋼筋

3、的混凝土路面。不配置鋼筋的混凝土路面。 基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(chǎn)生不適用場合：混凝土板塊尺寸較大時，或基層易產(chǎn)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(wǎng)，主要目的是控制裂縫縫特點：配置縱、橫向鋼筋網(wǎng)，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注意：鋼筋最小間距大于最大粒徑兩倍以上，搭接長注意：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

4、保護層厚度大于5cm；板長一般板長一般10-20m，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(yǎng)護，易維修，但接縫多，整體工進度快，不需特殊養(yǎng)護，易維修，但接縫多，整體性差，易顛簸。適用于城市道路性差，易顛簸。適用于城市道路/停車場停車場/堆場，不適堆場，不適用于一般公路。用于一般公路。形狀：矩形、正方形或六角形，可加預應力。形狀：矩形、正方形或六角形，可加預應力?；炷列K鋪砌路面簡介混凝土小塊鋪

5、砌路面簡介特點：小尺寸（一般小于特點：小尺寸（一般小于0.03m2），抗壓強度高），抗壓強度高（60MPa），在基層上設置），在基層上設置3cm左右的整平層，然后進左右的整平層，然后進行拼裝。行拼裝。優(yōu)點：便于維修，耐壓優(yōu)點：便于維修，耐壓適用場合：城市道路人行道，停車場、堆場等。適用場合：城市道路人行道，停車場、堆場等。連續(xù)配筋水泥混凝土路面（連續(xù)配筋水泥混凝土路面（CRCP）簡介）簡介(Continuously Reinforced Concrete Pavement)CRCP是指在路面縱向連續(xù)配置足夠數(shù)量的鋼筋，以控制混凝是指在路面縱向連續(xù)配置足夠數(shù)量的鋼筋，以控制混凝土路面板縱向收縮產(chǎn)

6、生的裂縫，從而可以在路面縱向不設接縫土路面板縱向收縮產(chǎn)生的裂縫，從而可以在路面縱向不設接縫的混凝土路面。的混凝土路面。縱向鋼筋，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；礦渣水泥；水泥的安定性、收縮性，對混凝土

7、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：土使得抗折強度減小，收縮變大；量和軟弱

8、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(shù)的影響：隨著砂細度模數(shù)增加，抗折強度和抗壓強度均略有細度模數(shù)的影響：隨著砂細度模數(shù)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。單位水泥用量增大100kg/m3時，抗壓強

9、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、損壞模式水泥混凝土路面的損

10、壞模式水泥混凝土路面的損壞模式 (1)斷裂斷裂 現(xiàn)象：現(xiàn)象：路面板內(nèi)的應力超過混凝土強度會出現(xiàn)橫向、縱向、路面板內(nèi)的應力超過混凝土強度會出現(xiàn)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)。 原因：原因：板太薄或輪載過重和作用次數(shù)過多，板太薄或輪載過重和作用次數(shù)過多，板的平面尺寸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(yǎng)生期間空失去支承，施工養(yǎng)生期間收縮應力過大收縮應力過大或混凝土或混凝土強度不強

11、度不足足，等等。，等等。 擠碎擠碎 現(xiàn)象：現(xiàn)象：在接縫在接縫(主要是脹縫主要是脹縫)附近數(shù)十厘米范圍內(nèi)的板因受附近數(shù)十厘米范圍內(nèi)的板因受擠壓而碎裂。擠壓而碎裂。 原因：原因：脹縫內(nèi)的脹縫內(nèi)的滑動傳力桿排列不正或不能正常滑動，滑動傳力桿排列不正或不能正常滑動，縫縫隙內(nèi)有混凝土搭連或落入堅硬的雜屑等，使路面板的隙內(nèi)有混凝土搭連或落入堅硬的雜屑等，使路面板的伸張伸張受到阻礙，受到阻礙，在接縫處邊緣部分產(chǎn)生較高的擠壓應力而剪裂在接縫處邊緣部分產(chǎn)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 拱起拱起 現(xiàn)象：現(xiàn)象

12、：混凝土路面板在熱膨脹受阻時，接縫兩側(cè)的板突然混凝土路面板在熱膨脹受阻時，接縫兩側(cè)的板突然向上拱起。向上拱起。 原因：原因：板收縮時板收縮時接縫縫隙張開，填縫料失效，硬物嵌滿縫接縫縫隙張開，填縫料失效，硬物嵌滿縫隙，致使板受熱膨脹時產(chǎn)生較大的熱壓應力，從而出現(xiàn)這隙，致使板受熱膨脹時產(chǎn)生較大的熱壓應力，從而出現(xiàn)這種縱向屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。種縱向屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。采用膨脹性較大的石料采用膨脹性較大的石料(如硅質(zhì)巖如硅質(zhì)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 現(xiàn)象：現(xiàn)象：車輛行經(jīng)接縫或裂縫時，由縫內(nèi)噴濺出稀泥漿的車輛行經(jīng)接

13、縫或裂縫時，由縫內(nèi)噴濺出稀泥漿的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 原因：原因：在輪載的在輪載的頻繁作用頻繁作用下，基層下，基層(地基地基)產(chǎn)生產(chǎn)生塑性變形累塑性變形累積積面同混凝土板面同混凝土板脫離接觸，脫離接觸，水分沿縫隙下滲而積聚在脫水分沿縫隙下滲而積聚在脫空的間隙內(nèi)，又在輪載作用下積水變成空的間隙內(nèi)，又在輪載作用下積水變成有壓水，有壓水，并同基并同基層內(nèi)浸濕的細料混攪成泥漿，再層內(nèi)浸濕的細料混攪成泥漿，再沿縫隙噴濺出來，沿縫隙噴濺出來，唧泥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 原因：原因：橫

14、縫處橫縫處傳荷能力傳荷能力不足，車輪經(jīng)過時相鄰板端部會出現(xiàn)不足，車輪經(jīng)過時相鄰板端部會出現(xiàn)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。下運動，把該板抬起。脹縫下部填縫板與上部縫槽未能對齊，脹縫下部填縫板與上部縫槽未能對齊，或脹縫兩側(cè)混凝土壁面不垂直，或脹縫兩側(cè)混凝土壁面不垂直，使縫旁兩板在伸脹持壓過程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中，會上下錯位而形成錯臺。當交通量或地基承載力在橫向在橫向各塊板之間不一致各塊板之間不一致時，縱縫止也會產(chǎn)生錯臺現(xiàn)象。錯臺的出時，縱縫止也會產(chǎn)生錯臺

15、現(xiàn)象。錯臺的出現(xiàn)，現(xiàn)，降低了行車的平穩(wěn)性和舒適性。降低了行車的平穩(wěn)性和舒適性。(5) 錯臺錯臺現(xiàn)象：現(xiàn)象：接縫或裂縫兩側(cè)路面板端部接縫或裂縫兩側(cè)路面板端部出現(xiàn)的豎向相對位移。出現(xiàn)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(jié)構設計的主要內(nèi)容水泥路面結(jié)構設計的主要內(nèi)容 路面結(jié)構層組合設計路面結(jié)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級高速公路高

16、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. 21=iiiiiiiPPP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(diào)查和軸載分析交通調(diào)查和軸載分析交通量車道分布系數(shù)交通量車道分布系數(shù)單向車道數(shù)單向車道數(shù)1234車道分布系數(shù)車道分布系數(shù)1.00.8-1.00.6-0.80.5-0.75 交通量調(diào)查可獲得公路設計基準期初期的年平均日交通交通量調(diào)查可獲得公路設計基準期初

17、期的年平均日交通量（雙向）和車輛組成數(shù)據(jù)，（輕型車對混凝土路面的疲勞量（雙向）和車輛組成數(shù)據(jù)，（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）。考慮車輛在橫斷面上分布不均勻，且車道數(shù)不同，分布概率也不同。車道數(shù)不同，分布概率也不同。NS= N1 方向系數(shù)（一般為方向系數(shù)（一般為0.5）車道分配系數(shù)車道分配系數(shù) 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(shù)標準軸載累計當量作用次數(shù)=365 1)1(NrrNtse公路等級公路等級縱縫邊緣處縱縫邊緣處

18、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(shù)臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)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(shù)載累計作用次數(shù)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(nèi)設計車道臨界荷位承受的標準軸載當量累計作用次數(shù)內(nèi)設計車道臨界荷位承受的標準軸載當量累計作用次數(shù)

19、分為下表所列四級。分為下表所列四級。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、混凝土板的強度及模量基層和土基的基層和土基的強度及模量；強度及模量；2、水泥混凝土板本身的抗壓強度、水泥混凝土板本身的抗壓強度抗折強度；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(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，如收到約束，會在板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應力；會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，如收到約束，會在板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應力；5、荷載重復作用，溫

20、度梯度反復作用，混凝土板出現(xiàn)疲勞、荷載重復作用，溫度梯度反復作用，混凝土板出現(xiàn)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(qū)域不超過材料的彈性區(qū)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

21、撓度薄板理論彈性地基上的小撓度薄板理論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、抗彎拉強度抗壓強度，抗壓強度，決定路面板厚度的強度設計指標決定路面板厚度的強度設計指標 是是抗彎拉強度抗彎拉強度；2、車輪荷載車輪荷載作用主要的影響是疲勞效應作用主要的影響是疲勞效應；3、溫度差溫度差造成板內(nèi)有應力出現(xiàn)翹曲變形及翹曲應力，也有疲造成板內(nèi)有應力出現(xiàn)翹曲變形及翹曲應力，也有疲 勞特性；勞特性；4、板的使用還受限于、板的使用還受限于支承條件支承條件，不均勻支承或板底脫空對板，不均勻支承或板底脫空對板 內(nèi)應力的影響極大；內(nèi)應力

22、的影響極大；設計要求：設計要求：1.路基和基層設計：路基和基層設計： 要求密實、均勻、穩(wěn)定和防凍厚度及要求密實、均勻、穩(wěn)定和防凍厚度及E大于規(guī)定值。大于規(guī)定值。2.混凝土材料組成設計：混凝土材料組成設計： 配合比及材料要達到高強、耐磨和抗凍。配合比及材料要達到高強、耐磨和抗凍。3.路面板幾何尺寸設計：路面板幾何尺寸設計： 平面尺寸、板厚設計，以使強度（平面尺寸、板厚設計，以使強度（p,t）滿足要求。）滿足要求。4.接縫及配筋設計：接縫及配筋設計： 選接縫類型、布置接縫位置、確定接縫構造，以提高接縫選接縫類型、布置接縫位置、確定接縫構造，以提高接縫傳荷能力。傳荷能力。 公路水泥混凝土路面設計規(guī)范

23、公路水泥混凝土路面設計規(guī)范JTG D40-2002: 以以彈性半空間地基有限大矩形板彈性半空間地基有限大矩形板模型模型為基礎，以為基礎，以100KN單軸雙輪單軸雙輪標準軸載作用標準軸載作用于矩形板于矩形板縱向邊緣中部縱向邊緣中部產(chǎn)生的產(chǎn)生的最大荷載應最大荷載應力力控制設計?？刂圃O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圍成的柱面或棱柱面簡稱板板；兩個板面之間的距離；兩個板面之間的距離h稱稱厚厚度度；平分厚度；平分厚度h的

24、平面稱為的平面稱為板的中面板的中面。如果板的厚度。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），這種板稱薄板薄板。在。在薄板彎曲時，中面所形成的稱為薄板彎曲時，中面所形成的稱為薄板彈性曲面薄板彈性曲面，而中面內(nèi)，而中面內(nèi)各點在垂直方向的位移稱為各點在垂直方向的位移稱為撓度撓度。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：彈性地基小撓度薄板理論： 混凝土路面板常做成混凝土路面板常做成等厚式等厚式，其厚度不到平面尺寸的，其厚度不到

25、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(shù)量級，可把混凝土板看作是個數(shù)量級，可把混凝土板看作是均質(zhì)、各向同性、無重量、均質(zhì)、各向同性、無重量、等厚等厚的的小撓度彈性薄板小撓度彈性薄板。 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并垂垂直于中面的法線，在彎曲變形后均保持為直線并垂直于中面，故無橫向剪切應變；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

26、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(shù)。的函數(shù)。2. 無橫向剪應變，無橫向剪應變，xz=yz=0。3. 中面上各點無中面上

27、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)(122222xy2y=wwzEEcccccyxwzEEccxyccx=2y11(2）)(2222ywxwDMcx=)(2222xwywDMcy=xywDMcxy=2)1 (qpyMyxM2xM22xy22x2=)1(1223cchED=qpywyxwxwD=)2(4422444則板撓曲面微分方程為：則板撓曲面微分方程為

28、：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：xyyyxxxyyyxxEEEE=221111xyyyxxxyyyxxEEEE=221111xyxyE)1 (2=yxxPPEZywxwEZ111222222=xyyPPEZxwywEZ111222222xyxykEZyxwEZ=112 變變換換=yxxPPEZywxwEZ111222222=xyyPPEZxwywEZ111222222xyxykEZyxwEZ=112 彎矩與扭矩彎矩與扭矩=2223)()1 (1w

29、wyxxxkkEhdzZM積分積分=2223)()1 (1wwyxxxkkEhdzZM推導得推導得同理同理=2222)(ywxwDkkDMyxx=2222)(xwywDkkDMxyyyxwDkDMxyxy=2)1 ()1 ( 撓曲面微分方程推導：撓曲面微分方程推導：)(qpyQxQyx=0=xxyxQyMxM0=yxyyQxMyMqpyMyyxMxyxMxD=)2(4422444q-p22=WD)(222222qpyMyyxMxyxMx=2222)(ywxwDkkDMyxx=2222)(xwywDkkDMxyyyxwDkDMxyxy=2)1 ()1 ( 要求解方程，必須建立地基反力與薄板撓度間

30、的關系，因此，要求解方程，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 ),(),(0000yxkwyxq=2cihP)2673.0g)(1(1.1=675h. 0h6 . 1b22=2cehP)08975.0g)(54.01 (116.2=2.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

31、受荷時：當當 M r 輪外彎矩：輪外彎矩：對稱多輪載對稱多輪載求解方法：求解方法： 取荷載最大的輪跡中心取荷載最大的輪跡中心作為計算點，按圓形均布荷作為計算點，按圓形均布荷載計算板中最大彎矩；其它載計算板中最大彎矩；其它輪子按集中荷載計算其在主輪子按集中荷載計算其在主輪輪跡中心下成熟的附加彎輪輪跡中心下成熟的附加彎矩和切向彎矩，然后轉(zhuǎn)換為矩和切向彎矩，然后轉(zhuǎn)換為x和和y向彎矩后疊加。向彎矩后疊加。22sincostrxMMM=22cossintryMMM=2h6M= 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工程實踐中采用的混凝土路面板基本上都屬于有限尺

32、寸有限尺寸的矩形板，的矩形板，并非無限大板并非無限大板。對于彈性半空間體地基上有限尺。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(shù)學上遇到很大困難。而有限元方法是結(jié)置的撓度和彎矩在數(shù)學上遇到很大困難。而有限元方法是結(jié)構和連續(xù)介質(zhì)應力分析中的一種較有效的計算方法。構和連續(xù)介質(zhì)應力分析中的一種較有效的計算方法。 現(xiàn)行現(xiàn)行公路水泥混凝土路面設計規(guī)范（公路水泥混凝土路面設計規(guī)范（JTG D402002）用用有限元法有限元法分析了荷載作用下板的極限應力值，由分析了荷載作用下板的極限應力值，由此給出了

33、應力計算此給出了應力計算諾漠圖諾漠圖。 可分析可分析不規(guī)則板不規(guī)則板(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) 可計算可計算有限尺寸的板有限尺寸的板（使得板邊、板角的分析成為可能）（使得板邊、板角的分析成為可能） 可考慮各種實際的可考慮各種實際的邊界約束和支承邊界約束和支承狀況（如傳力捍、脫空狀況（如傳力捍、脫空等，非均勻支承）等，非均勻支承） 可分析可分析各種荷位和載荷組合各種荷位和載荷組合（找到最荷位及荷載組合）（找到最荷位及荷載組合）有限元法比解析解的優(yōu)越性：有限元法比解析解的優(yōu)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（

34、有限元法）法）一、臨界荷位一、臨界荷位 選取混凝土板的選取混凝土板的縱向邊緣中部縱向邊緣中部作為產(chǎn)生荷載應力和溫度梯作為產(chǎn)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. 0=hrps31537. 0=tcEEhr 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(chǎn)生的荷載應力產(chǎn)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

35、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，修正后的荷載疲勞應力：pscfrprkkk=綜合系數(shù)綜合系數(shù) kc 標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)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(chǎn)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(shù)。 縱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(nèi)荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)，V 與混合料性質(zhì)有關的指數(shù) 普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土取0.05

36、7； 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(shù)，按下表取用。 psprKf=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雙層混凝土板的臨界荷位仍為縱向邊緣中部縱向邊緣中部，標準軸載，標準軸載Ps在在臨界荷位處產(chǎn)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(chǎn)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(jié)合式雙層分離式雙層板分別計算上、下層板的荷載應力，結(jié)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，K

37、r、Kf、Kc的確定方法，同單層的確定方法，同單層混凝土板完全相同?；炷涟逋耆嗤?。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 從力學模型考慮，彈性地基雙層混凝土板按層間接觸狀態(tài)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(tài)分為兩類：為兩類： 上、下層完全上、下層完全分離分離，接觸面假定為完全光滑；，接觸面假定為完全光滑； 上、下層密切上、下層密切結(jié)合結(jié)合，接觸面假定為完全連續(xù)；，接觸面假定為完全連續(xù)； 等剛度法等剛度法將不同接觸狀況的雙層板轉(zhuǎn)換為剛度相當?shù)膯螌影?，然后按將不同接觸狀況的雙層板轉(zhuǎn)換為剛度相當?shù)膯螌影?，然后按彈性地基上的當量單層板計算荷載應力，再根據(jù)

38、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(jù)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。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(jié)合系數(shù)，分離式Ku=0，結(jié)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. 01=guxcgpsDKhhEr6)5 . 0(077. 002260. 02= 水泥混凝土板為四邊自由板時，水泥混凝土板為四邊自由板時，標準軸載標準軸載Ps在臨界荷位在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力：分離式雙層板上

39、層處產(chǎn)生的荷載應力：分離式雙層板上層 和下層和下層 ， 或結(jié)合式雙層板下層或結(jié)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析雙層水泥混凝土板路面荷載應力分析)(2)(0220110201011hEhEhhhEhcccx=uccccccgKhEhEhhhEhEhEhED)(4)(12120220112020102201130223011=Dg 雙層混凝土板的截面總剛度(MN-m)； hx 下層板中面至結(jié)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

40、的地基包括路基和根據(jù)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(jù)需要設置的墊層與基層，其整體路面結(jié)構為彈性多層體系。分析板內(nèi)荷載應力時，應體路面結(jié)構為彈性多層體系。分析板內(nèi)荷載應力時，應將多層體系換算將多層體系換算為半無限體為半無限體，以其頂面的當量回彈模量作為半無限地基的模量值。，以其頂面的當量回彈模量作為半無限地基的模量值。1）新建公路新建公路基層頂面的當量回彈模量值基層頂面的當量回彈模量值3100=EEEahExbxt2221222121hhEhEhEx=3112=xxxEDh1221122132231111412=hEhEhhhEhEDx= 45. 0051. 1122.

41、 6EEax55. 0044. 11=EEbx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 在在原有柔性路面上鋪筑水泥混凝土路面時，應通過承載板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. 1013

42、739lEt=l0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1)膨脹：膨脹： 當氣溫緩慢變化時，板內(nèi)溫度均勻升降，則面板沿斷面當氣溫緩慢變化時，板內(nèi)溫度均勻升降，則面板沿斷面的深度均勻脹縮。由于板與基層之間的摩阻約束，在溫的深度均勻脹縮。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，得面板脹縮完全受阻時所產(chǎn)度升降時板中部不能移動，得面板脹縮完全受阻時所產(chǎn)生的應力為：生的應力為：tEcx=utEcyx=1產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：1.1.由于板的自重、地基反力由于板的自重、地基反力和相鄰板的和相鄰板的鉗制作用鉗

43、制作用，使，使部分翹曲變形受阻，從而部分翹曲變形受阻，從而使板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應力。使板內(nèi)產(chǎn)生翹曲應力。2.2.由由氣溫升高氣溫升高引起的板中部引起的板中部隆起受到限制時，板底面隆起受到限制時，板底面出現(xiàn)拉應力；而當出現(xiàn)拉應力；而當氣溫降氣溫降低低引起的板四周翹起受阻引起的板四周翹起受阻時，板頂面出現(xiàn)拉應力。時，板頂面出現(xiàn)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(shù)(1/)，通常可取110-5/；h 混凝土面板厚度(cm)；Tg 所在地

44、混凝土面板的最大溫度梯度(/cm)；Bx 綜合溫度翹曲應力和內(nèi)應力作用的溫度應力系數(shù)，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(shù)。tm 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(shù)疲勞應力系數(shù)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(shù)回歸系數(shù)a、b、c溫度應力系數(shù)溫度應力系數(shù)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

45、照公路所在地的公路自然區(qū)劃，按下表所在地的公路自然區(qū)劃，按下表 選用。選用。公路自然區(qū)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11tmttrk=22tmttrk= 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(jié)合式雙層板僅需計算下層板的溫度應力結(jié)合式雙層板僅需計算下層板的溫度應力1tr2tr分離式

46、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(shù)； Bx 上層混凝土板的溫度應力系數(shù)，按l /rg，h01查圖； Cx 混凝土板的溫度翹曲應力系數(shù)，按l /rg查圖；101112xgcctmBThE=xhhEhEhxxBCBcc)5 . 2ln(81. 032. 010201202101=溫度應力系數(shù)溫度應力系數(shù)Bx、Cx結(jié)合式雙層混凝土板下層最大溫度應力結(jié)合式雙層混凝土板下層最大溫度應力式中： Bx2結(jié)合式雙層混凝土板的溫度應力系數(shù)； Bx 下層混凝土板的溫度應力系數(shù)，按l /rg，（h01+ h02）查圖；20201222)(xg

47、cctmBThhE=xccccxBhhEEEhEhB)218ln(27. 077. 1 0201212021012=1、結(jié)構可靠性的含義、結(jié)構可靠性的含義 結(jié)構可靠性結(jié)構可靠性是指結(jié)構在規(guī)定時間是指結(jié)構在規(guī)定時間(設計基準期設計基準期)內(nèi)、規(guī)定條內(nèi)、規(guī)定條件下件下(正常設計、正常施工、正常使用和維護正常設計、正常施工、正常使用和維護)完成完成預定功能預定功能的的能力。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(jié)構或構件超過當結(jié)構或構件超過承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)，就可能產(chǎn)生以下后果：，就可能產(chǎn)生以下后果： （1）由于材料強度不夠

48、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(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結(jié)構或構件喪）產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結(jié)構或構件喪失穩(wěn)定；失穩(wěn)定； （3）結(jié)構轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系。超過這一極限狀態(tài)，結(jié)構或其）結(jié)構轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系。超過這一極限狀態(tài)，結(jié)構或其構件就不能滿足其預定的構件就不能滿足其預定的安全性要求安全性要求路面結(jié)構的可靠度路面結(jié)構的可靠度 (了解內(nèi)容）了解內(nèi)容） 在規(guī)定的設計使用年限內(nèi)，在環(huán)境條件和荷載作用下，在規(guī)定的設計使用年限內(nèi)，在環(huán)境條件和荷載作用下，路面能夠發(fā)揮其預期功能的路面能夠發(fā)揮其預期功能的概率概率。 我國水泥混凝土路面設計方法我國水泥混

49、凝土路面設計方法：路面板的車輛荷載疲勞：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)(rtprf2、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、目標可靠度和變異水平 目標可靠度目標可靠度是所設計路面結(jié)構應具有的可靠度水平。選定較高是所設計路面結(jié)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(shù)的變異水平不變時，所設計的路面厚度的目標可靠度，在各設計參數(shù)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(yǎng)護費用和車輛運行費用較

50、較大，初期建設費用較高，但使用期間的養(yǎng)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(jié)構較薄，初期修建低；若選定較低的目標可靠度，則所設計的路面結(jié)構較薄，初期修建費用可以降低，但使用期間的養(yǎng)護費用和車輛運行費用將會提高。費用可以降低，但使用期間的養(yǎng)護費用和車輛運行費用將會提高。水泥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(shù)水泥路面設計參數(shù)2、結(jié)構設計參數(shù)的變異水平分級、結(jié)構設計參數(shù)的變異水平分級結(jié)構設計參數(shù)的變異水平分級結(jié)構設計參數(shù)的變異水平分級水泥路面設計參數(shù)水泥路面設計參數(shù) 可靠度系數(shù)可靠度系數(shù)rr 混凝土設計彎拉強度混凝土設計彎拉強度 3、可靠

51、度系數(shù)、可靠度系數(shù)水泥路面設計參數(shù)水泥路面設計參數(shù)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(shù)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(nèi)不開放交

52、通時，可采用內(nèi)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(guī)定值。等級要求的混凝土彎拉強度標準值不得低于表中規(guī)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）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(jié)性冰凍地區(qū)，路面的總厚度不應小于表中規(guī)定的最在季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面的總厚度不應小于表中規(guī)定的最小防凍厚度。小防凍厚度。路基 干濕 類型路基土質(zhì)當?shù)刈畲蟊鶅錾疃龋╩）0.5

53、01.001.011.501.502.002.00中濕 路基低、中、高液限粘土0.300.500.400.600.500.700.600.95粉土，粉質(zhì)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0.400.600.500.700.600.900.751.20粉土，粉質(zhì)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(qū),一般不考慮結(jié)構層防

54、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(nèi)容：組合設計內(nèi)容：面層面層基層基層墊層墊層路基路基9.3 結(jié)構層組合設計結(jié)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 應具有應具有足夠的強度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。足夠的強度、耐久性，表面抗滑、耐磨、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(guī)則，路面結(jié)構下埋面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構下埋有地下設施，高填方、軟土地

55、基、填挖交界段的路等有地下設施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時，有可能產(chǎn)生不均勻沉降時，應采用設置接縫的鋼筋混應采用設置接縫的鋼筋混凝土面層。凝土面層。 面層類型面層類型適用條件適用條件連續(xù)配筋混凝土面層高速公路瀝青上面層與連續(xù)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碾壓混凝土面層二級及二級以下公路、服務區(qū)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(qū)停車場、二級及二級以下公路橋頭引道沉降未穩(wěn)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

56、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(wěn)定的支承，防止唧泥、錯臺，延長壽命，施工方便。均勻、穩(wěn)定的支承，防止唧泥、錯臺，延長壽命，施工方便。要求有足夠剛度、穩(wěn)定性，斷面正確、平整，耐沖蝕能力。要求有足夠剛度、穩(wěn)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。 基層頂面當量回彈模量基層頂面當量回彈模量Et不小于不小于規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定的的E值。由此定基值。由此定基層的厚

57、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(wěn)類）穩(wěn)類）,對巖石路基對巖石路基h=68cm。二、基層二、基層路基和結(jié)構層參數(shù)路基和結(jié)構層參數(shù) 二、基層二、基層 基層應具有基層應具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。 基層類型基層類型宜依照交通等級按表選用。宜依照交通等級按表選用。混凝土預制塊面層應采用水泥穩(wěn)定粒料基層混凝土預制塊面層應采用水泥穩(wěn)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(wěn)定粒料或瀝青穩(wěn)定碎石基層中等或輕交

58、通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)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(wěn)定粒料基層150250瀝青混凝土基層4060瀝青穩(wěn)定碎石基層80100級配粒料基層150200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100140瀝青穩(wěn)定碎石排水基層80100各類基層厚度的適宜范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(jié)構的穩(wěn)定性，以減少路基頂面的應力和變形；）保證路面結(jié)構的穩(wěn)定性，以減少路基頂面的應力和變形； 4）達到路面結(jié)構總厚

59、度；）達到路面結(jié)構總厚度；(對季節(jié)性冰凍地區(qū)對季節(jié)性冰凍地區(qū),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(wěn)性、抗凍性。）具有一定的強度、好的水穩(wěn)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(jié)性冰凍地區(qū)，路面總厚度小于規(guī)范規(guī)定最小防凍季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面總厚度小于規(guī)范規(guī)定最小防凍厚度要求時，其差值應以墊層厚度要求時，其差值應以墊層厚度補足厚度補足； 水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時，水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時，宜設置宜設置排水墊層排水墊層； 路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變

60、形時，可加設路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時，可加設半半剛性墊層剛性墊層。 注意事項：注意事項： 墊層的墊層的寬寬應與路基同寬，其應與路基同寬，其最小厚度最小厚度為為150mm。 防凍墊層和排水墊層防凍墊層和排水墊層宜采用宜采用砂、砂礫砂、砂礫等顆粒材料。等顆粒材料。 半剛性墊層半剛性墊層可采用可采用低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。 四、路基四、路基 路基應穩(wěn)定、密實、均質(zhì)，對路面結(jié)構提供均勻的支承。路基應穩(wěn)定、密實、均質(zhì)，對路面結(jié)構提供均勻的支承。 高液限粉土及塑性指數(shù)大于高液限粉土及塑性指數(shù)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