第八章水泥混凝土路面设计

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设置缩缝： 设置缩缝：为减小混凝土的收缩应力和温度翘曲应 力而设置缩缝；横向缩缝一般采用假缝形式，重交 通时设传力杆；传力杆采用光园钢筋，一半以上长 度涂以沥青或套上塑料膜套等，使之在混凝土收缩 时能够滑动。
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设置横向施工缝：每天施工结束或混凝土浇筑中 断半小时以上时，需设置横向施工缝。其位置宜设 在胀、缩缝处。设在缩缝处的横向施工缝采用平口 加传力杆型，若施工缝设在两条缩缝中间，则做成 企口加拉杆型。
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纵缝：有缩缝和施工缝； 纵缝：有缩缝和施工缝； 当一次铺筑小于路面宽度时，应设施工缝。 当一次铺筑小于路面宽度时，应设施工缝。 拉杆应具有足够的长度，使锚固在混凝土内的 拉杆能发挥其抗拉能力；最外侧的拉杆距横向接风 的距离不小于100mm；拉杆的尺寸和间距可参见 表。
施工缝 缩缝
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3.接缝布置： 接缝布置： 接缝布置
到自由边或未设拉杆纵缝的距离（m） 3.50
14×700× 800 16×800× 800
3.75
14×700× 700 16×800× 700
4.50
14×700× 600 16×800× 600
6.00
14×700× 500 16×800× 500
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ7.50
14×700× 400 16×800× 400
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第三节 普通水泥混凝土路面板厚计算
一、设计依据： 一）水泥混凝土路面结构可靠度： 定义：在规定的条件下，路面使用性能满足预定水 平要求的概率；也可定义为：在规定的设计基准期 内，在规定的交通和环境下，行车荷载疲劳应力和 温度梯度应力的总和不超过混凝土弯拉强度的概率。 1）设计基准期：指路面设计取用的使用时间，并 不是路面结构的使用寿命。 2）功能：即为使用性能，包括功能性和结构性。
3.各类基层厚度的适宜范围
基层类型 贫砼、 贫砼、碾压砼基层 水泥稳定粒料或石灰粉 煤灰稳定粒料基层 沥青混凝土基层 沥青稳定碎石基层 多孔隙水泥稳定碎石排 水基层 沥青稳定碎石排水基层 级配粒料基层 厚度适宜的范围*（ 厚度适宜的范围 （mm) 120~200 150~250 40~60 80~100 100~140 80~100 150~200
纵缝：车道线划分处（3~3.75m宽）； 横缝： 横缝：4、4.5、5、5.5、6m等，也可与纵缝斜交，减少 行车跳动。胀缝：尽量不设，但与其他结构物（桥梁、隧 道、柔性路面等）相接处、板厚变化处、小半径弯道、纵 坡变换处均应设置胀缝。 4.接缝填封材料：按使用性能分为接缝板和填缝料。填 缝料按施工方式又分为加热灌入式、常温灌入式和嵌缝条 三种。 接缝板：高速、一级公路宜用泡沫橡胶板、沥青纤维板； 其他等级公路可用木材类或纤维类板； 填缝料：聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、乳化沥青类、聚氯 乙烯胶泥、沥青橡胶类、沥青玛蹄脂、橡胶嵌缝条。
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1）.纵向接缝的间距按路面宽度在3.O—4.5m 范围 纵向接缝的间距按路面宽度在3.O— 3.O 内确定。碾压混凝土、钢纤维混 内确定。碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅 摊铺时,可不设纵向缩缝。 摊铺时,可不设纵向缩缝。 横向接缝的间 2）.横向接缝的间距按面层类型和厚度选定 : A.普通混凝土面层一般为 普通混凝土面层一般为4 A.普通混凝土面层一般为4—6米,面层板的长宽比 不宜超过1.30,平面尺寸不宜大于25 1.30,平面尺寸不宜大于25m 不宜超过1.30,平面尺寸不宜大于25m2 ; B.碾压混凝土或钢纤维棍凝土面层一般为 碾压混凝土或钢纤维棍凝土面层一般为6 10m。 B.碾压混凝土或钢纤维棍凝土面层一般为6—10m。 C.钢筋混凝土面层一般为 钢筋混凝土面层一般为6 15m。 C.钢筋混凝土面层一般为6—15m。 4.厚度 厚度： 4.厚度： 普通混凝土、钢筋混凝土、 1）普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或连续配 筋混凝土面层所需的厚度,可参照规范的要求取值 筋混凝土面层所需的厚度,可参照规范的要求取值 P327
轻 三、四级 高 ≤230 中 ≤220
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面层厚度（mm） 240~210
2）钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定, 钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定, 钢纤维体积率为0.6%~1.0% 0.6%~1.0%时 钢纤维体积率为0.6%~1.0%时,其厚度为普通 0.65~075倍 混凝土面层厚度的 0.65~075倍。特重或重交 通时,其最小厚度为160mm;中等或轻交通时, 160mm;中等或轻交通时 通时,其最小厚度为160mm;中等或轻交通时, 其最小厚度为140mm。 其最小厚度为140mm。 140mm 复合式路面沥青上面层的厚度一般25~8 25~80 3）复合式路面沥青上面层的厚度一般25~80mm 。 各种混凝土面层的计算厚度应满足规范要求。 规范要求 5. 各种混凝土面层的计算厚度应满足规范要求。 面层设计厚度依计算厚度按l mm向上取整 向上取整。 面层设计厚度依计算厚度按l0mm向上取整。
四）面层：
类型
有或无传力杆的横缝 有或无传力杆的横缝
有拉杆的纵缝
钢丝网 1、有接缝的普通混凝土路面 2、有接缝的钢筋混凝土路面
连续配筋 3、连续配筋混凝土路面
钢筋丝
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4、预应力混凝土路面
1.面层一般采用设接缝的普通混凝土; 1.面层一般采用设接缝的普通混凝土;面层板 面层一般采用设接缝的普通混凝土 的平面尺寸较大或形状不规则, 的平面尺寸较大或形状不规则,路面结构下 埋有地下设施,高填方、软土地基、 埋有地下设施,高填方、软土地基、填挖交 界段的路基等有可能产生不均匀沉降时, 界段的路基等有可能产生不均匀沉降时,应 采用设置接缝的钢筋混凝土面层。 采用设置接缝的钢筋混凝土面层。其他面 层类型可根据适用条件按规范取用。 层类型可根据适用条件按规范取用。 规范取用 普通混凝土、钢筋混凝土、 2. 普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或 钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。 钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。其纵 向和横向接缝应垂直相交 , 纵缝两侧的横 缝不得相互错位。 缝不得相互错位。
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第二节 水泥混凝土路面结构组合与构造
一、路面结构组合设计 一）路基： 1.设计状态：干燥或中湿 2.要求：密实、稳定、均质 3.施工：分层填筑，分层压实 二）垫层：改善路基水温状况 1.类型： 1 1）路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，为阻止路基土挤 入基层，设防污垫层； 2）对季节性冰冻地区,路面总厚度要满足最小防冻厚度要求； P326 3）排水垫层：水文地质条件不良的土质路基,路床土湿度较大 时； 4）隔离层：水文地质条件不良的土质路基,路床土湿度较大时； 2.垫层的宽度应与路基同宽,其最小厚度为 150mm。 3.防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料；防污垫层 6 或隔离层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。
三、水泥混凝土路面设计内容
设计内容： 设计内容： 1.各结构层材料配合比设计 各结构层材料配合比设计 2.路面结构组合及厚度设计； 路面结构组合及厚度设计； 路面结构组合及厚度设计 3.接缝构造及配筋设计； 接缝构造及配筋设计； 接缝构造及配筋设计 4. 路面排水设计； 路面排水设计； 5.路肩设计。 路肩设计。 路肩设计
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二、水泥混凝土路面设计理论概况
设计理论： 设计理论：我国采用弹性半无限地基板理论 和有限元方法计算板内弯拉应力。 和有限元方法计算板内弯拉应力。 方法：我国采用解析法，进行设计。 方法：我国采用解析法，进行设计。并以设 计基准期末期混凝土面层板出现疲劳断裂为 临界状态作标准。 临界状态作标准。
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水泥混凝土面层厚度参考范围
交通等级 公路等级 变异水平等级 高速 低 特重 一级 中 低 二级 中 高速 低 270~240 重 一级 中 260~230 低 二级 中
面层厚度（mm） ≥260 ≥250
≥240
250~220
交通等级 公路等级 变异水平等级 二级 高 中
中等 三、四级 高 230~200 中 220~200
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4.基层的宽度应比混凝土面层每侧至少宽出300mm( 采用 小型机具施工时 )或500mm(轨模式摊铺机施工时)或 650mm( 滑模式摊铺机施工时 ) 。路肩采用混凝土面层, 其厚度与行车道面层相同时,基层宽度宜与路基同宽。 级配粒料基层的宽度也宜与路基同宽。 5.基层下未设垫层,上路床为细粒土、粘土质砂或级配不 良砂(承受特重或重交通时),或者为细粒土(承受中等交 通时), 应在基层下设置底基层。底基层可采用级配粒 料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料 , 厚度一般 为200mm。排水基层下应设置由水泥稳定粒料或者密级 配粒料组成的不透水底基层 , 厚度 一般为 2 00mm 。 底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物。 9
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第一节
水泥混凝土路面设计理论简介
一、水泥混凝土的力学特性 1、面层水泥混凝土的强度特性 、 （1）抗压强度 ） （2）弯拉强度 ） （3）劈裂强度 ） （4）抗拉强度 ）
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2、面层水泥混凝土的疲劳特性 、 定义： 定义： (1)疲劳 疲劳 (2)疲劳寿命 疲劳寿命 (3)疲劳强度 疲劳强度 设计指标： 设计指标： 荷载疲劳应力σpr+温度疲劳应力 温度疲劳应力σtr≤fr 荷载疲劳应力 温度疲劳应力 fr为混凝土的抗弯拉强度 为混凝土的抗弯拉强度 3、面层水泥混凝土的应力 、面层水泥混凝土的应力——应变特性 应变特性
第八章 水泥混凝土路面
水泥混凝土路面： 水泥混凝土路面：指以水泥混凝土板作为主 要承载的结构层的路面。 要承载的结构层的路面。而板下的基垫层及 路基统称为地基，起支承作用。 路基统称为地基，起支承作用。 水泥混凝土路面分类 分类： 普通混凝土 普通混凝土（ 水泥混凝土路面分类：1.普通混凝土（仅在 接缝或边角配筋）； 钢筋混凝土；3.连续 接缝或边角配筋）；2.钢筋混凝土； 连续 ）； 钢筋混凝土 配筋混凝土； 预应力混凝土； 钢纤维混 配筋混凝土；4. 预应力混凝土；5.钢纤维混 凝土； 碾压混凝土 碾压混凝土。 凝土；6.碾压混凝土。