文档介绍：水泥混凝土路面设计§16-1概述水泥混凝土路面板具有较高的力学强度,在车轮荷载作用下变形小,同时按照现行的设计理论,混凝土板工作在弹性阶段,也就是在计算汽车荷载作用下,板内产生的最大应力不超过水泥混凝土的比例极限应力。当水泥混凝土板工作在弹性阶段时,基层和土基所承受的荷载单位压力及产生的变形也微小,它们也都工作于弹性阶段,因此从力学体系上看,水泥混凝土路面结构也属于弹性层状体系。然而,作为刚性路面的水泥混凝土路面,同柔性路面相比,有其自己的特性。首先,混凝土路面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和土基的相应模量和强度;其次,混凝土的抗弯拉强度远小于抗压强度,约为其1/6~1/7,因此决定水泥混凝土板尺寸的强度指标是抗弯拉应力;同时,由于混凝土板与基层或土基之间的摩阻力一般不大,所以在力学图式上可把水泥混凝土路面结构看作是弹性地基板,用弹性地基板理论进行分析计算。由于混凝土的抗弯拉强度比抗压强度低得多,在车轮荷载作用下当弯拉应力超过混凝土的极限抗弯拉强度时,混凝土板便产生断裂破坏。且在车轮荷载的重复作用下,混凝土板会在低于其极限抗弯拉强度时出现破坏。此外,由于板顶面和底面的温差会使板产生温度翘曲应力,板的平面尺寸越大,翘曲应力也越大。另外,水泥混凝土又是一种脆性材料,它在断裂时的相对拉伸变形很小。因此,在荷载作用下土基和基层的变形情况对混凝土板的影响很大,不均匀的基础变形会使混凝土板与基层脱空,在车轮荷载作用下板产生过大的弯拉应力而遭破坏。基于上述,为使路面能够经受车轮荷载的多次重复作用、抵抗温度翘曲应力、并对地基变形有较强的适应能力,混凝土板必须具有足够的抗弯拉强度和厚度。水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的作用下可能出现的破坏类型主要有:1)断裂;2)唧泥;3)错台;4)拱起;5)接缝挤碎等。从水泥混凝土路面的几个主要破坏类型可以看出,影响混凝土路面的使用性能的因素是多方面的,如轮载、温度、水分、基层、接缝构造、材料以及施工和养护情况等。从保证路面结构承载能力的角度,混凝土路面结构设计应以防止面层板断裂为主要设计标准;从保证汽车行驶性能的角度,应严格控制接缝两侧的错台量。产生断裂、错台等的原因是多方面的,如基层的冲刷和排水条件。因此,混凝土路面设计必须从多方向采取措施来保证它的使用寿命。混凝土路面在经受到车轮荷载重复作用的同时,还经受大气温度周期性变化的影响。因此,混凝土路面板的疲劳破坏不仅与荷载重复次数有关,而且与温度周期性变化产生的温度翘曲应力重复作用有关。因此,路面板防止两种因素综合作用产生的疲劳开裂,必须使荷载疲劳应力(σp)与温度疲劳翘曲应力(σt)和不超过混凝土的抗弯拉强度(fcm),即σp+σt≤fcm(16-1)为了防止混凝土路面拱起、错台、接缝挤碎和唧泥,除了采用排水基层、耐冲刷基层和增强接缝传荷能力外,还可加强日常养护等。水泥混凝土路面结构设计包括下述内容:,应根据该路的交通繁重程度,结合当地环境条件和材料供应情况。选择安排混凝土路面的结构层层次,它包括土基、垫层、基层和面层的结构组合设计,各层的路面结构类型、弹性模量和厚度。作出技术先进、工程经济合理的路面结构组合设计方案,它应是能给混凝土面层以均匀支承、承受预期交通的作用、提供良好使用性能的混凝土路面结构,其设计过程与柔性路面结构组合设计相仿。有关基层、垫层的设置和抗冻的要求均应符合现行有关规范的规定。水泥混凝土面板要求具有较高的弯拉强度,表面平整、抗滑、耐磨。常选用的面板类型有普通混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面、混凝土板料路面等。基层和垫层有粒料类(碎石、砂砾)、稳定类(水泥、石灰、工业废渣)和贫混凝土三大类,分别具有不同的刚度、冲刷能力和透水性。在重交通的道路上,选用水泥稳定类或贫混凝土作为基层具有良好的使用性能。,应按照设计标准的要求,确定满足设计年限内使用要求所需的混凝土面层的厚度。,确定接缝的位置,设计接缝的构造,并采取有效措施提高接缝的传荷能力。,并与行车道部分的混凝土面板浇筑成整体。路肩可采用水泥混凝土面层或沥青混合料面层,其基(垫)层结构应满足行车道路面结构和排水的要求。一般公路的混凝土路面应设置路缘石或加固路肩,路肩加固可采用沥青混合料或其它材料。、地基有不均匀沉降或板的形状不规则时,可沿板的自由边缘加设补强钢筋,在角隅处加设发针形钢筋或钢筋网,以阻止可能出现的裂缝。§