《16+路基路面工程第十六章+水泥溷凝土路面设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《16+路基路面工程第十六章+水泥溷凝土路面设计.ppt（27页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、境 讽 村 藩 毡 课 扛 肃 仅 按 张 仔 掏 斥 桥 峡 郸 熙 枯 炎 癸 仿 尽 母 翌 拆 舅 咙 忿 窜 上 恼 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 第十六章 水泥混凝土路面设 计 卡 娇 藐 会 踩 蜘 杠 垛 逐 验 进 轴 入 啼 糯 甄 杰 旨 什 惟 拿 嚣 昧 现 们 赎 舒 柑 崔 提 匙 恶 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程
2、第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 *1 第一节 概述 n设计理论 n弹性地基上的小挠度薄板理论 n水泥混凝土路面破坏的力学分析 n荷载的疲劳应力 n温度翘曲应力 n不均匀的基础变形使板底脱空而产生过大的弯拉应力 n水泥路面的破坏型式：断裂、唧泥、错台、拱起、接缝 挤碎等 n设计要求：荷载疲劳应力温度翘曲应力不超过混凝土 的抗弯拉强度即 麓 沃 鼠 标 叉 裹 怠 坊 碍 宫 虐 池 佬 丁 茅 谤 各 录 谴 在 觉 跳 酶 极 氯 戍 剑 季 蛋 动 踏 积 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基
3、路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 2 水泥混凝土路面设计内容 n路面结构层组合设计 n混凝土面板厚度设计 n混凝土面板的平面尺寸与接缝设计 n路肩设计 n路面排水设计 n普通混凝土路面的钢筋配筋率设计 徒 味 捧 添 观 屋 炉 疮 乏 纽 捆 炔 劝 肚 辨 永 清 凡 茅 侵 恬 啼 横 尹 病 洲 梅 凄 讨 让 图 蜗 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 3 第二节 弹性地基板体系理
4、论概 述 n小挠度弹性薄板的基本假设 n薄板全厚度范围内的所有各点具有相同的竖向 位移。 n板内无横向剪切应变。 n中性面上各点无平行于中面的位移。 n在变形过程中，板与地基的接触面始终吻合， 即板面与地基表面的竖向位移是相同的。 n在板与地基的两接触面之间没有摩阻力（可以 自由滑动），即接触面上的剪应力视为零。 腿 变 主 诗 名 街 爵 憎 急 饯 戏 崖 堆 明 麓 焉 炒 嘴 森 爱 今 酚 轧 柬 抒 舱 斟 涛 轻 剖 羚 珊 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥
5、溷 凝 土 路 面 设 计 Date 4 2.板挠曲面微分方程 吊 茂 鸳 话 洞 眺 步 涟 高 鸿 岛 寐 孟 葫 亲 素 铬 愧 陌 载 栗 挎 膘 阑 古 归 皿 雕 垃 是 侠 亲 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 5 板挠曲面微分方程 n由力的平衡方程得： P板表面竖向荷载 q地基对板底面竖向反力 墨 贪 由 嗓 芜 椒 溢 结 除 顺 进 蠢 卧 乔 男 烯 柬 棍 彻 宽 统 绊 鹏 综 宵 巾 膳 棺 懊 苛 逊 殴
6、1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 6 板中心挠曲面微分方程求解 由上式p、q、w、D知， P、D已知，如求得 的关系 ，则可求出W. 进而可求出板应力 痈 咋 那 琼 囚 庐 约 象 迄 纫 洱 流 寝 藻 窑 淄 淑 占 著 的 垦 哥 诈 输 茄 硝 取 臭 孝 买 尿 终 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷
7、凝 土 路 面 设 计 Date 7 n两种地基模型： n文克勒地基模型q(x,y)=kW(x,y) n弹性半空间地基模型 q(x,y)=fW(x,y) 聚 超 妖 倚 楔 惟 淄 卸 彰 晕 乐 喧 饯 枕 拽 臂 字 胺 健 亥 疵 幂 业 阎 坠 哭 侧 畴 挟 享 拨 溺 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 8 板内应力求解 扎 掳 叫 咱 戏 缔 吴 滋 撞 盗 酣 舆 圣 铭 禄 右 妻 隐 认 晶 前 茨 疑 传 秉 医 藤
8、 柬 察 慕 包 缎 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 9 第三节 水泥混凝土路面荷载应力分 析 n文克勒地基板的荷载应力分析无限大板 n文克勒地基模型q(x,y)=kW(x,y) n威斯特卡德(H.M.S.Westergaard)求出三种荷位下无限 大板的挠度、弯矩和板底的最大弯拉应力 爆 衬 米 喻 绸 骏 嘲 船 仿 秀 伺 瓶 牡 啦 固 驻 义 儒 堤 城 克 瞥 护 梯 鞭 肉 鬼 草 崎 夜 躲 塑 1 6 + 路 基 路
9、 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 10 第三节 水泥混凝土路面荷载应力分 析 n弹性半空间体地基板的荷载应力分析 n弹性半空间体地基q(x,y)=fW(x,y) n无限大板解析解 n有限尺寸矩形板 n无解析解 n可得到有限元解 伊 仿 颇 租 呵 椒 涯 碧 拈 底 呀 啸 庶 堵 秋 哼 硒 晋 崖 尺 婶 李 妙 胁 推 团 偏 险 暖 素 篙 凳 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路
10、 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 11 第四节 水泥混凝土路面温度应力分 析 n胀缩应力 混凝土面板设接缝划分为有限尺寸板后 ，因收缩而产生的应力很小，可不予考虑 。 n翘曲应力 n气温升降，板顶和板底产生温差，使板产生 翘曲变形。 n翘曲应力公式（式1637、式1638） 气温升高时 气温降低时 掇 悯 报 券 宋 整 狱 起 二 炔 瞅 崔 甸 棱 氏 隆 忘 暑 仅 缔 县 台 奉 苏 秋 恋 谤 净 祁 魏 树 貌 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面
11、 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 12 第五节 水泥混凝土路面板厚设计方法 n设计依据结构可靠度设计方法 n可靠度设计标准 公路等级高速一级二级三、四级 安全等级一级二级三级四级 设计基准期30年30年20年20年 目标可靠指标1.641.281.040.84 目标可靠度95%90%85%80% 变异水平等级低低-中中中-高 摈 个 兼 母 尹 老 叮 戮 绸 达 卜 阻 扰 谎 厄 醉 囱 惫 乳 厚 讲 茎 膨 囱 臼 讽 修 措 涨 祸 漫 除 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 +
12、 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 13 2.变异系数范围 变异水平等级低中高 混凝土弯拉强度 、弯拉弹性模量 0.050.100.100.15 0.150.20 基层顶面当量模 量 0.150.250.250.35 0.350.55 面层厚度0.020.040.040.06 0.060.08 籽 枯 壮 司 歉 捏 愈 鸿 虹 躲 税 彼 拦 酱 昧 坷 衬 昌 峦 暖 万 钢 刀 渣 狄 摄 雅 柬 镍 逛 蚁 懈 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面
13、工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 14 3.可靠度设计表达式 n水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度 综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态， 其表达式为： 式中： 可靠度系数，依所选目标可靠度及变异水平等级确定； 行车荷载疲劳应力（MPa)，计算方法见后； 温度梯度疲劳应力（MPa),计算方法见后； 水泥混凝土弯拉强度标准值(MPa). 野 舷 踊 浑 羹 猪 胀 急 矫 阐 提 免 卜 糜 鬼 桓 秉 听 燎 瞅 柜 灭 料 窑 骚 啃 榴 虐 湿 赁 乡 牌 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面
14、 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 15 可靠度系数 变异 水平 等级 目标可靠度(%) 95908580 低1.201.331.091.16 1.041.08- 中1.331.501.161.23 1.081.13 1.041.07 高-1.231.33 1.131.18 1.071.11 蹄 吸 慰 网 徊 宛 份 鹤 舅 员 陵 胁 猎 祭 灼 蚕 缉 靛 条 航 绞 父 碘 症 佯 宦 涯 主 幼 诺 捌 振 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 +
15、 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 16 混凝土弯拉强度标准值 n水泥混凝土的强度以28天龄期的弯拉强度控制。当混 凝土浇筑后90天内不开放交通时，可采用90天龄期的 弯拉强度。各交通等级要求的混凝土弯拉强度标准值 不得低于下表的规定： 交通等级特重重中等轻 水泥混凝土的弯拉强度标准值 (MPa) 5.05.04.54.0 钢纤维 混凝土的弯拉强度标准值 (MPa) 6.06.05.55.0 捶 弄 挠 彝 焚 选 普 叉 墙 铆 典 束 刀 旬 兢 鉴 妹 吊 厄 慕 组 斗 批 纠 澎 赦 皂 唐 勤 趾 啼 串 1 6 + 路 基
16、路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 17 二、设计参数 n标准轴载：100KN的单轴双轮组荷载 n轴载换算：不同轴轮型和轴载的作用次数按下 式换算为标准轴载的作用次数(P436式16-1)： n交通分级 交通等级特重重中等轻 设计车 道标 准累计作用轴 次Ne(104) 20001002000 31007m0.340.39 行车道宽7m0.540.62 犀 帘 锰 广 湿 酞 黑 绦 团 踪 飘 窄 垣 训 僻 搏 者 耿 礁 仑 根 仕 岳 漾 伴 及 诧
17、 州 方 号 散 地 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 21 5.水泥混凝土面层厚度的参考范围 交通等级特重重 公路等级高速一级 二 级 高速一级 二 级 变异水平等 级 低中低中低中低中 面层厚度 (mm) 260250240 240 270 230 260 220250 交通等级中等轻 公路等级二级三、四级三、四级三、四级 变异水平等级高中高中高中 面层厚度 (mm) 240210230220220200230220 撇 窃 滚 舱
18、 凸 炔 匿 冶 崎 舔 乃 绅 槐 荆 炒 挛 屠 概 震 篡 度 罚 甸 利 彩 士 炮 联 棋 亥 匹 卵 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 22 三、混凝土板荷载疲劳应力分析 n临界荷位：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 坏的临界荷位。 纵缝 必 敦 踞 废 张 鳞 挛 棺 后 缝 熙 豹 特 眩 专 粘 楔 谰 陡 抢 庆 灌 懒 垛 册 磋 欣 熏 钮 雨 爷 酿 1 6 + 路 基 路 面
19、工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 23 2.标准轴载 在临界荷位处产生的荷载疲劳 应力 标准轴载Ps在四边自由板的临界荷位 处产生的荷载应力（MPa） 考虑接缝传荷能力的应力折减系数 考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作 用的疲劳应力系数 考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏 影响的综合系数 标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载 疲劳应力（MPa） 炼 信 谗 溃 或 跟 拭 嗣 连 旨 植 客 杭 维 眷 率 慌 贡 砰 莎 哗 蔓 大 虏 疽 藉 范 庸 伊 甸 痘
20、 氏 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 24 四、温度疲劳应力分析 n在临界荷位处的温度疲劳应力： 最大温度梯度时混凝土板的 温度翘曲应力（MPa） 考虑温度应力累计疲劳作用 的疲劳应力系数 块 屎 笛 艳 渺 绑 倘 九 炎 物 骆 功 凝 疾 沈 住 傈 评 覆 诧 蒜 蛊 埂 派 足 兆 念 鞭 刨 委 忿 佰 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面
21、工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 25 五、混凝土板厚度计算流程 n路面结构组合设计 根据相关的设计依据，进行行车道路面结构的组合 设计，即初拟路面结构，包括路床、垫层、基层和面层 的材料类型和厚度。 n初选混凝土路面层厚度 按混凝土面层厚度建议范围，依据交通等级、公路 等级和所选变异水平等级初选混凝土板厚。 n计算荷载疲劳应力和温度疲劳应力。 n当 时，则初选厚度可 作为混凝土的计算板厚。否则，应改选混凝土板厚，重 新计算，直到满足上式要求。设计厚度依计算厚度按 10mm向上取整。 小 络 尧 忿 砒 惰 灭 研 留 孵 涨 秘 睁 匈 栗 桑 粟 嵌
22、 烹 屈 苹 藏 驶 夺 喂 探 卢 似 鸟 轩 钢 观 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 26 n END n 画 丑 黑 洲 级 嫁 觉 暂 同 询 防 普 圆 提 周 巍 鄙 辉 富 腊 讥 胺 膝 臂 毡 法 通 聋 蒲 支 院 诉 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 1 6 + 路 基 路 面 工 程 第 十 六 章 + 水 泥 溷 凝 土 路 面 设 计 Date 27