4  路】面结构设计 】。。 ： 4.1】 ， 几：。何尺寸 《 》 4.1》.1、4《.1.2  对预】。。应力：混凝土路面路面面板！长取9？0m～？210m可大大【减少路？面接缝数《量从而改善行车【平稳性？和舒适性路面面板越！长由预应力损失和板！底摩阻力造成的影】响就越大《预应力在板内的效】。。果就越差因此板底摩！阻力小？。板长就可取较—大值路？面面板纵《向预应力的施加大】大提高了《路，面的纵向承载能力】但对横向承载—能力：几乎无？影响：当道路路幅较宽时面！板的横向《。应力较大成为主要】。的控制？应，力因此规定》路面面板宽》不宜超过标》准两车？道的：宽度可不设置—横向无？粘结预应力钢绞线预！应力的？存在使路面面板整】体性：较强减少《了横向开《裂的可能性而—。且即使路面面板因】荷载产？生裂缝也能自—行闭合提高了路【。面的耐久性 ！ ，     上述结论！可通过对荷载下【预，应力混凝《土，路面面板的应力分析！得出（本章》有关应力分析及相】关结论均根》据国内已修建的两】条预应力混凝—土路面即1997年！修建的？南京禄口试验路【和199《8年修？建，的徐州贾汪试验路】的实际工程》情况并通《过有限元分析得出】。） 《     在】板宽确定的情况下】（模型取板宽—7.2m）路面面】板长应由所》施加的预应力—大小：和温差？引起：的，纵向最大《拉应力共同来—控制如图1所示随】板，长的增加板内横纵】向拉应力都》有所增？加但横向《拉应力增加》量非：常小（板《长每增长20m【横向拉应力》仅增加？约0.？02M？。Pa）纵向》拉应力的增加几乎与！板长成正比》；横向拉《应力比？纵向拉应力大很多】 ？ ？ 》    《。 预应力大小对于路！面，面板的？影响如图2》所示由该《图可见随预应力【值的增大板的上翘值！在，减小因此施加—预，应力：可使：板，。底各点？的位移趋向一致【增强了路面的整体性！减，小了路？面面：板下的不均》匀，沉降或脱空现—象出现的可能—性 ？ 【     【。对于横向预应力【各国意见不》统一据国外资料介】绍认为？。当板宽？不超过两个》标准车？道宽度时可不设横】向预应力但为了安全！起见要？求在横向配置一定】数量的？防，止开裂并起到固【定、支撑纵向无粘】结预应？力钢绞线的构—造钢筋？对于横向《。。预应力？的确：定根：据，计算所得《的最大横向应力【与混凝土的》设计弯拉强度（【建，议取80％的—。抗弯拉强度）的比】较而定？。如果不？需施加横向预应力则！需，配置横向钢筋可按】现行行业《标准公路水泥混凝土！路面设计规范JTG！。 D40或城镇【道路路面《设计规范CJJ 1！69中连《续配筋混《凝土路面选用当【路面：面板的宽度较—大时可釆《用双：。向预应力以提高【抗裂：能力 》。     无】粘结预应力钢绞线】的混凝土保护层【厚度不宜小于50】m，m；锚具系统的【最小混凝土保护【层厚度应符合现【行行业标准》无粘结预应力混凝】土结构技术规—程JGJ 》92的？有关规定保》护层厚度的》规定是为了满足结构！。构，件的：耐久性要《求和对受力钢筋【有效：。锚固的？要求预应力混凝土】路面面板《的最小厚《度值：应能给无粘结预应】力钢绞线提供最小】的保护层厚度—以防开裂、锈蚀同】时需能满足板在【荷载下的挠度变形】设计：要求  ！   对于预—应，力混凝土路面由【于预应？。力的施加提高了【路面面？板截面的实际—弯拉强度因而在【相同：的荷载作用下预应力！路，面面板的厚度较普】通混：凝土路面面板取得更！薄根据国内》。外，的工程？理论分析并结—合我国公路运输繁】忙和超载《。现象严重的情—况加之？施工工艺《及施工管理水平及各！地施工环境相异【等，因素推荐板厚取值】为140mm～【240mm》板初：估厚度为相》应素：混凝土路面面板厚的！70％？～75％ ！    《。 国外关于预应力】混凝土路《面的设计与》施工研究开展—得较早并取》得了：很多经？验 》     最早】。的预应力混凝土路】面是法国于1—946年修》建的在法国只—有，一条：。。试验路是板边薄于板！中的其他都》是由平均约15【0mm的等厚—板组成美《国最著名的Pat】uxen《t R？iver Nav】al ？Air Stati！on预应力混凝土道！面是：。由Burea—u ：of Yard【s an《d Docks于1！953年《～，。1，954年《修建的长152.】。。4，。m、宽3.6—6m、厚《。178.1mm其】后又：修建了多条试验路其！中1980年在芝】加哥O？'，Hare国际机场修！建的预应力混—凝，土，罩面（？。240m长》、45m宽、20】0mm～225m】m厚的跑道）是【美国首次将预应力混！凝土：用于商用机场道面】其他国家如比—利时、？奥地利等都于—20世纪50年代前！后开始修建预应力】混凝土路《面巴：西于1972年～】197？8年在里约热内卢】修建：了一条？18：0mm厚的预应力】混凝土机场道面；荷！兰，、瑞士也都修筑了预！应，力混凝土路面 】 4.1.3！  预应力》混凝土路《面的：设计：以混凝土疲劳断裂为！设计极限状态—。由于预应力事先在】。路面：面板：工作：截面上施加压应力】当荷载作用于路【面时混凝土截面【产生的拉应力一【部，分由预？。应力产生《。的压应？力抵消板截面—上的应力较之普通】混凝土板路面低从】而提高了混凝土的】抗，弯拉：强度在荷载重—复作用下预应力【混凝土路面设计应满！足本规范式(—4，.1：.3-？1)：。的要求 《     ！预，应力混？凝土路？面面板内荷载应【力，、温度应力和—。板底摩阻应》力的处理参》。考，本规范附录A ！   》。  国？外关于预应力混凝土！路，面结构设计也有【釆用混凝《土疲劳？。应力比SR》指标来进行的预应】力混：凝土路？面面：板的厚度按S—R，指标设计时》按下式？计算 》 —     【   ？ 式中SR一一混凝！。土疲劳应力比—可按表2取值—； 》 ，        】   ？  ft混凝—土，设计弯拉《强度(MPa) 】 ？ — 【   ？ ， 路面中《所施加的预应—力，大小主要由三个因】素决定交通荷—载；由温《度，和湿度所《引起的翘曲约束；】。板收缩期间的板底摩！阻约束预应力混凝土！路，面常用的预》应力值可参》考，如下：。 ？ ：     》  ：  ：(1)路面》面板内仅使用纵【向无粘结预应力钢绞！线或纵、横向—都配无粘结预应力】钢绞线时一》般为0.63MPa！～2.87MPa；！机场道面《内平：均值：。。可达3.15—MPa当《釆用：斜向钢筋来产—生纵向预应》力，时平均值约为—1，.93MPa 】 《     》   (2)—横向预应力还未被】广泛采用一般—为，0～1.4》MPa当《。板宽不大于两—个标：准车道宽《度时可不设》横，向预应力 【      】  ： (3)从无粘结预！应力钢绞线的实际】。间距和经济》使用方面考虑如【果求得的预应力值σ！p＞4.《0MPa则》需增大路面》面板厚度重新计【算  】   纵向预—应力的处理模型【应符合下《列规定 》。   —   ？   ？(1)无粘结预应力！。钢绞线仅在锚固端】与混凝土结合在其】他地方会《发生纵向相对滑动；！ ， 》        】(2)对路》。面面板？施加预应力》时将预应力作为【一种外？力，加在路面面板的锚】固，端扣除？无粘结预应力—钢绞线与周围—接触：的混凝？。土或套？管之间的摩阻损【失（图3图中未【画出：板底：的摩阻力) — ？  ！   预应力损失】的处理？模型应符合下列规】定 ：。。 》     》   (1》)预应？力混凝土路面—的预应力损失计算按！本规范第《4.2？.2条？的规定确定本规范】第4.2《.2：条中的各项应力【损失不是同时发生】的预应？力损失值的组—合可根据应力损【失出现的先后与【全部完成所需—要的时间按预施【应力和使《用阶段来进行区【分对：于后张预应力混凝土！路面预？施，应力：阶，段和使用《阶，段的预应力损失可按！。下，列公式计算 【 》 【 ， ：     》   ？ (2)在有—。限元模型《分析中应将以上计】算的σ12、σ1】。3、σ14、σ15！等效为一《组和预施应力—方，向相反的外》力，分别作用于》锚固：端混凝土上 —    】 钢：筋的处理模型—应符合下列规定 ！ 《       【 (1？)预应力混凝土路】面，面板应釆用整体式模！型其弹？。性矩阵可按下式计算！ ？ [D》]＝[Dc》]＋[D《s，] ： ，    《  (？5) 《。 ？  ：       【    式》中[：Dc]混凝土—的应力应变矩阵；】 》        】 ，       【 [Ds]》分布钢筋《的应力？应，变关系矩阵 — ： ， ：        】(2)模《型可不考虑混凝土的！开裂按一般均质体计！算，。混凝土的应力—。应变矩阵[Dc]可！按下：式，计算： 》 【     》     》  ：。  【     》  (3)》对，于等效的分布钢筋】其应：力-应变关系矩阵】[Ds]可》。。按，。下式计算 — 】  ？。     》     》 式中E《s钢筋？的弹性模量》； 《    —     》        】ρx：、ρy、ρz沿【x、y和z方向的】配筋：率 【    温度应力】的处理模型应符合】下列规定 】     —    《(1)同一》时刻板截面上温【度不一致产生的【翘曲应力在预—应力混凝土路—。面模型中宜采—。用热弹性三》维有限元方法； ！      ！   (2)—不同：时刻由于温度上升或！下降时引《起的：热胀冷缩而在板内产！。生的热压应力或收缩！应力在预《应力混？凝土路面模型中假定！为均匀变化 ！ ：    板底—摩阻力的处》理模型应符合下列规！定 ？ ： ：   ？ ，。   ？ 预应力混凝土【路面：板底摩阻力对路面】受力影响很大必须予！以考虑板底摩阻【力主：要由以下三方面的因！素引起 《。 》         ！   (1》)由施加预》应力引起的板底摩阻！力； 【     》        】(2)由温度引【起的板底摩阻力； ！ ， ，   》        】  (3)》。由，。车辆：荷载引起的板底【摩阻力？（可忽略） —   【  根据线性—叠加原理在分析处】理，时，将上述三《。项同时？考虑进去进行—一次迭代求》解板底摩阻力（选】取的是每一断面的】最大值？） ？。     预！。应力混凝土》路面在预应力、【温度应？力、荷载应》力的：共同作用下摩阻力沿！板底：并非：均匀分布《板底：摩擦系数为变量与板！底位移有关图—4为：板底摩阻力随—板底位移的变—化情况板底位移【增大时板底摩阻力也！随，之增大当位移达到ω！a时板底摩阻—力最大位移再增大】板底摩阻力》趋，于定值τa在路面】面板模型《中假定？在板中处不》发生：位移即板中附—近处摩阻《力很：小板端处最大 ！ ，。 【。     对于细砂！。滑动层ωa》≈0.6mm可【采用图4中的—理论曲线3用于板】底摩阻力的分析【在，分，析过程中釆用以【下做法？    ！  ： ，  (？1)：在，沿板长？的，某个断面上假定板底！摩阻力τ是均—匀分布的该》断，面中的摩擦系数的】取值原？则为先在不考虑摩阻！力的情况下》计算出板底的各结点！。的位移然后根据每一！断面的水《平向：（沿板长）最大位移！确定摩擦系数—ω≥0.6mm时】μr＝f（给定值】）；当ω≤》0，。.6mm时μr＝ω！·f/0.6根据】各结点的形函数分配！摩阻力进行第—二次计算此时已【考虑了摩阻力的影响！； —。     》。    (2)只考！虑沿板长方向的板】底摩阻力； 】      】   (3)以【板中处？位移为？基准用其他各点相对！于板中的位移来【决定摩？擦系数的大小（【因垂直？荷载的影响很小【。忽，略由：荷，载组合引起的板底摩！阻力） — ：     》预应力混凝土—路面模型在进行地基！处理：时，可，采用温克勒地—基或弹性半空间地】基模型并《在计算分析时假定】在变形过程中板【与地基始终紧密接】。触无间隙 ！。。     》预应力？混凝：土路：面模型在《进行地基反力集度处！理时地基反力集【度的计算应与所釆】用的地？基模型相对应—。应根据地基的计算】模型在已知》位移的情《况下求力的运算 】 ，