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90m—。～，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1998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2？0m横向《拉应力仅增加约【0，.02？MPa）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J】TG D40—或城镇道《路路面？设计规范C》。JJ 169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5？0mm；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JG—J 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～2！40mm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：1946《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150》mm的等厚板组【成美国最著名的Pa！tuxe《nt： River 【N，ava？l ：Air S》tation—预应：力混凝土道面—是由Bu《re：au of —。Y，ards an【d Dock—s于1953年～】1954年修建【的长：152.4》m、宽3.66m】、厚178.1【m，m其后又修》建了多？条试验路其中1【980？年在芝加哥O'H】are？国际机场《修建的预应力混凝土！罩面（240m长】、，。45m宽、》200mm～22】5m：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5【0年代前后开始修建！预应力？混凝土路面巴西【于1972年—～1978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S《R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(—MP：a) 】 ：。 》 ， ？     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～】2.87《MPa；机场道面】内平：均值：可达3.15M【Pa当釆《用斜向？。钢筋来产生纵向【预应：力时：平均值约为1.93！MPa —。   》     》 ，(2)横向预应【力还：未，被，广泛采用一》般为0～1.—4MPa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σp—＞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σ》12、σ1》3、：σ14、σ》15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]＝[D》。c]＋[Ds]  ！    《  (？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Es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》ωa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ω《a≈0.6m—。m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≤—。0.6m《m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 — ，