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20m！横向拉应力仅增加约！0，.02MPa—）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 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50—mm；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 》9，2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【～240m》m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Patuxen】t Rive—r ：N，a，v，。al A《ir St》ation》预应力？混凝土道面是由Bu！reau of Y！ard？s and —Do：cks于1953】年～195》4年：修建的？长152.4m【、宽3.《。66m、厚1—78.1mm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、2—00mm《～225mm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—2，0世纪50年代【。前后：。开始修建预应力混】凝土路面巴》西，于197《2年～1《978年在里—约热内卢修》建了：一条1？。8，0mm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《SR：。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(M—Pa) 】 —。   ！  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3.1—5MPa当》。釆用斜向钢筋来【产，生，纵向预应力时平均】。值，约为1？。.，9，3MPa 【      】   (《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＞【。4.0MP》a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]＝[D！c]＋？[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】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τ《a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？≥0.6《mm：时μr＝f（给定】值）；当ω≤—。0，.6mm时》μ，r＝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》 ：