： 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20】m横向拉应力仅【增加约0.》02MP《a）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8？0％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 ？16：9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J】。G，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！150mm的等【厚板组成美》国最：著名的Patux】ent？ River 【Nav？al Air S】tation—。预应力混凝土道面是！。由，Bureau o】f Yards a！nd Docks于！1953《年～195》4，年修建的长152.！4m、宽3.—66m、厚17【8.1mm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、【200mm～22】5mm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19】72年？～19？78年在里约热内】卢修建了《一条18《0m：m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S！。R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0.63M！Pa～2.87MP！a，；机场道面内平均值！可达3.1》5M：Pa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，MP：a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.》0M：Pa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—]，＋，[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E？s钢筋的弹性—模量； —    —        】。。    《 ρx、ρ》y、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ω【a≈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≥0.6m—m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 】