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？.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J《。。T，。G 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50mm；—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，GJ 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1》40mm～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》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？1，50m？m的等厚板组成美国！最著名？的Patuxen】。t River 】Naval》 A：ir Statio！n，预应力？混凝：土道面是由Bur】eau？ of Y》ar：ds ？and Docks！于，。。1953年～19】54年修建的长15！2.4？m，、宽3.《66m、厚1—78.1《m，。。m其：后又修建了多条试验！路其中1980【年在芝加哥O'Ha！re国际机场—。修建的预应力混【凝土罩面（24【0m长、45m宽】。、200mm～【2，。25mm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180m！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0.63MP【a～2？.87？MPa；机场道面内！平均值可达》3.1？5MP？。a当釆用斜向—钢筋来产生纵向预应！力时平均《值，约为1.93M【Pa 】        】。(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σp＞4.0】MPa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、【σ13、σ1—4、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]＝】[，。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ω】a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—m，m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 》 ，