？ 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～210！m，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1】997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20》m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 D【40：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《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140【mm～240—mm板？。初估厚度为》相应素混凝土—路面面板厚》的70％～7—5％ —     —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15【0，mm：的等厚板组成美【国最著名的P—atuxen—t Ri《ver Naval！ Air Sta】tio？n预应力混凝土【道面是由Bur【eau？ ，of： Yards 【and Dock】s，于1953年～1】954年修建的长1！52.4m、—宽，3.：66m、厚》178.1mm其后！又修建？了多条试验路其中1！980？年在：芝加哥O'Har】。e国际机场修—建的预？应，力混凝土罩面（24！0m长、《45m？宽、200mm～】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《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～1978】年在里约热内卢修】建了一条1》80mm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—(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》0.6？3M：Pa～2.8—。7MP？a；机场《道面内平均值可达3！.15MPa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：～1.4M》Pa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《σ12、σ》13、？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？]＝[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、ρ》z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ωa≈0.6】mm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 【