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？～21？0m：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199】7年修建的南—京禄口试验路和1】998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【0.02MP—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！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 D《40或城《镇道路路《面，设计规范CJJ 1！69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140mm】～240《mm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15？0，mm的等厚板—组，成美国最著名的Pa！tuxen》t R？iver Na【val Air【 Statio【n预：应力混凝土道面【。是，由Bu？reau o—f Yards【 and Do【c，ks：于1953年～【1954年修建【的长15《2.4m《、宽3.66—m、厚178.【1mm其后又修建了！多条试验路其中19！8，0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、2—。00m？m～225》mm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1—972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0.6】3M：Pa～2《.87MPa；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《.93MPa 】    【 ，    (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σ1】2、σ13、—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[D？c]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.？6mm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 ？