， 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90？m～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1：99：7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J【TG D《40或城镇道路路面！设计规范C》JJ 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140—mm：～2：40m？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【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《0mm的等厚板组成！美国最著名的Pat！u，xent Riv】er Nava【l Ai《r Stat—ion？预应力？混凝土道面是—由Bu？。reau of Y！ards an【d Docks于】1，953？年～1954年修】建的长15》。。2.4m、宽3【.66m《、厚178》.1mm《其后又修建》。了多条试验路其【中1980年—在芝加？哥O'？H，are国际机场修建！的预：应力混凝土》罩面（240—m长、45m宽【、200mm～【225m《m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1《。972？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SR一一》混凝土疲劳》应力比可按表2取值！；， 《     —        f！t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0.63MP！a～2.87MPa！；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？～1.4MP—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《.0：M，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】、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[D—s]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【 ：