水泥混凝土路面设计理论研究.docx
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1、 水泥混凝土路面设计理论研究 吕柳娟摘要:水泥混凝土路面面板是一种刚性路面, 力学强度高, 在外荷载作用下变形小,所以混凝土板通常都是处于弹性阶段,也就是在汽车荷载下,板内产生的最大应力不超过水泥混凝土板的比例极限应力。这是板由于是处于弹性阶段,基层和土基所承受的荷载及产生的变形都很小,力学分析上可以判定水泥路面结构是属于弹性层状体系。关键词:水泥混凝土;路面;设计;理论: TV331 : A前 言水泥混凝土路面优点:路面强度高、承载能力大,耐磨耗能力强,使用寿命长,养护费用少,行车油耗少,水泥混凝土路面广泛使用,在使用过程中面板裂缝引起了广泛注意。设计理论不尽完善、施工工序和施工质量要求不严
2、格是造成水泥混凝土路面裂缝的主要因素之一。1 混凝土路面的结构设计内容1.1 路面结构层组合设计根据交通的繁重程度来确定路面结构层的组合,并根据当地的环境和自然条件材料供应等具体设计。路面的结构层次主要包括土基、垫层、基层以及面层。技术设计合理的结构组合要在满足工程经济的条件下保证混凝土面板在使用期限内承受预期的交通荷载,提供良好的路用品质。路面在结构层设计中占有很重要的地位,工程中使用较多的有普通混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面、混凝土块料路面等。基层和垫层有粒料类、稳定类和贫混凝土类三大类,不同的材料具有不同的刚度以及抗冲刷能力等,根据道路等级等设计要求来具
3、体选用。1.2 混凝土面板厚度和平面尺寸的设计厚度要满足设计年限内使用需求,并根据设计标准来确定。平面尺寸的设计要保证面板内产生的荷载应力和温度应力条件,确定接缝位置的构造,有效的保证接缝的传递荷载能力。1.3 路肩的设计高速公路以及一级公路中间带和路肩带的结构应力要保证和行车道混凝土路面相同,并和行车道浇筑成一个整体,一般公路的混凝土路面要设置路缘石或者加固路肩的设施,加固材料可以使用沥青混合料等。1.4 混凝土路面的钢筋配筋率在交通量较大或者混凝土路面板太长、地基产生不均匀沉降的可能性大或者板的形状不规则时,要沿着面板纵向加设钢筋,以防止裂缝的出现。2 水泥混凝土路面设计目标可靠度分析道路
4、工程结构设计安全分为3个等级,路面工程安全等级考虑高速、一级、二级道路路面。相应安全等级要求规定为一级、二级和三级。为三级和四级道路路面增加一个设计安全等级四级。规定相应设计基准期为20MPa,设计安全等级为四级路面结构目标可靠指标和目标可靠度。系按前一级数值级差递降得到。按施工技术、施工质量控制和管理要求达到和可能达到具体水平,选用其他等级。降低选用变异水平等级,须增加混凝土面层设计厚度要求;提高选用变异水平等级,目标可靠度定得较低,初期修建费用可降低,养护费用和车辆运行费用需提高。通常采用“校准法”来确定目标可靠度。“校准法”是对按现行设计规范或设计方法设计已有路面进行隐含可靠度分析,参照
5、隐含可靠度制定目标可靠度,则所设计路面结构接纳了以往工程设计和使用经验,包含与原有设计方法相等可接受性和经济合理性。3.水泥混凝土路面再生利用设计3.1 水泥混凝土路面典型结构设计参数路面的面层选择取决于公路等级、交通量和投资资金等。路面典型结构设计参数主要有:设计交通量、各结构层材料的参数、旧水泥路面处理方式和处理后的回弹模量等。这些参数与当地的自然环境状况、路面的破坏和处理情况、材料来源等都有很大的关系,合理的确定这些参数对路面的再生技术来说有很大的帮助,根据设计参数来确定设计方案的合理性。交通量等级的划分以及车辆荷载的作用是影响路面使用寿命的关键因素,路面典型结构设计中必须采用交通量和轴
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