水泥混凝土路面及其结构设计
合集下载
水泥混凝土路面结构设计
表1.2.2 水泥混凝土面层厚度的参考范围
极重
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 低 高速 低 一级 中 低 二级 中 高速 低 一级 中 低 轻 三、四级 中 230~200 高 220~190 三、四级 中 210~180 二级 中
特重
重
面层厚度（mm）
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 面层厚度（mm）
注：① 冻深小或填方路段，或者基、垫层为隔温性能良好的材料，可采用低值；冻深大 或挖方及地下水位高的路段，或者基、垫层为隔温性能稍差的材料，应采用高值； ② 冻深小于0.50m的地区，一般不考虑结构层防冻厚度。
1.5 路肩
铺面材料 路肩面层一般宜选用水泥混凝土，也可用沥青类材料。路肩基
层可用开级配粒料类材料，有利于排除渗入路面结构的水。
起讫桩号
基层切缝 情况
使用状况
原路 面结 构
——
——
使用情况良好， 裂缝少。
结构 一
K576+559 ～ K579+514
基层不切缝
使用情况良好， 有裂缝。 配筋率：0.3，0.4 ，0.5。
结构 二
K579+514 ～ K580+533
350m、320m和330m 混凝土基层切缝间距 分别为5m，8m和 10m。
水泥砼面层 28cm
防水联接层1.5cm
二灰碎石基 层18cm 灰土或固化剂处理路床 20cm
冲击压实处理路床（影响深度80cm）
（2）广西
混凝土下面层280㎜ 改性沥青混凝土或SMA上面层，厚40㎜ 混凝土层表面机械凿毛，或5﹪稀盐酸处理，摩擦系数0.65以上。 设高分子改性沥青粘层，或环氧沥青粘层，或橡胶沥青应力吸收层20 ㎜。 使用3年，整体效果良好，局部路段轻微推移。
水泥混凝土路面设计 水泥混凝土路面的设计理论和标准
水泥混凝土路面的设计理论
对地基采用不同的模型，其中主要有三种，： ➢文克勒（Winkler）地基模型，如图2-14-a所示。 ➢弹性半空间地基模型，如图2-14-b所示。 ➢巴斯特纳克（Pasternak）地基模型，如图2-14-c所示，来自a）Winkler地基模型
b）弹性半空间地基模型
c）Pasternak地基模型
设计标准和验算标准
小结
水泥混凝土路面结构分析采用弹性地基板理论。我国现行规范规定 水泥混凝土路面设计采用弹性地基板理论，而地基模型则采用以弹性模 量和泊松比表征的弹性地基模型。以在行车荷载和温度梯度综合作用下， 不产生疲劳断裂作为设计标准。
水泥混凝土路面的设计理论
基本假定条件： ➢板为具有弹性常数 （弹性模量）和 （泊松比）的等厚弹性体； ➢作用于板上的荷载，可近似地忽略竖向压缩应变和剪切应变的影响， 利用薄板弯曲理论进行计算分析； ➢弹性地基在接触面处对板仅作用竖向反力，即地基和板之间无摩阻力； 同时，在荷载作用下，板同地基的接触保持完全连续，板的挠度即为地 基顶面的挠度。
水泥混凝土路面的 设计理论和标准
模块二
01
公路
02
路面设计
03
04
识读沥青路面
沥青路面设计
识读水泥混凝土路面
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面 设计理论和标准
C目 录 ONTENTS
1 水泥混凝土路面的设计理论 2 水泥混凝土路面的设计标准与验算标准
水泥混凝土路面的设计理论
➢ 水泥混凝土路面结构分析采用弹性地基板理论。弹性地基板理论 把刚度大的水泥混凝土面层看作是支承于弹性地基上的小挠度弹性板。 水泥混凝土面板的刚度远大于基层（功能层）和路基的刚度，在荷载作 用下，具有良好的荷载扩撒能力，其所产生的弯曲变形远小于其厚度， 因此，可采用小挠度薄板理论分析。 ➢我国现行规范规定水泥混凝土路面设计采用弹性地基板理论，而地基 模型则采用以弹性模量和泊松比表征的弹性地基模型。
我国水泥混凝土路面设计方法
我国水泥混凝土路面设计方法水泥混凝土路面设计方法主要包括了水泥混凝土路面材料的选择、路面结构设计、施工工艺和质量控制等方面。
以下将详细介绍我国水泥混凝土路面设计的具体方法。
一、水泥混凝土路面材料的选择1.水泥：根据设计要求和实际使用条件，选择适宜的水泥品种。
目前常用的水泥品种包括普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和特种水泥等。
2.混凝土骨料：骨料应选择质量好、粒径分布合理、坚固耐久、无害物质含量较低的骨料。
常用的骨料有碎石、砂石等。
3.混凝土外加剂：外加剂有很多种类，可以改善混凝土的性能。
在设计过程中，选择合适的外加剂控制混凝土的物理性能和工程成本。
二、路面结构设计1.设计厚度：根据道路的等级、设计车速和交通量等因素，确定混凝土路面的设计厚度。
一般来说，高等级道路的设计厚度较大，轻型车道的设计厚度较小。
2.路面结构：混凝土路面可以是单层结构或多层结构。
单层结构适用于交通量较小的道路，而多层结构适用于交通量大、车辆荷载重的道路。
三、施工工艺1.基底处理：对基底进行平整、硬化处理，使其具有良好的承载能力和稳定性。
2.混凝土浇筑：将混凝土均匀倒入路面模板内，并采取适当的震动技术，使其达到密实度和平整度的要求。
3.混凝土养护：混凝土养护是保证混凝土路面质量的关键环节。
养护时间和方法根据气温、湿度等因素确定，通常需要进行湿养护。
四、质量控制1.施工质量检查：对水泥混凝土路面施工过程进行现场检查，确保施工符合设计要求和规范，并及时进行纠正。
2.质量检测：对混凝土的强度、平整度、厚度等进行质量检测，并进行合格评定。
3.质量管理：建立质量管理体系，从材料采购、施工过程控制到工程验收等环节，严格控制质量。
总结起来，我国水泥混凝土路面设计方法涵盖了材料选择、路面结构设计、施工工艺和质量控制等多个方面。
在实际工程中，应根据具体情况进行合理选择和组合，确保水泥混凝土路面的耐久性、承载能力和平整度，保证道路的安全与舒适。
水泥混凝土路面结构构造设计详解
2R P l ) Kl 2
第三节 水泥路面的应力分析
5）威斯特卡德公式的试验修正公式
• ①角隅修正
威氏公式是理论推导得来的，与实际情况有出入。美国1930年在阿灵顿进行了 试验路，对公式进行了修正。
板体与地基紧密接触时，不修正，理论值近似于实测值； 板底脱空时，实测比计算大30%~50%，需修正，Kelly提出板角修正式:
– 公式左边三项分别代表：可靠度系数、荷载疲劳应力
第四节 路面结构的可靠度
◆8、水泥混凝土路面可靠度的概念
NR : 路面结构的疲劳寿命 Ne : 设计年限内累计当量标准轴载
f Ne
f NR
Ne
NR
干涉区
第五节 水泥路面的设计参数
➢1、设计基准期、目标可靠度和目标可靠度指标
➢2、面板与基层间的摩阻系数
第一节 水泥路面设计概述
◆4、水泥路面的轴载换算与交通分级
➢1）水泥路面的标准轴载及轴载换算
单轴双轮组－100kN
NNee
336655NNs [s1[1
t
t1]1]
公路等级
高速公路、一级公路
二级、三级、四级公路
行车道宽>7m 行车道宽≤7m
纵缝边缘处（临界荷位） 0.17~0.22 0.34~0.39 0.54~0.62
➢ 3）水泥路面的设计标准
✓①结构承载能力
控制板不出现断裂，要求荷载应力与温度应力的疲劳 综合作用满足材料的设计抗拉强度：
即：
✓②行驶舒适性
控制错台量，要求设置传力杆（基层及结构布置满 足）
✓③稳定耐久性
第一节 水泥路面设计概述
◆3、水泥路面结构设计的主要内容
1）路面结构层组合设计； 2）混凝土路面板厚度设计； 3）混凝土面板的平面尺寸与接缝设计 4）路肩设计； 5）混凝土路面的钢筋配筋率设计
水泥混凝土路面结构设计
板与基础之间始终保持接触，且面剪应力为零。
弹性地基板体系理论简介
基（垫）层、路基可看成弹性地基，它对路面只有向上的竖向反力，且地基与板完全接触（不脱离），即挠度相同。
在研究竖向荷载作用下的小挠度板问题时，常采用下列三项基本假设：
02
σz,εz≈0,W为（x，y)的函数。
无横向剪应变，γxz=γyz=0。
混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度， 会产生翘曲现象，如收到约束，会在板内产生翘曲应力；
荷载重复作用，温度梯度反复作用，混凝土板出现疲劳 破坏。
水泥混凝土路面的力学特性
9.2 弹性地基板的应力分析
弹性地基上的小挠度薄板模型
• 弹性地基： 因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小，不超过材料的弹性区域;
基本概念： 在弹性力学里，两个平行面和垂直于这两个平行面所围成的柱面或棱柱面简称板；两个板面之间的距离h称厚度；平分厚度h的平面称为板的中面。如果板的厚度h远小于中面的最小边尺寸b（如b/8～b/5），这种板称薄板。在薄板弯曲时，中面所形成的称为薄板弹性曲面，而中面内各点在垂直方向的位移称为挠度。
挠曲面微分方程推导：
一、文克勒地基
假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比 以反应模量K表征的地基
2.Winkler地基解析解：
1）板中受荷时：
当δ<0.5h时，偏差较大，用
代替δ。
2）板边部中受荷时：
当δ<0.5h时，偏差较大，用b代替δ。
3）板角受荷时：
当板角脱开时：
δ下降。
在以上诸式中，l为板的相对刚度
普通混凝土路面： 是指除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。
基本概念
钢筋混凝土路面简介 适用场合：混凝土板块尺寸较大时，或基层易产生不 均匀沉降或板下埋有地下设施时。 特点：配置纵、横向钢筋网，主要目的是控制裂缝缝 隙的张开量； 配筋计算，每延米的配筋量 ：
弹性地基板体系理论简介
基（垫）层、路基可看成弹性地基，它对路面只有向上的竖向反力，且地基与板完全接触（不脱离），即挠度相同。
在研究竖向荷载作用下的小挠度板问题时，常采用下列三项基本假设：
02
σz,εz≈0,W为（x，y)的函数。
无横向剪应变，γxz=γyz=0。
混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度， 会产生翘曲现象，如收到约束，会在板内产生翘曲应力；
荷载重复作用，温度梯度反复作用，混凝土板出现疲劳 破坏。
水泥混凝土路面的力学特性
9.2 弹性地基板的应力分析
弹性地基上的小挠度薄板模型
• 弹性地基： 因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小，不超过材料的弹性区域;
基本概念： 在弹性力学里，两个平行面和垂直于这两个平行面所围成的柱面或棱柱面简称板；两个板面之间的距离h称厚度；平分厚度h的平面称为板的中面。如果板的厚度h远小于中面的最小边尺寸b（如b/8～b/5），这种板称薄板。在薄板弯曲时，中面所形成的称为薄板弹性曲面，而中面内各点在垂直方向的位移称为挠度。
挠曲面微分方程推导：
一、文克勒地基
假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比 以反应模量K表征的地基
2.Winkler地基解析解：
1）板中受荷时：
当δ<0.5h时，偏差较大，用
代替δ。
2）板边部中受荷时：
当δ<0.5h时，偏差较大，用b代替δ。
3）板角受荷时：
当板角脱开时：
δ下降。
在以上诸式中，l为板的相对刚度
普通混凝土路面： 是指除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。
基本概念
钢筋混凝土路面简介 适用场合：混凝土板块尺寸较大时，或基层易产生不 均匀沉降或板下埋有地下设施时。 特点：配置纵、横向钢筋网，主要目的是控制裂缝缝 隙的张开量； 配筋计算，每延米的配筋量 ：
水泥混凝土路面—水泥混凝土路面设计
计算厚度加6mm磨损厚度后，按10mm向上取整，作为混凝土 面层的设计厚度。
1 交通分析——交通荷载分级
水泥路面的设计轴载及轴载换算
按疲劳断裂设计标准进行结构分析时，以轴重100kN的单轴-双轮
组荷载作为设计轴载。对极重交通荷载等级的水泥混凝土路面，宜
选用货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。各级轴载作
贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度 不宜小于40mm。无机结合料稳定碎石基层上应设封层。
面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。
平面尺寸及接缝设计
❖ 平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝 两侧的横缝不得相互错位。
❖ 纵向接缝的间距（板宽）宜在3.0~4.5m范围内选用。 ❖ 横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混
混凝土面层板的温度翘曲应力系数CL与单层板公式不同。
温度翘曲应力系数CL
CL
1 11
sinh t cost cosht sin t cost sin t sinh t cosht
t L / 3rg
knrg4 Dc r3 knr4 Dc rg3
1
r
Dc
Dc
Db Db
kn
r ( pr tr ) fr r ( p.max t.max ) fr
r bpr fbr
水泥混凝土路面设计示例
设计示例
公路自然区划Ⅲ区新建一条高速公路，单向三车道，行车道宽 11.75m。路基土为黄土（低液限粉土），路床顶距地下水位2.0m， 当地粗集料主要为花岗岩。拟采用碾压混凝土做基层。应交通调查分 析得知，设计轴载Ps=100KN，最重轴载Pm=250KN，设计车道使用 初期设计轴载日作用次数为42000，交通量年平均增长率为7%。试 设计该路面厚度。
1 交通分析——交通荷载分级
水泥路面的设计轴载及轴载换算
按疲劳断裂设计标准进行结构分析时，以轴重100kN的单轴-双轮
组荷载作为设计轴载。对极重交通荷载等级的水泥混凝土路面，宜
选用货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。各级轴载作
贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度 不宜小于40mm。无机结合料稳定碎石基层上应设封层。
面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。
平面尺寸及接缝设计
❖ 平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝 两侧的横缝不得相互错位。
❖ 纵向接缝的间距（板宽）宜在3.0~4.5m范围内选用。 ❖ 横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混
混凝土面层板的温度翘曲应力系数CL与单层板公式不同。
温度翘曲应力系数CL
CL
1 11
sinh t cost cosht sin t cost sin t sinh t cosht
t L / 3rg
knrg4 Dc r3 knr4 Dc rg3
1
r
Dc
Dc
Db Db
kn
r ( pr tr ) fr r ( p.max t.max ) fr
r bpr fbr
水泥混凝土路面设计示例
设计示例
公路自然区划Ⅲ区新建一条高速公路，单向三车道，行车道宽 11.75m。路基土为黄土（低液限粉土），路床顶距地下水位2.0m， 当地粗集料主要为花岗岩。拟采用碾压混凝土做基层。应交通调查分 析得知，设计轴载Ps=100KN，最重轴载Pm=250KN，设计车道使用 初期设计轴载日作用次数为42000，交通量年平均增长率为7%。试 设计该路面厚度。
水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面设计水泥混凝土路面是道路建设中常用的路面类型，它具有强度高、耐久性好等优点，但其设计和施工过程中需要注意一些关键问题。
路面结构水泥混凝土路面的结构一般为：路面表层、基层和底层。
其中，路面表层是直接承受车辆荷载的层，是路面的耐久层；基层主要承受荷载分布于整个路面的作用，起到了均匀传递载荷的作用；底层则是为了减小地基沉降而设置的。
具体来看，水泥混凝土路面的结构如下所示：•路面表层：水泥混凝土面层•基层：水泥稳定碎石层•底层：碎石或湿土层路面设计车道宽度设计在水泥混凝土路面设计中，首先要确定车道宽度。
车道宽度一般可以根据不同的车辆通行量和车辆类型以及道路用途而进行设计。
常用的方法有：•根据设计车速和车辆类型选取标准车道宽度•根据车辆通行量和道路用途等因素确定车道宽度路面厚度设计水泥混凝土路面的主要结构是由水泥混凝土层构成，因此在路面设计中，需要根据不同的使用条件，按照一定的厚度要求来设计路面。
路面设计中确定厚度时需考虑以下因素：•路面结构：要求各层结构厚度合理。
•交通荷载：需要考虑设计年限内的车辆通行量及类型，计算得出车辆引起的荷载。
•路面类型：降低路面等级可以减少厚度和成本。
基层厚度设计基层厚度设计是水泥混凝土路面设计中的关键环节，基层结构是影响路面耐久性和运行状况的主要因素。
基层厚度应根据地基土壤承载力及所选材料的性能特点，采用试验和计算方法进行。
施工要点水泥混凝土路面的施工是确保路面质量的关键。
在施工过程中，需要注意以下要点：•批量施工，保证混凝土配合比准确。
•严格控制施工平整度和厚度，并保证道路质量和尺寸的精度。
•采用合适的光洁度和防滑性的表面处理方法，确保行车安全。
•对于白天和晚上的建设，应有不同的安全措施和设施。
水泥混凝土路面设计和施工关乎到道路质量和使用寿命，需要仔细论证和科学规划。
在路面设计和施工中，需要注意车道宽度、路面厚度和基层厚度等关键要点，并严格控制施工过程中的各项参数，确保路面质量达到设计要求。
4、6、12、15米宽水泥混凝土路面结构设计图
值班室值班室 库房加药间输油泵房计量间单井计量间库房供热系统值班室消防泵房泡沫库低压配电室2B变压室1B变压室高压配电室配电室值班室值班室配水间注水泵房配水间库房库房门房污水处理系统库房药品间化验间罐区阀组间地磅室地磅室篮球场温室温室综合楼餐厅止阀室井地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖地砖石子水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥水泥地砖楼梯间楼梯间仓库仓库消防库1234地砖罐区阀组间罐区阀组间分离缓冲器E级YS071357.347E级YS021361.478B2ys06GPS0001L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10L11L12L13L14L15L16L17L18L19L20L21L22L23L24L25L26L27L28L29L30L31L32L33L34L35L36L37L38L39L40L41L42L43L44L45L46L47L48L49L50L51L52L53L54L55L56L57L58L59L60L61L62L63L64L65L66L67L68L69L70L71L72L73L74L75L76L77L78L79L80L81L82L83L84L85L86L87L88L89L90L91L92L93L94L95L96L97L98L99L100L101L102L103L104L105L106L107L108L109L110L111L112L113L114L115L116L117L118L119L120L121L122L123L124L125L126L127L128L129L130L131L132L133L134L135L136L137L138L139L140L141L142L143L144L145L
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
薄板下的地基有两种： 文克勒地基
弹性半无限地基
弹性地基小挠度薄板理论： 混凝土路面板常做成等厚式，其厚度不到平面尺寸的1/10， 在轮载作用下的竖向位移(称作挠度)又比厚度小两个数量 级，可把混凝土板看作是均质、各向同性、无重量、等厚 的小挠度弹性薄板。
接缝分类 （1）从接缝的方向分：横缝、纵缝
横缝：垂直于行车方向的接缝 纵缝：平行于行车方向的接缝
路面接缝设置图 （1-横缝；2-纵缝）
第二节 水泥混凝土路面结构
第二节 水泥混凝土路面结构
(2)从接缝的功能分：缩缝、胀缝、施工缝
缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该 薄弱断面缩裂，从而避免产生不规则的裂缝。
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
文克勒地基
以反应模量K表征的地基 ：
假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比
q(x 0
,
y0
)
k w( x 0
,
y0
)
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
Winkler地基解析解
1）板中受荷时： i
1.1(1
c
)(g
0.2673)
P h2
当δ<0.5h时，偏差较大，用b 1.6 2 h2 0.675h 代替δ。
弹性半无限地基解析解
2)当荷载距计算点一定距离时：
轮外弯矩：
Mr
(B c A)P
PM r
M t ( A c B)P PM t
M t> M r
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
弹性半无限地基解析解
3)对于对称多轮载：
在研究竖向荷载作用下的小挠度板问题时，常采用下列 三项基本假设：
1. σz,εz≈0,W为（x，y)的函数。 2. 无横向剪应变，γxz=γyz=0。
3. 中面上各点无x、y方向位移，u=v=0 ,只有W 。
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
平衡方程：
Z 0 My 0 M x 0
在以上诸式中，l为板的相对刚度：
4
D k
4
Ech3
12(1
2 c
)k
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
弹性半无限地基 以弹性模量和泊松比表征的地基 ：
挠度计算公式：
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
弹性半无限地基解析解
1）当荷载作用于板中时：
轮下弯矩：
Mr
Mt
CP(1 uc )
2R
PM 0
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
变异水平等级 高 中 高
中
面层厚度 240～210 230～200 （mm）
220～200
轻
三、四级
高
中
≤230 ≤220
第二节 水泥混凝土路面结构
面层类型
其他面层类型选择
适用条件
连续配筋混凝土面层
高速公路
沥青上面层与连续配筋混凝土或横 缝设传力杆的普通混凝土下面层的
复合式路面 碾压混凝土面层
钢纤维混凝土面层
耐久性好；
开放交通迟；
养护费用少，运输成本低； 修复困难；
有利于夜间行车。
对超载敏感
第一节 概述
类型： 普通混凝土； 钢筋混凝土； 连续配筋混凝土； 预应力混凝土； 装配式混凝土； 钢纤维混凝土等。
第一节 概述
普通混凝土路面
除接缝区和局部范围外不配置钢筋的
混凝土路面（素混凝土路面应具有足够的耐久性，面板必
度范围内不设横缝，而配置纵向连续钢筋和横向钢筋的混
凝土面层。
适用于：高速公路、一级公路
第一节 概述
预应力混凝土路面
事先在工作截面上施加压应力，以提
高它的抗弯拉强度，提高承受荷载能力。
优点：1）路面板厚度小；2）接缝数量小，行车平稳；3） 横向开裂少，耐久性好。
缺点：需大量的预应力筋腱，施工工艺复杂，人力工作量大， 难以实现机械化施工，初期投资大。
遇有困难而需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口 缝形式。
第二节 水泥混凝土路面结构
缩缝应做成假缝形式，即铺筑时仅在板的上部设缝槽，而 板的收缩和翘曲会使缝槽下的混凝土自行断裂。
纵向缩缝也应设拉杆，以避免板块横向位移并保证接缝的 传荷能力。
第二节 水泥混凝土路面结构
第二节 水泥混凝土路面结构
My
D(k y
kx )
D
2w y 2
2w x 2
M xy
D(1
)k xy
D(1 )
2w xy
2 Mx 2 2 Mxy 2 My ( p q)
x 2
xy
y 2
4 Mx D( x4
2
4 Mxy x 2y 2
4 My y4 )
p
q
D22W p - q
要求解方程，必须建立地基反力与薄板挠度间的关系，因 此，必须对地基变形进行假设。
第一节 概述
水泥混凝土路面结构设计主要内容
路面结构层组合设计 混凝土面板厚度设计 混凝土面板的平面尺寸与接缝设计 路肩设计 混凝土路面的钢筋配筋设计
第二节 水泥混凝土路面结构
第二节 水泥混凝土路面结构
水泥路面分层
CTB、 LFTB…
砂石材料 级配碎石
面层 基层 路基
水泥混凝土
上基层
下基层（底基层） 上路床 下路床 上路堤 下路堤
2）板边部中受荷时： e
2.116(1
0.54c )(g
0.08975)
P h2
h时，偏差较大，用b代替δ。
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
Winkler地基解析解
3）板角受荷时： c 3[1 (
2
)0.6 ]
P h2
当板角脱开时： c 3[1 (
2
)1.2 ]
P h2
δ下降。
c
P h2
级配碎石
沥青混凝土
级配碎石、石灰、粉煤
灰稳定碎石、水泥稳定
重
密集配沥青稳定碎石
碎石
水泥稳定碎石
级配碎石
中等、轻
级配碎石
级配碎石、未筛分碎石 或不设
石灰 粉煤灰稳定碎 石
未筛分碎石
第二节 水泥混凝土路面结构
面层
应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整。
选择方法
面层一般采用设接缝的普通混凝土； 面层板的尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设 施，高填方、软土地基、填挖交界段的路等有可能产生不 均匀沉降时，应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。
1
EZ
2
1 Py
Px
xy
EZ
1
2w xy
EZ
1
k xy
积分
Mx
w2
w2
Z x dz
Eh 3
1 (1 2 )
(k x
k y )
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
由
Mx
w2
w2
Z x dz
Eh 3
1 (1 2 )
(k x
k y )
推导得 同理
Mx
D(kx
ky )
D
2w x 2
改良土 或改善 土
第二节 水泥混凝土路面结构
路基：
对路基的要求 稳定、密实、均质，对路面结构提供均匀的支撑。
产生不均匀支撑的原因 ◆ 不均匀沉陷 ◆不均匀冻胀 ◆膨胀土
第二节 水泥混凝土路面结构
垫层：
垫层的作用： 改善路基水温状况 阻止路基土挤入基层 保证路面结构的稳定性，减少路基顶面的应力和变形 达到路面结构总厚度（对季节性冰冻地区，路面有最小防 冻厚度要求）
胀缝：保证板在温度升高时能部分伸张，从而避 免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏，同时也 能起到缩缝的作用。
施工缝：每天完工或因雨天及其他原因不能继续 施工时，应做到胀缝处或缩缝处，并做成施工缝 的构造形式。
第二节 水泥混凝土路面结构
设在缩缝处的施工缝，采用设传力杆的平缝形式。
设在胀缝处的施工缝，其形式与胀缝相同。
接缝布置：
纵缝：车道线划分处（3~3.75m宽），避免纵缝设在轮迹 上。
横缝：一般等间距垂直纵缝布设。两侧的横缝应对齐。4、 4.5、5、5.5、6m等，也可与纵缝斜交，减少行车跳动。
胀缝：尽量布设，但与其他结构物（桥梁、隧道、柔性路 面等）相接处、板厚变化处、小半径弯道、纵坡变换处均 应设置胀缝。
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
x
u x
Z
2w x 2
y
u y
Z
2w y 2
xy
u x
y
2Z
2w xy
x
EZ 1 2
2w x2
2w y 2
EZ 1 2
1 Px
Py
x
1 E
x
y
y
1 E
y
x
x
y
1 1
E
Ey
2
2
xEZ
1
y
2
y2
y
x
w
2
2w x 2
EZ 1
2w y 2
My
D(k y
kx )
D
2w y 2
2w x2
M xy
D(1
)k xy
D(1
)
2w xy
第三节 弹性地基板的荷载应力分析
挠曲面微分方程推导：
Qx Qy ( p q) x y
M x x
M xy y
Qx
0
M y y
M xy x
Qy
0