混凝土路面规范介绍-pp.ppt

公路水泥混凝土路面设计规范 （JTG D40-2011）主编: 中交公路规划设计院 杨学良 参编: 中交路桥技术有限公司 刘伯莹同济大学 姚祖康 谈至明 周玉民长安大学 王秉纲 张洪亮重庆交通大学 唐伯明山西省交通科学研究院 赵队家路面结构设计v 在设计使用期内满足使用性能要求v 结构性使用性能——承载能力（轴载、温度、湿度）（板断裂） v 功能性使用性能——平整（错台）、抗滑、低噪音、耐磨v 设计可靠度路面结构设计v 结构组合设计——行车道路面◆ 结构层组合◆ 面层接缝构造和布置◆ 配筋设计——路基——路肩——路面内部排水 v 结构层厚度计算——路面结构使用性能评定或预估 v 材料性质要求和设计参数公路水泥混凝土路面设计规范v 共8章和5个附录v 总则及术语、符号v 设计依据v 结构组合设计v 接缝设计v 面层配筋设计v 材料组成要求和设计参数v 加铺层结构设计v 附录：A.交通荷载分析B.和C.应力分析及厚度计算D.连续配筋混凝土面层纵向配筋计算 E.材料设计参数经验参考值设计依据章的主要修订内容v 增加面层混凝土板极限断裂的验算v 无机结合料类和沥青结合料类基层,按分离式双层板模型进行结构分析v 增加贫混凝土或碾压混凝土基层的疲劳 断裂设计标准v 改称设计轴载，增加极重交通荷载等级疲劳断裂和极限断裂面层板极限状态设计表达式：——疲劳断裂——极限断裂 结构可靠度设计可靠度系数 变异水 平等级目标可靠度(%) 95908580~70 低1.20~1.33 1.09~1.16 1.04~1.08--中1.33~1.50 1.16~1.23 1.08~1.13 1.04~1.07 高--1.23~1.33 1.13~1.18 1.07~1.11结构可靠度设计可靠度设计标准 公路等级高速一级二级三级 四级 安全等级一级二级三级 设计基准期30年20年15年 10年 目标可靠指标1.641.281.040.84 0.52目标可靠度95%90%85%80% 70% 变异水平等级低低-中中中-高结构可靠度设计变异系数变化范围 变异水平等级低中高 混凝土强度、 弹性模量0.05~0.10>0.10~0.15>0.15~0.20基顶当量模量0.15~0.25>0.25~0.35>0.35~0.55面层厚度0.02~0.04>0.04~0.06>0.06~0.08设计依据章的主要修订内容v 增加面层混凝土板极限断裂的验算标准v 无机结合料类和沥青结合料类基层按分离式双层板模型进行结构分析v 增加贫混凝土或碾压混凝土基层的疲劳 断裂设计标准v 改称设计轴载，增加极重交通荷载等级路面结构分析模型水泥混凝土面层 水泥混凝土面层板 粒料类基层 弹性地基底基层路基路面结构分析模型水泥混凝土面层 水泥混凝土面层板 无机结合料类或 半刚性基层板 沥青结合料类基层底基层 弹性地基路基设计依据章的主要修订内容v 增加面层混凝土板极限断裂的验算标准v 无机结合料类和沥青结合料类基层按分离式双层板模型进行结构分析v 增加贫混凝土或碾压混凝土基层的疲劳 断裂设计标准v 改称设计轴载，增加极重交通荷载等级无机结合料类基层疲劳断裂基层极限状态设计表达式：设计依据章的主要修订内容v 增加面层混凝土板极限断裂的验算标准v 无机结合料类和沥青结合料类基层按分离式双层板模型进行结构分析v 增加贫混凝土或碾压混凝土基层的疲劳 断裂设计标准v 改称设计轴载，增加极重交通荷载等级交通荷载交通荷载等 级极重特重重中等轻设计轴载 （100kN） 累计作用次 数（104） ＞1×106 1×106 ~2000 2000~100 100~3<3 ★ 标准轴载（100kN）→设计轴载（100kN ）交通荷载等级交通荷载分级交通荷载等级极重特重重中等轻设计轴载 （ 100kN） 累计作用次数 （104） ② 1×106 ~2000 2000~100 100~3 <3 ② 承受特重轴载车辆或特种车辆作用的路面，按所选设计轴载计算累计作用次数 疲劳试验曲线应(0.80) 力 0.75 比180kN0.55(0.50) 100kNN180 N100 N 结构组合设计v 行车道路面结构层组合——面层——基层——底基层——垫层v 路基v 路肩结构层组合v 路面内部排水路面结构组合主要损坏原因v 轴载超限和超载大大超过设计预期v 面层厚度和混凝土强度不足v 基层不耐冲刷、接缝未设传力杆、填缝料失效、路面结构内部积水v 接缝处理不当（锯缝、拉杆等）v 路基沉降（高路堤、填挖交接）结构组合设计原则v 依据公路等级、交通荷载等级、路基支承条件、当地温度和湿度状况，并满足使用性能要求 v 各结构层的力学特性及其组成材料性质满足相应的功能要求 v 各相邻结构层的相互作用、层间结合条件和要求，以及结构组合的协调与平衡 v 封堵和疏排地表水的渗入，增强抗冲刷能力 面层v 性能要求——强度和耐久性，表面应抗滑（构造）、耐磨（材料）、平整（接缝传力杆） v 面层类型选择——普通、钢筋、连续配筋、碾压、复合式、预制块v 设计厚度——交通荷载等级、公路等级（安全等级和目标可靠度）、变异水平等级——计算确定面层面层厚度参考范围（cm） 荷载极重 特重重 公路-高速一级二级 高速一级二级变异低中低中低中低中厚度≥3232~28 30~2628~2427~2326~22荷载中等轻 公路二级三、四级三、四级变异高中高中高中 厚度25~2224~2123~2022~1921~18基层基层的作用和要求——刚度（模量） * 荷载应力* 温度和湿度应力* 接缝传荷能力——抗冲刷、透水性* 唧泥、错台* 细料、水、重载——层间接触（摩阻）* 缩缝早张开、缝隙均匀* 收缩、膨胀应力基层基层模量变化对混凝土面层应力的影响基层模量(MPa)400800120016002000荷载应力(MPa)3.807 3.781 3.768 3.758 3.750温度应力(MPa)1.300 1.339 1.354 1.372 1.387 综合应力(MPa)5.106 5.119 5.121 5.130 5.137基层基层顶底温度差角隅竖向位移角隅竖向位移顶底温度差基层基层基层的作用和要求——刚度（模量） * 荷载应力* 温度和湿度应力* 接缝传荷能力——抗冲刷、透水性* 唧泥、错台* 细料、水、重载——层间接触（摩阻）* 缩缝早张开、缝隙均匀* 收缩、膨胀应力基层基层耐冲刷等级1. 极耐—贫混凝土、沥青混凝土 2. 耐—5%水泥稳定粒料 3. 较耐—3%~4%水泥稳定粒料、沥青稳定碎石 4. 较易冲刷—2%~3%水泥稳定粒料、二灰碎石 5. 易冲刷—细料含量多的粒料、细粒土基层基层的作用和要求——刚度（模量） * 荷载应力* 温度和湿度应力* 接缝传荷能力——抗冲刷、透水性* 唧泥、错台* 细料、水、重载——层间接触（摩阻）* 缩缝开裂、隙宽均匀性* 收缩应力、膨胀应力基层基层基层类型 极重、特重交通重交通中等、轻交通贫混凝土+() 碾压混凝土+() +(沥青混凝土夹层 ) 排水层水泥稳定粒料+封层 沥青稳定碎石 排水层水泥稳定粒料+封层 二灰稳定粒料+封层 级配粒料底基层底基层的作用——过渡层、隔离层设置场合——基层和路床或垫层的刚度比大时——排水层下的隔离层——细粒土路床材料类型——水泥或二灰稳定碎石级配碎（砾）石垫层垫层设置场合——满足路面结构最小防冻厚度要求——土质路堑水文状况不良路基路基的作用和要求——均匀、连续支承 ——稳定、密实、均质——路床顶综合回弹模量值不得低于 40MPa（轻）60MPa（中等或重）80MPa（特重或极重）——填料选择、压实度要求、改善土层、 地基处理、 排水措施路肩v结构层组合和材料——渗入路面水的横向排出——纵向接缝的渗水和错台——承载能力路面内部排水v 排水层排水系统的布置和设计v 纵向排水沟排水系统的布置和设计v 多孔隙混合料的性质和组成设计排水层布设排水层布设排水层布设路面结构组合排水基层布设公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40-2011请指正！2011/12/03, 上海。