概述预应力混凝土路面设计

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  中图分类号:TU37文献标识码: A
  预应力混凝土路面是在20世纪40年代后期发展起来的一种特殊的水泥混凝土路面最早是在法国使用后来英国和其它欧洲国家先后使用于道路路面或机场道面上美国、日本和前苏联等国家也都修建了一定数量的预应力混凝土路面和机场道面。预应力混凝土的基本原理是预先对混凝土或钢筋馄凝土结构或构件施加压应力。使之处于一种人为的应力状态。这种应力的大小和分布能有利于抵消使用荷级作用下产生的拉应力,从而使结构或构件在使用荷载作用下不致开裂或推迟开裂或减小裂缝开展的宽度。多数情况下预加应力是由张拉后的预应力钥筋提供的。
  从我国路面的现状来看着通混凝土路面常发生挤碎、拱起、错台、哪泥等病害,很有必要对现有混凝土路面进行结构和技术的革新。特别是接缝对行车舒适性的影响我国高速公路很少采用接缝水泥混凝土路面。由于预应力混凝土路面具有很多传统的混凝土路面无法比拟的优点,加之近代预应力技术有了新的发展,为改善传统路面的不足适应交通运输的发展肩必要开展预应力混凝土路面的研究工作。普通的无筋素混凝土路面依靠路面板抵抗弯拉的强度来承担车轮荷载。由于混凝土抗拉强度很低,因此厂般都采用相当厚度的路面板才能满足强度要求,而混凝土的抗压强度却远大于抗拉强度因此在受弯截面上。虽然抗拉强度接近极限但是抗压强度却没有充分发挥其潜力。预应力混凝土路面则事先在工作截面上施加压应力,待荷载作用于路面时混凝土截面产生的拉应力较普通混凝土路面低从而提高了它的抗弯拉强度。
  预应力混凝土路面技照其是否配筋以及施加预应力的方法可以分成兩大类:
  配筋预应力混凝土路面,又称单独型路面,由间隔较长的膨胀缝相隔离的路面板组成在路面板的抗压区分别配制一定数量的预应力钢筋。按施加预应力的先后次序又可分为先张法和后张法两种这与房屋、桥梁上的做法相同。先张法是在混凝土浇筑之前将钢筋加力至规定的程度,然后浇筑混凝土,待混凝土硬化并达到规定强度时,将钢筋切断。后张法是在混凝土浇筑之前,先固定套管及预应力钢筋,待混凝土浇筑并达到规定强度后,用千斤顶对钢筋施加预应力,从而对混凝土路面加压,并达到规定的程度。
  无筋预应力混凝土路面,又称连续型路面,因无膨胀缝而得名。这种路面不配钢筋可以做得很长,按照施加预应力的方法可分为千斤顶加力和自应力。千斤顶加力一般在两个固定的墩座间浇筑混凝土,并留有空隙放置加力千斤顶,待混凝土硬化达到规定强度后,用千斤顶从两端加力,达到规定压力时,将两端空隙封闭。自应力路面不用千斤顶加力,而是选用膨胀水泥,混凝土硬化时体积增大,由于两端受有约束而使混凝土自动产生内压应力。
  一般认为屺筋预应力的路面要好于无筋预应力混凝土路面,主要原因之一是扣除路基摩阻后的预应力在有膨胀缝路面中几乎保持常量,而在无筋预应力吸板中,板不能自由膨胀,板又很长,从而使其应力随外界温度、湿度变化很大很难对所需的预应力进行估计。配筋预应力混凝土路面经过几十年的研究和工程实践设计方法和施工程序已比较成熟,而无筋预应力混凝土路面还处于研究、试验阶段,实际应用不多。因此,工程上都采用配筋预应力的路面。
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