[发明专利]斜张法双向预应力混凝土路面制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土路面制备方法，具体涉及斜张法双向预应力混凝土路面制备方法。

背景技术

水泥混凝土路面具有得天独厚的优点，混凝土路面强度高，稳定性好，使用寿命长，但路面存在大量的横向接缝，导致经常发生挤碎、拱起、错台、唧泥等病害，同时，大量的横向接缝也会增加路面噪声，影响行车的舒适性。

预应力混凝土路面具有承载力高、抗变形能力强，路面耐久性高、行车舒适性好等特点，二十世纪四十年代在国外有所研究和发展。最早的使用是在法国，后来英国和其它欧洲国家先后将其用于道路路面或机场道面。美国、日本和前苏联等国家也都修建了一定数量的预应力水泥混凝土路面和机场跑道。但这些路面都是纵向布置预应力钢筋，存在施工周期长，施工复杂的缺陷，纵向预应力的施加大大提高了路面的纵向承荷能力，但对路面面板横向抗弯拉强度几乎不起任何作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种承载力强、抗变形能力好、无裂缝、施工方便、接缝少、行车舒适，路面既有纵向预应力，又有横向预应力，并有较大的柔性和弹性，故是能承受多次重复荷载作用而不破坏的斜张法双向预应力混凝土路面的制备方法。

为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：一种斜张法双向预应力混凝土路面制备方法，本发明的特殊之处在于通过确定混凝土需施加的预应力的大小，进一步确定混凝土路面斜张法双向预应力筋数量和间距。

所述预应力筋分为两层布置，下层预应力筋位于路面厚度中心以下0～2cm处，上层预应力筋紧靠下层预应力筋之上布置。

所述预应力筋根据路面长度和宽度的比例确定预应力筋与路面纵向形成的角度，该角度范围为0～45度。

所述预应力筋的锚固区设置局部承压装置，该装置为U型模板和螺旋钢筋。

所述路面两侧的U型、横向及纵向构造钢筋的布设是为加强混凝土路面两侧的抗剪切强度。

所述预应力筋的张拉是在路面两侧或单侧进行，根据实际施工场地的张拉空间确定。

所述预应力筋为无粘结预应力钢绞线。

利用斜张法双向预应力混凝土路面的制备方法，具体按下述步骤进行：

1.预应力钢绞线间距计算

(1)路面材料参数确定

确定普通混凝土面层的弯拉强度标准值及其弯拉弹性模量，基层顶面当量回弹模量。

(2)荷载应力分析

预应力混凝土面层的相对刚度半径计算式为：

r=0.537h(EcEt)1/3]]>

式中r为预应力混凝土面层的相对刚度半径；h为路面面板厚度；E_c为水泥混凝土的弯拉弹性模量；E_t为基层顶面当量回弹模量；0.537刚度半径计算系数。

标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算式为：

σ_L＝0.077r^0.60h^-2

式中σ_L为荷载应力；r为混凝土面层的相对刚度半径；h为路面厚度；0.077临界荷位处产生的荷载应力计算系数。

考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数为：

k_f＝N_e^v

式中k_f为疲劳应力系数；N_e为设计基准期内标准轴载累计作用次数；v为与混合料性质有关的指数，预应力混凝土路面中v＝0.057。

根据公路等级，考虑偏载和动载因素对路面疲劳损坏影响的综合系数k_c；荷载疲劳应力计算式为：

σ_Lr＝k_fk_cσ_L