4.3 滑动层
4.3.1 预应力混凝土路面面板与基层之间应设置滑动层。
4.3.2 预应力混凝土路面铺设滑动层的基层顶面应平整。
4.3.3 预应力混凝土路面的滑动层材料应选用防水材料、细粒状材料或沥青类材料。防水材料可选用土工合成防水织物,细粒状材料可选用粒径相近的细砂或石屑。当采用细粒状材料滑动层时,细粒状材料的厚度不宜大于20mm,其下应铺设防水材料。沥青类材料可选择乳化沥青碎石封层或热沥青碎石封层。
4.3.1 对预应力混凝土路面,尽量减小路面面板的板底摩阻力是非常重要的,因为它是引起预应力损失的重要因素,同时它也决定着板的长度。为了减小摩擦,在混凝土面板底面与基层顶面设置滑动层,减少面板与基层间的摩阻力,这样可以减少预应力损失,防止面板被拉断。
4.3.2、4.3.3 当基层表面与混凝土面板底面的摩阻力较大时,混凝土面板收缩和膨胀不能够自由滑动,板内的拉应力增加,因此在基层与面板之间应设置滑动层。滑动层通常可选用细粒状材料与土工合成防水材料的组合。不少研究人员在减小摩擦方面做了很多尝试,许多研究表明:釆用薄层的同一粒径的球形颗粒(砂、石屑等)对于减小摩擦效果较好,其作用如同滚珠轴承。滑动层的结构形式示意如图7所示。
混凝土路面面板板底的摩擦系数的取值,与路面面板下滑动层的设置有直接关系。预应力混凝土路面滑动层的类型有多种,各种类型的滑动层,其顶面的摩擦系数并不相同,尽管国外在这方面已做了不少工作,但其值仍难以确定。大多数室内试验所确定的摩擦系数都比现场的小,这是因为室内不能真实反映现场的实际条件所致。设计施工时应根据现场试验实测所得,在没有进行现场试验的情况下,可根据经验选用滑动层摩擦系数,一般未铺设滑动层时的摩擦系数可取1.5,有滑动层时,摩擦系数可取0.5~1.0。当基层表面平整性良好且滑动层的材料滑动性能良好时,可取较小值,反之则取较大值。
滑动层对预应力混凝土路面面板的重要性可以在下述分析中体现:
在预应力混凝土路面面板中作用有一荷载,面积为10m×0.57m(分别为沿板长方向和垂直于板长向的尺寸),均布压力为80kPa,预施压力值为150kN,无粘结预应力钢绞线的抗拉强度1860MPa,施加预应力时混凝土的立方体抗压强度为40MPa。板底摩擦系数对于板中X向正应力的影响如图8所示。
计算结果表明,板底摩擦系数对横向应力影响非常小。而对纵向应力影响很大,随着摩擦系数的增大,纵向压应力的减小很明显。因此,对预应力混凝土路面,应釆取一些措施,尽量减小路面面板板底摩擦系数。
板底摩擦系数对温度应力的影响也非常大。如图9所示,板底摩擦系数由0增大到2.5,板内纵向正应力由压应力0.2MPa线性地变为拉应力2.5MPa,而对板底的横向正应力则影响较小,这主要是板横向长度较短,并且横向无预应力,故所采用的计算模型忽略该方向的摩阻力,只考虑对纵向的影响。由纵向应力的变化,易知板底摩擦系数的大小对预应力的效果影响很大。因此,不论从荷载应力考虑,还是从温度应力考虑,都应在板底提供用以减小摩擦系数的滑动层,这也是预应力混凝土路面与其他路面的不同之处。另一方面,由图10可见,板底摩擦系数越小,板端纵向位移则越大(图中摩擦系数每减小0.5,位移量增大0.4mm),对伸缩缝的要求有所提高。板底摩擦系数减小对路面板端位移的影响不是很大,同时考虑预应力混凝土路面面板较长,易引起开裂,预应力混凝土路面应尽量减小板底摩擦系数。