A.4 预应力混凝土路面面板厚度及配筋计算
A.4.1 收集交通资料，应包括：初始年日平均交通量和交通组成（各类车辆的比例）、方向分配系数（来向和去向的比例）、车道分配系数（每个方向有两个以上车道时每个车道的比例）以及交通量的年平均增长率。
A.4.2 利用收集的交通资料，应按本规范式(3.0.1)计算设计车道的初始年日设计轴载作用次数Ns，按本规范表3.0.2确定公路的交通荷载分级，按本规范表3.0.3-1确定其设计使用年限。根据公路的交通组织和车道宽度，由本规范表3.0.3-2选定轮迹横向分布系数η。然后，按本规范式(3.0.3)计算设计车道使用年限内的设计轴载累计作用次数Ne。
A.4.3 初拟路面结构，应包括：路基类型和土质、垫层和厚度、基层类型和厚度，并按本规范第4.1.1条、第4.1.2条的规定初拟面板厚度和平面尺寸。
A.4.4 应按本规范表3.0.5所列混凝土弯拉强度标准值的最低要求，设计混凝土混合料组成，同时根据现场试验确定混凝土弹性模量Ec。
A.4.5 确定基层顶面当量回弹模量Et。对于新路，按初拟路面结构，应按本规范式(A.1.5-1)计算基层顶面当量回弹模量。当在旧柔性路面上铺筑预应力混凝土面层时，按本规范式(A.1.6)计算原柔性路面顶面当量回弹模量。
A.4.6 计算荷载应力σLr及σL,max。按本规范式(A.1.3-1)分别计算设计轴载及最重轴载产生的荷载应力σL及σLm。按照交通等级，选定综合系数kc。由第2步得到的Ne，按本规范式(A.1.4)计算疲劳荷载应力系数kf。按本规范式(A.1.2)将各项相乘后即得到荷载疲劳应力σLr。按本规范式(A.1.7)将各项相乘后即得到最大荷载应力σL,max。
A.4.7 计算温度应力σ△Tr及σ△T,max。按本规范式(A.2.4-1)计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL，按本规范公路所在自然区划表3.0.6选取最大温度梯度Tg，按本规范式(A.2.3)计算最大温度梯度时的温度应力σ△T,max，按本规范式(A.2.2)计算温度疲劳应力系数kt，最后由本规范式(A.2.1)计算确定温度疲劳应力σ△Tr。
A.4.8 计算预应力混凝土路面板底摩阻应力σF。宜通过现场试验确定μr，按本规范式(A.3.1)计算板底摩阻应力σF。
A.4.9 按本规范式(4.1.3-1)计算确定所需的平均压应力值σp。当求得的平均压应力值σp大于4.0MPa，应增大路面板厚，重复第A.4.5条以后的计算，直至满足所求平均压应力值σp小于或等于4.0MPa。按本规范式(4.1.3-2)校核路面结构极限状态，并应满足要求；当不满足要求时，应重新进行路面结构设计。
重交通一级预应力混凝土路面计算示例：
公路自然区划Ⅱ区拟新建一条一级公路，路基为黏质土，采用预应力混凝土路面，路面宽7.5m。经交通调查得知，设计轴载Ps＝100kN，最重轴载Pm＝150kN，设计车道使用初期设计轴载日作用次数为1800次。试设计该路面厚度及配筋。
解：① 交通分析。
由表3.0.3-1一级公路的设计使用年限为30年。由表3.0.3-2临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.18。取交通量年平均增长率为5％。按式(3.0.3)计算得到设计年限内设计车道标准荷载累计作用次数为：
属重交通等级。
② 初拟路面结构。
由表3.0.4-1可知，一级公路的安全等级为一级，相应于安全等级一级的变异水平等级选为低级。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，初拟预应力混凝土面层厚度为210mm。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5％）厚度为200mm。垫层为200mm的低剂量无机结合料稳定土。预应力混凝土板的平面尺寸长为100m、宽为7.5m。
③ 路面材料参数确定。
按表3.0.5，取混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应的弯拉弹性模量标准值为30GPa，路基回弹模量取30MPa。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取150MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取750MPa。按式(A.1.5-1)～式(A.1.5-6)计算基层顶面当量回弹模量如下：
混凝土面层的相对刚度半径按式(A.1.3-2)计算为：
④ 荷载疲劳应力。
按式(A.1.3-1)，设计轴载和最重轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：
考虑设计年限内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数为：
kf＝(Ne)ν＝(7.857×106)0.057＝2.472
根据公路等级，由表A.1.2可知，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数k＝1.25。
按式(A.1.2)，荷载疲劳应力计算为：
σLr＝kfkcσL＝2.472×1.25×1.42＝4.39(MPa)
按式(A.1.7)，最大荷载应力计算为：
σL,max＝kcσLm＝1.25×2.08＝2.60(MPa)
⑤ 温度疲劳应力。
由表3.0.6可知，Ⅱ区最大温度梯度取0.087(℃/mm)。按式(A.2.4-1)～式(A.2.4-3)计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL。
按式(A.2.3)最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：
查表A.2.2可知，Ⅱ区的回归系数at＝0.828，bt＝1.323，ct＝0.041。温度疲劳应力系数kt。按式(A.2.2)计算为：
再由式(A.2.1)计算温度疲劳应力为：
σ△Tr＝ktσ△T，max＝0.496×1.89＝0.94(MPa)
⑥ 板底摩阻应力。
取板底摩擦系数μr＝0.6，混凝土密度ρ＝0.0024g/mm3。按式(A.3.1)计算：
σF＝μrρχ＝0.6×0.0024×50＝0.072(MPa)
⑦ 预应力值。
查表3.0.4-1，一级公路的目标可靠度为90％。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表3.0.4-3确定可靠度系数γ＝1.10。
按式(4.1.3-1)计算σP：
σP＝γr(σLr＋σ△Tr)＋σF－fr＝1.10×(4.39＋0.94)＋0.072－5＝0.935MPa≤4MPa
按式(4.1.3-2)验算：
γr(σL,max＋σ△T，max)＝1.10×(2.60＋1.89)＝4.94MPa＜fr＝5MPa
故预应力混凝土板的厚度(h＝21cm)及配筋(σP＝0.935MPa)满足要求。取设计厚度为0.21m。
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