[发明专利]基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构及其设计方法

权利要求书

1.一种基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

待施工的基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构包括设于地基层之上的底层、设于所述底层之上的中间层以及设于所述中间层之上的面层；

设计所述底层的材料为PVA纤维混凝土，所述PVA纤维混凝土包括水泥、粉煤灰、矿渣粉、砂、碎石、水、减水剂、PVA短纤维以及引气剂；

根据所述混凝土路面结构的受力情况设计所述中间层的强度及厚度得到对应的强度设计值和厚度设计值，依据所设计的强度设计值选取对应强度的中间层材料；以及

设计所述面层的材料为PAN纤维混凝土，所述PAN纤维混凝土包括水泥、粉煤灰、砂、碎石、水、减水剂、PAN短纤维以及引气剂；

根据所述混凝土路面结构的受力情况设计所述中间层的强度及厚度得到对应的强度设计值和厚度设计值，包括：

设计得出所述中间层的强度设计值fc：

fc＞F/bL 式一

式一中，fc为中间层的强度设计值，F为基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构所承受的轴重，b为车轮投影到基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的宽度，L为车轮投影到基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的长度，bL为车轮的投影面积；

设计得出所述中间层的厚度设计值：

根据冲切计算部分规定混凝土的应力的扩散角θ为45°，则tanθ＝1，从而所述地基层和所述基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的结合处的传递应力满足σ：

σ＝F/[(b+2tanθδ₂)(L+2tanθδ₂)]≤fa 式二

式二中，σ为地基层和基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的结合处的传递应力，F为基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构所承受的轴重，b为车轮投影到基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的宽度，L为车轮投影到基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的长度，δ₂为中间层的厚度，fa为地基层的承载力设计值，(b+2tanθδ₂)(L+2tanθδ₂)为车轮的投影面积扩散到地基层表面后的扩散面积；

通过式二计算得出中间层的厚度设计值。

2.如权利要求1所述的基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的设计方法，其特征在于，还包括：

设计所述PVA纤维混凝土的混凝土强度等级为C40；

设计所述PAN纤维混凝土的混凝土强度等级为C40。

3.如权利要求1或2所述的基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的设计方法，其特征在于，所述PVA纤维混凝土中的水泥、粉煤灰、矿渣粉、砂、碎石、水、减水剂、PVA短纤维以及引气剂的重量之比为304∶130∶0.9∶720∶1081∶170∶4.34∶1∶0.130。

4.如权利要求1或2所述的基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的设计方法，其特征在于，所述PAN纤维混凝土中的水泥、粉煤灰、砂、碎石、水、减水剂、PAN短纤维以及引气剂的重量之比为358∶89∶754∶959∶170∶4.47∶1∶0.134。

5.如权利要求1所述的基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的设计方法，其特征在于，还包括：

设计所述底层和所述面层的厚度为混凝土保护层最小厚度。

6.一种利用如权利要求1至5任一项所述的基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构的设计方法施工形成的基于PVA与PAN材质的混凝土路面结构，其特征在于，包括设于地基层之上的底层、设于所述底层之上的中间层以及设于所述中间层之上的面层，所述底层为PVA纤维混凝土结构，所述面层为PAN纤维混凝土。