从我国路面的现状来看,素水泥混凝土路面和配筋较少的间断钢筋混凝土路面常发生挤碎、拱起、错台、唧泥等病害,横向接缝是结构缺陷的根源,反过来又影响了路面的行车质量.此外,还需对接缝做大量的养护工作,而路面的养护工作不仅花费大而且常常中断交通,很有必要对现有水泥混凝土路面进行结构和技术的革新.解决路面接缝问题的一种方法是除了在路面的两端设置横缝外,中间不设置路面接缝,这就是连续钢筋混凝土路面的方法(Continuously Reinforced Concrete Pavement,简写为CRCP);另一种方法是采用间隔距离很长的横向接缝,这种方法就是预应力混凝土路面方法(Prestressed Concrete Pavement简写为PCP).连续钢筋混凝土路面一般允许出现横向裂缝,尽管在这种路面结构中配有大量的纵向钢筋使这些横向裂缝挨的很紧,但随着时间的推移,如果在裂缝宽度发展到比较宽的情况下,仍会出现破碎,有时甚至出现错台,并因此会影响路面行车的舒适性.采用合理的方法设计和施工的预应力混凝土路面,可以采用很少的横向裂缝达到表面平整和消除裂缝的要求.此外,采用预应力技术可以提高路面的断面抗弯承载能力和路面板的抗变形能力,在相同的荷载作用下,使路面板的厚度减薄;采用预应力技术使路面板体形增强,边角薄弱部位得到改善,大大减少了横向开裂的可能性,使路面耐久性能提高;预应力混凝土路面的用钢量少于除素混凝土路面以外的其它路面;预应力混凝土路面几乎30年不需大修,车轮轮胎的磨耗比传统混凝土路面的磨耗小,养护需求也较少.本文结合焦晋高速公路YK6+160~YK6+266段变更设计方案(拟采用预应力混凝土路面),利用ANSYS 7.0对预应力混凝土路面进行三维有限元荷载应力分析,主要对以下几个问题进行探讨和研究:1.系统地总结了预应力混凝土路面的国内外发展概况、优缺点及类型; 2.研究了预应力混凝土路面的有限元计算方法,建立了预应力混凝土路面的有限元模型和力学模型; 3.利用ANSYS 7.0对预应力混凝土路面进行三维有限元荷载应力分析.进行了有预应力与无预应力的比较分析;进行了预应力混凝土路面锚固区的应力分析;分析了车辆荷载的荷位、预应力的大小、板底摩擦系数、混凝土的弹性模量及地基反应模量对预应力混凝土路面板挠度和应力的影响规律,为预应力混凝土路面的设计施工提供依据.4.总结了预应力混凝土路面的设计方法和施工过程.