水泥混凝土路面極限承載力研究.pdf

1、近年來，我國公路交通運輸不斷發(fā)展，公路超載運輸現(xiàn)象也日益普遍和嚴(yán)重。水泥混凝土路面作為高等級公路的主要形式之一，很多在使用初期就發(fā)生了嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)損壞，路面的使用壽命大大縮短，嚴(yán)重影響了公路的通行能力、行車安全和投資效益。當(dāng)路面板荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的組合處于不利狀態(tài)時，過大軸載的一次作用就可能造成路面結(jié)構(gòu)的破壞，路面結(jié)構(gòu)的抗疲勞性則無從談起。世界各國水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中尚未引入極限承載力的分析方法。因此，根據(jù)公路實際的交通組成和溫

2、度狀況，研究水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的分析和設(shè)計方法成為迫切需要解決的問題。 本文首先從典型重載交通道路的交通調(diào)查與分析入手，研究了重荷載交通道路的交通量、軸載分布及荷載特征，針對現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中關(guān)于基層頂面當(dāng)量回彈模量值計算公式存在的不足，利用彈性層狀體系理論，按照彎沉等效原則，通過大量的計算分析，回歸出了精度較高、適用范圍更廣的基層頂面當(dāng)量回彈模量計算公式。其次，根據(jù)實測荷載作用面積和計算輪胎接地壓力，計算了重荷載作用下水泥

3、混凝土路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)，提出了分析混凝土路面極限承載力的方法，并分析了極限承載力的影響因素，為限載提供了理論依據(jù)。再次，研究了車輛軸載與溫度梯度的概率特征，提出了考慮極限承載力的混凝土路面設(shè)計方法，并擬定了滿足各級極限軸載的典型混凝土路面結(jié)構(gòu)形式。最后，針對混凝土路面板板底脫空現(xiàn)象，對路面結(jié)構(gòu)建立三維有限元模型，通過大量的有限元計算，分析了板底脫空對路面板承載力及使用壽命的影響，揭示了路面發(fā)生早期損壞的根本原因，并從路面材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計