水泥混凝土路面路基工作狀態(tài)與設(shè)計指標(biāo).pdf

1、路基回彈模量是現(xiàn)行水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要設(shè)計指標(biāo)之一。該指標(biāo)的科學(xué)測定與合理取值對提高結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)確性具有重要意義。土力學(xué)性質(zhì)上的非線性決定了回彈模量是應(yīng)力狀態(tài)的函數(shù)，因此，明確路基的工作應(yīng)力狀態(tài)是制定回彈模量測試與取值方法的前提。
　　 本文以交通部西部交通建設(shè)科技項目(項目編號：200731822301-2)為依托，在總結(jié)國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)特點，采用庫倫摩擦模型模擬層間接觸條件，以彈簧模擬接縫

2、傳荷機(jī)制，并按結(jié)點貢獻(xiàn)面積分配剛度，建立了路基-路面結(jié)構(gòu)三維有限元模型。通過對模型幾何尺寸、層間接觸條件和接縫傳荷能力等因素進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)敏感性分析，明確了各因素變化對路基-路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)的影響規(guī)律，并確定了相應(yīng)參數(shù)在模型中的合理取值。
　　 采用有限元模型對典型水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分析，揭示了荷載軸重、軸型對路基中荷載應(yīng)力大小與分布的影響規(guī)律，提出了路基工作區(qū)深度推薦值：采用荷載應(yīng)力與自重應(yīng)力疊加的方法來計算路基工作應(yīng)

3、力狀態(tài)，通過對典型路面結(jié)構(gòu)在不同荷載條件下計算結(jié)果的統(tǒng)計分析，確定了水泥路面路基工作應(yīng)力水平。
　　 以波形荷載模擬車輛的作用，建立了水泥路面動力有限元分析模型。通過對FWD瞬態(tài)沖擊荷載的模擬，驗證了模型的正確性與可靠性。應(yīng)用模型，詳細(xì)討論了阻尼比、阻尼系數(shù)、結(jié)構(gòu)層阻尼、荷載大小、分布、波形、作用時間以及路面結(jié)構(gòu)等參數(shù)對路基路面結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。通過路基動、靜應(yīng)力的對比分析，建議以靜力分析結(jié)果作為路基工作應(yīng)力狀態(tài)。
　　

4、 借鑒已有瀝青路面路基土動態(tài)回彈模量測試方法，根據(jù)本文計算與統(tǒng)計分析所獲得的路基應(yīng)力水平，制定了相應(yīng)的應(yīng)力加載條件，并以此形成了適用于水泥路面的路基土動態(tài)回彈模量測試方法。
　　 以大型通用有限元軟件ABAQUS為平臺，通過UMAT二次開發(fā)，將回彈模量三參數(shù)預(yù)估模型移植進(jìn)程序，建立了反映路基土應(yīng)力依賴性的三維非線性有限元模型，并以混凝土板底彎拉應(yīng)力等效為原則，提出了考慮土非線性的路基當(dāng)量回彈模量計算方法。
　　 依據(jù)交

5、通等級分別確定相應(yīng)的水泥路面典型結(jié)構(gòu)，通過非線性有限元分析獲得了不同典型結(jié)構(gòu)與土組類型組合下的路基當(dāng)量回彈模量；按交通等級和土組類型進(jìn)行歸并，提出了路基回彈模量設(shè)計參考值。
　　 在總結(jié)現(xiàn)有回彈模量參數(shù)取值方法，明確其特點的基礎(chǔ)上，綜合工程重要程度、設(shè)計資料完整性以及試驗測試復(fù)雜度等因素的影響，對回彈模量層次化取值方法進(jìn)行了初步探索，提出以試驗測試、經(jīng)驗?zāi)Ｐ皖A(yù)估和參考取值三種方法來確定路基回彈模量在設(shè)計中的取值，從而滿足不同工程