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旧水泥混凝土路面加铺沥青层力学分析_论文


维普资讯 http://www.cqvip.com ◎一 …一s   旧水 泥混凝 土 路 面加 铺 沥青 层 力 学 分析  汤  文 ,程  箭 , 孙 立 军  ( 同济 大学道 路 与交通 工 程教育 部 重点实 验 室 )   摘 要 : 采 用 三 维 有 限 元 方 法 , 旧水 泥混 凝 土 路 面 加铺 沥 青 层 路 面 结 构 的 力 学 状 态 进 行 分 析 , 析 中 主 要 针 对 旧 混 凝 土 面 板    对 分 及 原 路 面 基 础 相 关 参 数 , 时 根 据 分 析 结 果 对 旧水 泥 混 凝 土 路 面 的加 铺 改造 提 出 合理 的 建 议 。 同   关键 词 : 沥 青 加 铺 层 ;力 学 状 态 ;剪 应 力 ;三 维 有 限 元 ;基 础  0 前 言  对 不同的道 路 , 以及 相 同道路 的不 同路 段 , 由于设  计 和施工手段 的不同 , 旧混凝 土 面板及 基础特 征存 在很  大的差异 , 因此 对 旧水泥 混凝 土路 面加铺 沥青 层进 行分  析时 , 这些参数 是必须考虑 的 。本 文主要 针对 旧水 泥混  凝土路 面加铺 沥青层 中原道路 相关参 数进行 分析 , 包括  与 旧混凝 土面板及原路 面基础 相关 的参数 , 同时依 据分  析结论对 我 国旧路加铺 结构 的设计 提出建议 。   1 路 面 结 构 模 型 的 建 立  图 1 沥 青 罩 面 复 合 结 构 力 学 分 析 模 型    表 1 加铺 层材 料 参 数  结 构 层  沥 青 加 铺 层  旧水 泥 混 凝 土 层  基础 ( 旧基 层 +土 基 )   本 文针 对路 面 上作 用 的 车 轮荷 载进 行 求 解 , 个  这 问题可 以抽 象为 弹性层 状体 系上 的行 车荷 载 问题 。而  路 面结 构本 身 , 以 抽 象 为 弹性 层 状 体 系 。为 了应 用  可 以上计 算模 型 以及有 限元分 析方 法对 半 刚性 基层 沥青  路 面 的 受 力 机 理 进 行 分 析 , 材 料 特 性 以 及 模 型 的 结  对 弹性 模 量 E/ a MP   12 0   0  3 0  20 0 1O 1  泊松 比 v   0 3  .5 0 1  .5 04  .0 构特性 作 以下假 定 : 1 假 定各 结 构 层 由均 质 、 向同  () 各 性 的弹性 材 料 组 成 , 料 的 力 学 性 能 服 从 虎 克定 律 ; 材   ( ) 定土 基在 水 平 方 向 无 限 , 层 厚度 有 限 , 水 平  2假 各 但 方 向均 为无 限 ;3 假 定 层 间完 全 连续 , 不计 路 面 结  () 且 构 自重 的影 响 ; 4 板 间 接缝 宽 度 为 lm, () c 旧水 泥 混凝  土 路面在 接缝 处无 传 荷 能 力 ; 5 沥青 面层 表 面 自由 , ()   其 上作 用均 布垂直 荷 载和水 平荷 载 ;   根 据相 关路 面结 构 调 查 资 料 , 旧水 泥 混凝 土路  取 面 厚 2 c 基 础 由 旧路 基 层 、 基 层 和 土 基 组 成 , 度  4 m, 底 厚 积 假定 为 方 形 : 地 面 积 :1 . 8m ×1 . 8 m; 轮  接 88c 88c 双 中心距 :3 . c 当计 算 四 轮 时 , 侧 轮 中心 间距 为  2 0 m; 两 1 2 0 m , 图 2所 示 : 8.c 如   取 6 经验 算 是合 理 的 。路 面计 算 模 型 如 图 1所示 , m,   各 结 构层材 料参 数如 表 1所示 。   大量 的文献 资 料 及 其试 验 结 果 显 示 , 胎 作 用 于  轮 路 面的形状 更 接近 于矩形 , 随载荷 的增 加 , 且 矩形 形 状  越 明 显 。 轮 胎 作 用 于 路 面 的 这 种 不 规 则 性 对 路 面 的 力  图 2 荷 载 作 用 位 置 示 意 图  2 旧水 泥 混 凝 土 模 量 敏 感 性 分 析    分 析 中考虑设 计参 数 的选择 , 工 的变异 、 用 中  施 使 水 泥混 凝 土强度 的增 长 及 材 料 的损 耗 , 旧水 泥 混凝  取 土模量 范 围为 2  0 —4  0 MP , 算 结 果 如表 2  00 0 50 0 a 计 、 表 3所 示 :   学 影 响也 会有 很 大 的差 异 , 因此 本 研究 将 轮胎 接 地 面  收 稿 日期 : 0 7 1 一 9 2 0   l2   1 2上冯 么缘 N. 27 。 0  4 0 维普资讯 http://www.cqvip.com s 一 … 一 s ◎  表 2 水 泥 混 凝 土 模 量 对 加 铺 层 应 力 的 影 响  模 量  /   MP 20 0 O O  层 底拉 应 力 / a MP   横 向  0 1  .1 7 沥青层底拉应变/ E一4   横 向  0 6  .1 6 层 底 剪应 力/ a MP   横 向  0 1 5 . 3  0 13 3  . 最 大 剪 应 力  / a MP   0 9 3 . 3  0 9 0 . 4  0 9 3 . 4  0 9 2 . 4  横 缝 最 大 剪 应 力  S y MP   x/ a 0 81   1 . 纵 向  0 1 4 . 4  竖 向  0 71   . 4 纵 向  0 1 l 9  . 竖 向  8 2 3 . 6  8 5 2 . 0  8 6 3 . 8  8 8 0 . 0  8 8 4 . 7  8 9 9 . l  纵 向  0 8l   . l 0 8 6 . 0  0 8 0 . 0  0 7 4 . 9  2


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