熱膨脹系數(shù)對(duì)剛性路面面板設(shè)計(jì)的影響分析.pdf

1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMaster(doctor)EffectsanalysisofCTEonthePCCPavementPanelDesignByLeiFanSupervisor：AssociateProfPengWang』’、●J●●r一1一’乙olnmunlcatlOnand1ranSDortatlontmgmeermgSc

2、hoolofWaterConservancyandEnvironmentalEngineeringMay2014摘要摘要水泥混凝土路面具有剛度大、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)；強(qiáng)度高、疲勞壽命長(zhǎng)；平整度衰減慢、能維持較長(zhǎng)時(shí)間的高平整度等優(yōu)點(diǎn)，是高等級(jí)路面結(jié)構(gòu)的主要形式之一，近些年來(lái)被廣泛應(yīng)用，特別是低等級(jí)公路、工礦道路和機(jī)場(chǎng)跑道，水泥混凝土路面的應(yīng)用更加普遍，截止到2012年底，我國(guó)水泥混凝土路面公路里程約占公路總里程的39％。但水泥混凝土路面面層板

3、邊緣的過(guò)早破壞、面層開(kāi)裂、橫縫錯(cuò)臺(tái)等病害一直困擾著道路工程界。研究中發(fā)現(xiàn)：水泥混凝土的熱膨脹系數(shù)對(duì)于水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定的影響。但是目前大多數(shù)研究主要是分析熱膨脹系數(shù)值的影響因素，對(duì)熱膨脹系數(shù)如何影響水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究很少。筆者主要針對(duì)熱膨脹系數(shù)對(duì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響進(jìn)行了分析探討。為了研究熱膨脹系數(shù)對(duì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，根據(jù)我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方法和美國(guó)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，分別采用相應(yīng)的路面設(shè)計(jì)軟

4、件計(jì)算了熱膨脹系數(shù)對(duì)水泥混凝土面層板厚度設(shè)計(jì)的影響，分析其原因，由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，熱膨脹系數(shù)對(duì)路面厚度設(shè)計(jì)的影響存在顯著差異。我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)中，熱膨脹系數(shù)只直接影響溫度應(yīng)力，而美國(guó)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，更多地考慮了熱膨脹系數(shù)對(duì)接縫傳荷能力以及板角翹曲變形的影響。據(jù)此，根據(jù)我國(guó)規(guī)范以及有限元軟件數(shù)值模擬分析了熱膨脹系數(shù)對(duì)面層板溫度應(yīng)力的影響，同時(shí)采用美國(guó)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法分析了熱膨脹系數(shù)對(duì)水泥混凝土路面橫向開(kāi)裂率以及橫縫錯(cuò)臺(tái)量的影響。并提出

5、了接縫傳荷能力預(yù)測(cè)模型以及水泥混凝土路面疲勞應(yīng)力計(jì)算新思路。結(jié)果表明：(1)熱膨脹系數(shù)對(duì)水泥混凝土面層板溫度疲勞應(yīng)力的影響很大，熱膨脹系數(shù)每增加1X10擊／C時(shí)，溫度疲勞應(yīng)力都會(huì)增加10％以上，甚至達(dá)到59％。(2)熱膨脹系數(shù)對(duì)水泥混凝土面層板橫縫錯(cuò)臺(tái)量以及橫向開(kāi)裂率的影響都非常大，熱膨脹系數(shù)每增加1X10‘6／。C，橫縫錯(cuò)臺(tái)量增加65％，橫向開(kāi)裂率可以增加400％。(3)熱膨脹系數(shù)對(duì)接縫傳荷能力以及板角翹曲變形的影響會(huì)直接改變水泥混凝