熱膨脹系數(shù)對剛性路面面板設(shè)計的影響分析.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、擴散荷載能力強；強度高、疲勞壽命長；平整度衰減慢、能維持較長時間的高平整度等優(yōu)點，是高等級路面結(jié)構(gòu)的主要形式之一，近些年來被廣泛應(yīng)用，特別是低等級公路、工礦道路和機場跑道，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、邊緣的過早破壞、面層開裂、橫縫錯臺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)對于水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計有一定的影響。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，對熱膨脹系數(shù)如何影響水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究很少。筆者主要針對熱膨脹系數(shù)對水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響進行了分析探討。為了研究熱膨脹系數(shù)對水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響，根據(jù)我國水泥混凝土路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)方法和美國力學(xué)經(jīng)驗設(shè)計法，分別采用相應(yīng)的路面設(shè)計軟

4、件計算了熱膨脹系數(shù)對水泥混凝土面層板厚度設(shè)計的影響，分析其原因，由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不同，熱膨脹系數(shù)對路面厚度設(shè)計的影響存在顯著差異。我國水泥混凝土路面設(shè)計中，熱膨脹系數(shù)只直接影響溫度應(yīng)力，而美國力學(xué)經(jīng)驗設(shè)計法，更多地考慮了熱膨脹系數(shù)對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)對面層板溫度應(yīng)力的影響，同時采用美國力學(xué)經(jīng)驗設(shè)計法分析了熱膨脹系數(shù)對水泥混凝土路面橫向開裂率以及橫縫錯臺量的影響。并提出

5、了接縫傳荷能力預(yù)測模型以及水泥混凝土路面疲勞應(yīng)力計算新思路。結(jié)果表明：(1)熱膨脹系數(shù)對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，溫度疲勞應(yīng)力都會增加10％以上，甚至達到59％。(2)熱膨脹系數(shù)對水泥混凝土面層板橫縫錯臺量以及橫向開裂率的影響都非常大，熱膨脹系數(shù)每增加1X10‘6／。C，橫縫錯臺量增加65％，橫向開裂率可以增加400％。(3)熱膨脹系數(shù)對接縫傳荷能力以及板角翹曲變形的影響會直接改變水泥混凝