路基路面工程14电子教案.ppt
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1、第14章 水泥混凝土路面设计14.1 弹性地基板力学分析14.1.1 弹性地基板力学分析(1)小挠度弹性薄板的基本假设垂直于中面方向的应变z极其微小,可以忽略不计。垂直于中面的法线,在弯曲变形前后均保持为直线并垂直于中面,因而无横向剪切应变中面上各点无平行于中面的位移,即Uz=0Vz=00由第、点假设,应用几何方程可得到应变与竖向位移的关系式(2)板挠曲面微分方程板中心挠曲面的微分方程为板的应力:图14-1 弹性地基板微分单元受力分析图14-2 弹性地基板受荷时的弯曲图14-3 不同假设地基的表面变形图a)文克勒地基;b)弹性半空间体地基14.1.2 文克勒地基板的荷载应力分析1)荷载作用于板
2、中(荷位),荷载中心处板底最大弯拉应力2)荷载作用于板边缘中部(荷位),荷位下板底的最大弯拉应力3)荷载作用于板角隅(荷位),最大拉应力产生在板的表面离荷载圆中心为x1的分角线上图14-4 三种荷载位置14.1.3 弹性半空间地基板的荷载应力分析对于外荷载与弹性地基板本身均属于轴对称的情况下板内径向弯矩Mr与切向弯矩Mt的表达式图14-5 挠度计算式图14-6 在无限大圆板上的圆形均布荷载图14-7 距离集中荷载作用点为r处的弯矩图14-8 对称的多组车轮荷载作用在一块板上的弯矩计图式14.2 水泥混凝土路面温度应力分析图14-9 单轴轴载作用于纵缝边缘中部的应力计算图14.2.1 胀缩应力面
3、板胀缩完全受阻时所产生的应力对于板边缘中部或窄长板,则x0和y0板划分为有限尺寸板块后,因收缩而产生的应力很小,可不予考虑。14.2.2 翘曲应力对有限尺寸板,沿板长(L)和板宽(B)方向的翘曲应力分别图14-10 混凝土面板的翘曲变形a)气温升高时;b)气温降低时在板边缘中点:板的刚性半径计算公式板中部板边缘中点图14-11 板温度翘曲应力系数值14.3 水泥混凝土路面的破坏形式和设计标准14.3.1 破坏形式(1)接缝的破坏挤碎拱起错台唧泥(2)混凝土板本身的破坏混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。14.3.2 设计标准我国规范采用混凝土面层厚度的设计方法,是按重复荷载产生的荷载应力和温度应力
4、综合作用所产生的疲劳损坏确定混凝土板厚。14.4 水泥混凝土路面板厚确定14.4.1 设计内容与标准(1)路面结构组合设计(2)混凝土面板厚度设计(3)混凝土面板的平面尺寸与接缝设计(4)路肩设计(5)普通混凝土路面配筋设计14.4.2 设计参数(1)标准轴载与轴载换算轴载换算公式(2)交通分级、设计使用年限和累计作用次数标准轴载累计作用次数Ne(3)基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量1)新建公路基层顶面的当量回弹模量值2)原有柔性路面顶面的当量回弹模量值图14-12 双层体系顶面的当量回弹模量Et计算图3)计算回弹模量Etc4)水泥混凝土的设计强度与弯拉弹性模量设计弯拉强度fcm混凝土的试
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