文档介绍：渡步太海博士学位论文考虑冲刷脱空的水泥混凝土路面设计研究擎张分类号:.导师姓名职称学科专业名称论文提交日期年章畚拇鸨缛掌月日长安大学答辩委员会主席申爱琴教授学位论文评阅人王选仓教授申请学位级别工学博士道路与铁道工程学位授予单位籅
摘要价指标;建立了路面板底冲刷脱空预估模型,通过板底脱空路面结构三维有限元计算及回归分析,给出了脱空路面荷载应力计算公式;依据室内混凝土小梁疲劳试验理论推导力越大。综合考虑路面基层材料实际使用条件,提出考虑荷载作用次数的基层材料抗冲刷评价指标一冲刷系数恕,推荐水压力研究开发了水压力可调的气动冲刷试验机,进行了水泥土、二灰土及二灰碎石材料通过引入基层材料冲刷系数,及降水天气修正系数%概念,提出了路面初始使用阶段冲刷脱空预估模型和路面出现脱空后脱空预估模型。建立了路面板边纵缝中部和板角脱空三维有限元结构分析模型,通过计算得出路面板边纵缝中部脱空,板内荷载应力与板底脱空半径是指数关系,与路面板的相对刚度半我国水泥混凝土路面早期损坏比较严重,造成这种现状固然有施工质量差,后期养护不到位等原因,但重载交通条件下路面基层材料抗冲刷能力不足,路面结构设计没有考虑板底冲刷脱空对路面结构的影响,路面面层设计厚度过薄是造成目前我国水泥混凝土路面早期损坏一个深层原因。本文深入开展了路面行车荷载与水耦合作用下基层冲刷和路面板底脱空发展规律研究,提出可应用于路面结构设计的基层抗冲刷试验方法和评出可用于脱空路面计算的变荷载重复作用下混凝土小梁疲劳方程,提出了脱空路面荷载疲劳应力计算方法。综合上述研究,系统提出了考虑路面板底冲刷脱空的水泥混凝土路面结构设计方法。水泥混凝土路面调查分析表明,现行水泥混凝土路面设计方法没有定量提出基层材料抗冲刷评价指标和标准,路面面层厚度设计没有考虑基层冲刷和路面板底脱空影响,路面面层设计厚度过薄是造成我国水泥路面早期损坏一个深层原因。路面板底冲刷唧泥现象只在大气降水和雨后板底脱空区处于半饱和状态的时间段内出现,板底冲刷水压力与车速和轴重有关。车速越高,水压力越大:轴重越大,水压魑2牧铣逅⑹匝楸曜妓沽Α冲刷试验,得出二灰土抗冲刷性能最好,二灰碎石次之,水泥土最差。,板底出现脱空后,荷载应力随板底脱空面积的增大而显著增加。进一步分析表明,对于径是乘幂关系。对于板角脱空路面,板内荷载应力与脱空半径是线性关系。通过对有限元计算结果回归分析,得出板边纵缝中部脱空和板角脱空荷载应力拟合公式,在综合考虑基层顶面当量模量变化和荷载轴重变化基础上,提出脱空路面荷载应
的路面板荷载疲劳应力实用计算公式。依据疲劳损伤等效原则,提出可用于路面荷载应力分析的脱空路面轴载换算关系综合以上分析,系统提出了考虑路面板底冲刷脱空的水泥混凝±路面结构设计方力计算公式。依据室内混凝土小梁疲劳试验基本理论,推导出可用于脱空路面计算的变荷载重复作用下混凝土疲劳方程。通过引入降水天气修正系数毛,提出考虑路面板底脱空和冲刷式。法,并给出了路面设计流程图。关键词:水泥混凝土路面:基层冲刷;唧泥;动水压力;板底脱空;预估模型:基层评价指标;基层抗冲刷系数;疲劳方程:轴载换算;荷载疲劳应力;等效荷载应力;有限元模型;设计方法
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习嘶叫嘶伊引论文独创性声明论文知识产权权属声明剧月侣利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权果时,署名单位仍然为长安大学。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:年日,
第一章绪论问题的提出近年来我国公路建设快速发展,截至年底,全国公路总里程达蚬ɡ铮其中水泥混凝土路面铺面里程。万公里。但是相对于沥青路面的迅猛发展,水泥混凝土路面在高等级公路特别是高速公路新增里程增长缓慢,究其原因主要在于我国重载交通干线的水泥混凝土路面使用状况不佳,早期损坏比较严重,往往通车曜笥就出现路面使用性能下降及结构损坏等现象,不得不进行路面大修。过早出现的路面损坏增加了路面维修养护费用,降低了路面服务能力,巨大地制约了水泥混凝土路面在我国高等级路面的发展。当前我国水泥路面早期损坏类型