基于路基路面协调变形的水泥混凝土路面设计研究

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1、第37卷，第5期公路工程Vo1．37，No．52012年10月HighwayEngineeringOct．，2012基于路基路面协调变形的水泥混凝土路面设计研究董城，郑祖恩‘，李志勇’，高琼(1．湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015；2．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)[摘要]采基于路基路面协调变形，建立三维有限元分析模型，并对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算。采用正交试验设计的方法对路面设计参数进行组合，系统分析了设计参数对路基路面应力响应的影响。结果表明，对于水泥混凝土路面，在路面设计参数中，仅有路基回弹模量对路面板拉应力与面层板厚度对路基应力具

2、有显著影响。因此，可将路面厚度和路基回弹模量设计作为水泥混凝土路面设计重点。基于不同路面板厚度下路基工作区深度，可将交通荷载影响区加深至1．5ni。基于不同路面板厚度、路基回弹模量和不同轴载对水泥混凝土路面板疲劳寿命影响规律，在重载交通条件下，应该增加路面厚度和增强路基。考虑经济因素并结合以上分析，建议水泥混凝土路面厚度宜取28—30ca，路基回弹模量宜介于4O一80MPa之间。[关键词】道路工程；板厚设计；有限元；路基工作区；协调变形；正交试验[中图分类号]U416．216[文献标识码】A[文章编号]1674—0610(2012)05—0130—05StudyonCemen

3、tConcretePavementDesignBasedontheCoordinateDeformationDONGCheng，ZHENGZuen，LIZhiyong，GAOQiong(1．HunanCommunicationsResearchInstitute，Changsha，Hunan410015，China；2．SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha，Hunan410075，China)[Abstract]Basetheprincipleofcoordinatedeformation，the3D

4、finiteelementmodelswereestab-lishedandusedforloadstressanalysisoftypicalcementconcretepavementstructure．Thedesigningpa-rametercombinationswereestablishedwithorthogonaldesign?method．Theeffectsofdesigningparame—teronthestressresponsesofsubgradeandpavement?weresystematicallyanalyzed．Forcementc

5、oncretepavement，withinthepavementdesignparameters，theresultsindicatethatonlythesubgraderesilientmodulusandslabthicknesshadasignificantinfluenceontensilestressesoftheslabandstressresponsesofsubgradecorrespondly．Therefore，thedesignofslabthicknessandsubgraderesilientmoduluscanberegardasthefocu

6、softhecementconcretepavementdesign．Accordingtothedepthofsubgradework—spaceunderdifferentslabthickness，thesubgradeworkspacedepthofexpresswaycanbe1．5meters．Underheavytraffic，basedonthefatiguelifeinfluencelawofcementconcretepavementslabunderdiffer-entslabthicknessandsubgraderesilientmodulusand

7、gearweight，theslabthicknessshouldbeincreasedandthesubgradeshouldbeenhanced．Fromtheeconomicpointofviewandincombinationoftheaboveanalysis，theoptimalcementslabthicknesscanbebetween28～30centimetersandthereasonablesub-graderesilientmoduluscanbe40—80MPa．[Keywo