水泥路面结构设计的

《水泥路面结构设计的》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、水泥路面结构设计的教学要点与教学方法东南大学交通学院李昶2009-11-14本次发言的定位自我简介：1、教学历史简介（3-4遍）2、教学ppt每年一改3、有时候被学生问题难倒4、还有许多问题没有探索出答案发言定位：一个初上《路基路面工程》课程的新教师谈自己怎么理解，怎么上，过程中有什么问题供批判，向大家请教，提出问题供讨论。教学目标教学要求：基本设计理论（重点掌握）可靠度设计基本原理（掌握）设计方法和步骤（熟练掌握）其它设计方法（一般了解）教学目标：让学生掌握水泥混凝土路面设计理论的发展过程，掌握规

2、范设计步骤与方法，可独立设计难点：理论演化发展过程及其与规范方法的关系怎么上——流程1、衔接前一章，先谈病害，引出设计指标——弯拉应力2、介绍设计理论与方法发展简史，引出经典小挠度弹性薄板相关理论——切入理论3、详细分析小挠度弹性薄板假定对应的力学公式，讨论三方程（几何、物理、平衡）的联立简化过程——给出挠度表达式4、分析地基反力q(x,y)在两种地基（温克勒、弹性半空间体）情况下的应力解答——了解各解答的意义5、温度应力的两种解答来源分析——实际路面尺寸有限，均匀变温不考虑，主要是翘曲应力6、可靠度

3、理论简介——为可靠度系数引入作铺垫7、规范方法及细节讲解——设计方法中各参数取值，背后的理论与方法8、概念探讨——加深对参数的理解9、延伸问题——引导思考，探索病害引出设计指标——弯拉应力断板、角隅断裂是常见的结构性病害特征主要原因是：板块裂缝处在重复弯拉疲劳作用下，材料力学指标（抗折强度）下降，最后单次荷载作用超出材料强度产生微裂缝，逐步发展成为上述病害。水泥混凝土路面特点（1）1水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度——以抗折强度作为设计标准；2混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度，会产

4、生翘曲现象，如果受到约束，会在板中产生翘曲应力——温度翘曲应力3荷载多次重复作用，温度梯度也反复变化，混凝土板有疲劳现象——要考虑交通量重复作用的疲劳效应水泥混凝土路面力学特点（2）1混凝土的强度远大于基层和土基模量和强度——地基被简化为单一体2基层表面与路面板间摩擦力较小——滑动假定，只传递竖向力3板块厚度相对与平面尺寸较小，板块在荷载作用下的挠度（竖向位移）很小——忽略z方向应力应变变化细节——发展出小挠度弹性薄板理论水泥混凝土板的基本力学模型为分析水泥混凝土板块受拉而发展：1、起点：完全弹性问题

5、（弹性力学经典三方程）2、简化：力学特点假定具体公式3、结果：理论解析解——q（x，y)不同荷载应力：1、Winkler——温克勒地基特点（“浮板”）2、Westergaard解——温克勒地基上的小挠度弹性无限大板（板中）、半无限大（板边）、四分之一无限大（角隅）的解答，Kelly根据阿灵顿试验段结果进行修正3、Hogg解——弹性半空间体地基上的小挠度弹性无限大圆板（轴对称课题）温度应力：1、均匀降温应力——板块尺寸有限而舍去2、翘曲应力——线性变温、板受到地基完全约束情况下的Westergaar

6、d解理论还未解决的问题1、弹性地基上有限尺寸板的解答；2、规范中设计方法给出的计算诺模图采用了有限元计算方法，是一种数值方法。水泥混凝土路面设计内容1、结构组合设计——结合规范2、平面尺寸设计、配筋设计——常用3、厚度设计——基于理论和设计计算规范设计方法——基本公式分析公式构成，各项物理意义。其标准是：因荷载和温度产生的某最不利荷载作用位置处的疲劳应力，在一定可靠度保证的情况下，小于等于材料的抗折强度，不发生拉裂破坏。第一项——可靠度系数来源：材料不均匀、施工过程的不均匀、厚度的不均匀等造成实际路面

7、与设计路面的差异，为保证设计路面的可靠性，需要引入该参数实际采用的目标可靠度是多因素根据累积数据分析综合得到反过来，可靠度可用于控制施工中的参数变异——不详细讲，示意规范可靠度要求表右侧项——抗折强度由材料试验得到，或根据工程经验选取试验方法：小梁试件，三分点加载，单次加载至破坏（单次强度试验）应力项之一——荷载应力两个层次——单次标准荷载作用下，最不利荷载作用位置处的拉应力；该处的荷载疲劳应力荷载疲劳应力计算公式的构成三修正系数：传荷、疲劳、动偏载修正单次应力单次应力计算标准荷载在四边自由板的临界荷

8、位处产生的荷载应力公式分析：1、回归公式，通过有限元计算得到；2、基层及其以下以Et简化表征，弹性半空间体；3、无板与地基摩擦相关系数，滑动处理；结论：参考了经典解析解的一般原理但不同点在哪里？——有限尺寸板，但公式中无相关参数临界荷载位置定义：其他条件相同，标准荷载移动在有限尺寸板上，如果在板体内某处（通常是板顶）出现了最大拉应力，则确定该位置为最不利荷载位置，由此引起的应力是单次应力计算的标准取值。方法：有限元内分布荷载进行搜索，寻找最大拉应力位置，