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水泥路面结构设计

水泥路面结构设计

凌天清

凌天清

重庆交通大学

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2021-11-14

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教学目标

教学目标

•教学要求：

•根本设计理论〔重点掌握〕

•可靠度设计根本原理〔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

的开展过程，掌握标准设计步骤与方法，可独立

设计

•难点：理论演化开展过程及其与标准方法的关系

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病害引出设计指标——弯拉应力

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，逐步开展成为上述病害。

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水泥混凝土路面特点〔1〕

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荷载屡次重复作用，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

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水泥混凝土路面力学特点〔2〕

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基层外表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

•——开展出小挠度弹性薄板理论

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水泥混凝土板的根本力学模型

水泥混凝土板的根本力学模型

•为分析水泥混凝土板块受拉而开展：

•1、起点：完全弹性问题〔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：

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理论解析解——q〔x，y)不同

理论解析解〔，不同

——qxy)

•荷载应力：

•1、Winkler——温克勒地基特点〔“浮板〞〕

•2、Westergaard解——温