连续配筋混凝土路面应力研究

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连续配筋混凝土路面(Continuously Reinforced Concrete Pavement,CRCP)是在路面纵向连续配置足够数量的钢筋、施工时不设接缝的一种高性能混凝土路面结构。CRCP消除了普通混凝土路面的横向接缝,具有行车舒适性好,承载力高,使用寿命长,养护费用少等优良性能,已经在美国、法国、曰本、比利时等许多发达国家大量应用,并日益受到世界各国的重视。在我国江苏、河南等地也做了初步的应用尝试,但该路面设计理论和施工工艺尚不完善。本文通过理论分析和实验研究,对CRCP的荷载应力和温度应力进行了探讨。 连续配筋混凝土路面因其在纵、横两向均配有钢筋,因此物理上具有各向异性,本文从复合材料力学的角度出发,将这种配筋板路面看作复合材料层合板的模型,并推导出应力计算方法。 论文根据各向异性板理论建立在温克勒地基上的力学平衡方程组,将路面上作用的一系列荷载作三角级数及一维傅立叶级数展开,并通过假设板的位移函数形式,采用逆解法,求得了温克尔地基板上的位移表达式。继而根据几何关系得到应变,由物理关系得到应力表达式,并与有限元的分析结果进行了比较,两者的计算结果是一致的。 对于在荷载应力分析中出现的配筋板的各向工程弹性常数,论文运用细观力学方法进行了理论分析,获得CRCP荷载应力表达式,然后通过室内实验,测定了其弹性模量。 对于CRCP的温度应力,因路面板与地基间的摩擦力对其有较大影响,这种力的形式在物理上又难以明确,为此本文先对摩擦力及地基反力函数形式进行假设,从数学上来满足平衡方程组,从而求得了温度作用下路面板的位移,并得到了板的弹性温度应力。
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