剛性道面和柔性道面

道面設(shè)計(jì)原理與方法面劃分為柔性路面和剛性路面。指的是剛度較大、抗彎拉強(qiáng)度較高的路面。一理論來(lái)設(shè)計(jì)。理論來(lái)設(shè)計(jì)。柔性路面〔flexible柔性路面〔flexiblepavement〕指的是剛度較小、抗彎拉強(qiáng)度較低，主要未經(jīng)處理的粒料基層和各類(lèi)瀝青面層、碎未經(jīng)處理的粒料基層和各類(lèi)瀝青面層、碎(礫)石面層或塊石面層組成的路面結(jié)微裂縫在高溫環(huán)境下也能自身愈合。微裂縫在高溫環(huán)境下也能自身愈合。剛性路面和柔性路面計(jì)算方法分析柔性路面如下：不變形剛體；各層水平無(wú)限遠(yuǎn)和最下層無(wú)限深度，應(yīng)力和位移重量為零；兩者之間的半接觸狀態(tài)，但層間不消滅脫空的現(xiàn)象；作用與彈性層狀體系最上層外表的荷載是軸對(duì)稱(chēng)的；體力無(wú)視不計(jì)。彈性層狀體系N-1的有限厚彈性層和給定位移約束的有限厚彈性層。有限厚彈性層的邊界條件可表示為：z=0, r≦a, σz=-q(r)=-q0r>a,σz=-q(r)=0z=h,σz=-p(r)τzr=-g(r)應(yīng)用通解式，邊界條件變?yōu)?A12〕BC12)DJr)dzz0 00 A2BC2DJr)dzrz0 10 A12h〕Be

C12h)DeJ

(r)dzzh0

h h0 zrzh

0

A(2h〕Be

h[C(2h)D]e

hJ(r)d1應(yīng)用漢克爾變化可得求解A,B,C,D的線性方程組。A+(1-2μ)B-C+(1+2μ)D=-q(ξ〕A-2μB+C+2μD=0Aeh(12h〕ehB-Ceh(1-2-h〕ehDp()Aeh-(2-h〕ehBCeh(2h〕ehDg()其中q(q(r)J00p)p(r)J00

(r)rdr(r)rdr

qaJ

(a)g)g(r)J10

(r)rdr聯(lián)立方程，求出待定系數(shù)A,B,C,D與荷載或支承力的表達(dá)式，然后代回通解可得到相應(yīng)的應(yīng)力和位移重量。給定位移的有限厚彈性層問(wèn)題當(dāng)有限厚彈性層位于剛性下臥層上時(shí)，則剛性下臥層為位移邊界條件。z=0, r≦a, σz=-q(r)=-q0r>a, σz=-q(r)= 0τzr=0z=h, w=0τzr=-g(r)邊界條件變成 A12〕BC12)DJr)dzz0 00 A2BC2DJr)dzrz0 101

w zh E

A(24h〕Be0

h[C-(2-4-h)D]eh

J(r)d0zrzh

A(2〕B0

h

[C(2h)D]eh

J(r)d1應(yīng)用漢克爾反變換，變?yōu)锳1-2B-C1-2D-q)A-2BC2D0Aeh(2-4h〕ehBCeh-(2-4-h〕ehD0Aeh-(2-h〕ehB-Ceh(2h〕ehD0其中q()q(r)J00

(r)rdr

qaJ

(a)聯(lián)立求解得到A,B,C,D，代回通解可得到相應(yīng)的位移和應(yīng)力重量大小，w〔r)

212)

(eheh)2

p()J

(r)dz0

E 4he2h0

e2h 0此式為剛性下臥層上單層彈性層模型產(chǎn)生的外表位移。雙層彈性層狀體系依據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)，當(dāng)層間連續(xù)接觸時(shí)，邊界條件和層間條件如下：z=-h

z

q(r)(1)zrz=0 zzr

0(0)z(0)zru(1)u(0)u(1)w(0)z0，u00式中上標(biāo)代表相應(yīng)的層位雙層彈性層狀體系的求解通?？沙惺芊謩e層法和系數(shù)矩陣法。剛性路面進(jìn)了一些假設(shè)。1.彈性地基假設(shè)溫克勒地基模型垂直位移w成正比，方向相反，即p=-kw式中，k為常數(shù)，稱(chēng)作地基反響模量?；枯^大時(shí)較為準(zhǔn)確。帕斯捷納克地基帕斯捷納克認(rèn)為考慮橫向力影響后彈性地基可以表示為pkwG

2wp式中，kG1,p

為地基反響模量，2為拉普拉斯算子。由上式得知，地基反力時(shí)也被稱(chēng)為雙參數(shù)地基。彈性半空間地基為w()

2(12)p() 0 0w()p(；E0和μ 分別為地基彈性模量和泊松比。0彈性層狀地基彈性層狀地基由彈性層狀體系組成，可以依據(jù)彈性層狀體系理論推導(dǎo)出，其表達(dá)式為

w()

0w(p仍為垂直位移和地基反力的零階漢克爾變換。LM為Eμ，i 的函數(shù)。2.i 行平面之間的垂直距離為板厚，通常用h表示。板內(nèi)與兩個(gè)平面等距離的面稱(chēng)為板的中面。進(jìn)展板的分析時(shí)，通常將平面坐標(biāo)系放在板的中面上。h/a>1/5，薄板假設(shè)將會(huì)帶來(lái)很大的誤差，應(yīng)承受中厚板假設(shè)。當(dāng)板的撓度與板厚hw/h<1/w/h>1/5為大撓度?？讼；舴蛱岢龅男隙缺“宓母炯僭O(shè)如下：時(shí)也稱(chēng)為直法線假設(shè)，即

0zx 0zy垂直于板中面的法線長(zhǎng)度變形前后保持不變，即 0z板內(nèi)平行于中面的各面互不擠壓，即 0z板在彎曲過(guò)程中，板中面無(wú)水平位移，也即u 0 v 00 0設(shè)可以看成是歐拉梁截面中性軸假設(shè)的延長(zhǎng)。由薄板的假設(shè)，可知薄板的位移場(chǎng)：w wuzx由此可得薄板的應(yīng)變場(chǎng)：

vzy u

z2wx x x2 v

z2wy y y2 u

2z

2wxy y x xy由此即可得薄板應(yīng)力場(chǎng)：

Ez (2w2w〕x 12 x2 y2

Ez (2w2w〕y 12

y2

x2 xy

Ez 2w1xy下面可以用平衡關(guān)系得到w(x,y)應(yīng)滿足的板彎方程：2M

2M

2M

q0x2 xy y2撓度表示的板彎方程D22w(x,y)q(x,y)2為拉普拉斯算子2

2x2

2y2在工程實(shí)際中，水泥混凝土路面板是有限尺寸的薄板，而不是無(wú)限大的薄板。因此應(yīng)當(dāng)考慮薄板的三種邊界條件，固定邊界條件，簡(jiǎn)支邊界條件和自由邊界條件。的板的理論，則較為合理。組成的。彈性層與半空間體的接觸面可以是完全連續(xù)的或確定