基于静力学分析确定水泥路面嵌缝料变形指标的方法

摘要

本发明是一种基于静力学分析确定水泥路面嵌缝料变形指标的方法，属于道路工程水泥路面嵌缝技术领域，解决目前嵌缝料难以适应水泥路面接缝的水平宽度和竖向相对位移变化而导致的拉伸开裂、脱落、渗水、挤出等耐久性问题。本发明首先建立含有嵌缝料的水泥路面结构有限元模型，再分析嵌缝料在不同静载工况下力学响应规律，分析水泥路面嵌缝料水平、竖直方向最大的位移、剪应变与应力、拉应变与应力、压应变与应力；分别比较嵌缝料水平和竖直方向最大的相对位移、剪应变、拉应变、压应变，以嵌缝料最大的相对变形结果作为控制变形指标，并提出最大容许值，作为水泥路面嵌缝料设计依据。本发明提供的方法可提高嵌缝料耐久性，改善水泥路面使用性能。

主权项

一种基于静力学分析确定水泥路面嵌缝料变形指标的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)根据现行《公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40‑2011)》中有关规定，确定水泥路面的材料属性及几何尺寸要求，建立含有接缝处嵌缝料的水泥路面结构有限元初始模型；(2)确定有限元模型边界约束条件，选择8节点二维平面应变的减缩积分实体单元进行网格划分，并加密接缝处嵌缝料及其周围网格，以便采用网格技术模拟嵌缝料在静载作用下的力学响应规律，分析其受力状态；(3)分别设置作用于路面结构、嵌缝料的载荷载大小及其作用位置、材料属性、几何尺寸，并确定路面板与基层间的接触参数，在不同工况下运行有限元软件，分别保存计算结果；(4)分析不同工况下水泥路面嵌缝料水平、竖直方向的最大位移、最大剪切应变与应力、最大拉应力与应变、最大压应力与应变，并以云图形式直观显示；(5)经统计、分析计算结果，分别比较嵌缝料水平和竖直方向最大的相对位移、相对剪切应变、相对拉应变、相对压应变，以嵌缝料最大的相对变形结果作为控制变形指标，并提出最大容许值，作为水泥路面嵌缝料设计依据。