[发明专利]一种确定水泥路面嵌缝料几何尺寸的方法

摘要

本发明是一种基于温度和车辆荷载作用下确定水泥路面嵌缝料几何尺寸的方法，属于道路工程水泥路面技术领域，解决目前方法确定的嵌缝料几何尺寸难以适应水泥路面接缝宽度伸缩循环变化，出现耐久性差的问题。本发明首先根据现行规范拟定水泥路面结构形式、材料属性，建立含有嵌缝料水泥路面结构有限元模型；分析嵌缝料在温度和行车荷载作用下的位移和应力变化规律；考虑不同工况对接缝处嵌缝料位移和受力性能的影响，确定嵌缝料的最不利受力状态；选取不同嵌缝料宽度、深度及深宽比考察其最大位移和应力变化规律；综合考虑嵌缝料位移和受力，确定嵌缝料的合理几何尺寸。本发明使嵌缝料更好适应水泥路面接缝宽度伸缩循环变化，改善嵌缝料受力状态和耐久性。

主权项

一种确定水泥路面嵌缝料几何尺寸的方法，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)》中的有关规定初步拟定水泥路面结构组合形式、材料属性及几何尺寸，建立含有接缝处嵌缝料的水泥路面结构初始有限元模型；(2)采用8节点二维平面应变的减缩积分实体单元进行网格划分，加密接缝处嵌缝料及其周围的网格，以便采用网格技术模拟嵌缝料在温度和行车荷载作用下的水平和竖直位移、拉、压应力及剪切应力变化规律；(3)考虑不同温度变化幅度、行车速度、车辆轴载大小及其作用位置、材料属性、层间接触状态对接缝处嵌缝料的水平和竖直方向上的位移变化、水平方向上的拉、压应力、剪切应力的影响，确定接缝处嵌缝料的最不利受力状态；(4)在嵌缝料最不利受力状态下改变嵌缝料的几何尺寸，选取不同的嵌缝料宽度、深度及深宽比考察嵌缝料最大水平和竖直方向上的位移、拉、压应力及剪切应力变化规律；(5)综合考虑水平和竖直方向上的位移、拉、压应力及剪切应力，优化并确定嵌缝料的合理几何尺寸，使嵌缝料更好适应水泥路面接缝宽度伸缩循环变化，且使嵌缝料受力最小化，减少内应力集中，改善水泥路面嵌缝料的受力状态，提高嵌缝料的耐久性。