一种公路跑道水泥混凝土道面板设计应力判定准则制造技术

本发明专利技术公开了一种公路跑道水泥混凝土道面板应力判定准则，首先计算汽车荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δ

【技术实现步骤摘要】
一种公路跑道水泥混凝土道面板设计应力判定准则
本专利技术属于机场跑道建筑
，涉及一种公路跑道水泥混凝土道面板应力判定准则。
技术介绍
过去公路跑道水泥混凝道面设计方法是以军用永备机场道面厚度设计方法为依据，没有考虑汽车和飞机荷载的共同作用，不符合国内公路跑道建好以后长期供汽车使用的特点。为了科学计算道面厚度的荷载作用，将飞机和汽车荷载联合作用效果计算在应力分析之中，使道面疲劳寿命满足汽车和飞机的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种公路跑道水泥混凝土道面板应力判定准则，解决了目前没有高效准确地计算方法计算飞机和汽车共同作用条件下道面应力计算的问题。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行：步骤1：计算汽车荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δpr1；(1)先计算标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力δpsδps＝0.077r0.6h-2式中：σps——标准轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力；r——混凝土板的相对刚度半径；h——混凝土板的厚度；Ec——水泥混凝土的弯拉弹性模量；Et——基层顶面当量回弹模量；(2)荷载疲劳应力计算δpr1δpr1＝krkfkcδpskr——考虑接缝传荷能力的应力折减系数；kf——设计基准期内的荷载疲劳应力系数；Ne——设计基准期内标准轴载累计作用次数；ν——与混合料性质有关的指数；kc——综合系数；步骤2：计算飞机荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δpr2(1)计算飞机在临界荷位处产生的荷载应力δp式中：σp——飞机在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力；q——胎压；Tw—接缝传荷系数；(2)计算飞机产生的疲劳应力δpr2δpr2＝kfδp其中步骤3、荷载临界荷位处产生的温度疲劳应力δtr(1)计算翘曲应力δtm式中：αc——混凝土的线膨胀系数；Tg——最大温度梯度；Bx——综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数；l——板长，即横缝间距；(2)计算温度疲劳应力为δtr＝ktδtmkt——温度疲劳应力系数；步骤4、设计应力满足应力判定准则rr(δpr1+δpr2+δtr)≤fr其中fr---确定混凝土的设计弯拉疲劳强度，通常情况下取5.0MParr---可靠度系数。进一步，所述步骤1中，纵缝为设拉杆的平缝时，kr＝0.87～0.92；纵缝为不设拉杆的平缝或自由边时，kr＝1.0；纵缝为设拉杆的企口缝时，kr＝0.76～0.84；普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土ν＝0.057；碾压混凝土和贫混凝土ν＝0.065；进一步，所述步骤2中Tw＝0.55。进一步，所述步骤3中αc＝1×10-5/℃。进一步，所述步骤4中fr＝5.0MPa。本专利技术提供了一种公路跑道水泥混凝土道面板应力判定准则，能够有效地提高跑道的疲劳寿命。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。选取混凝土板的纵向边缘中部作为产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位，按照以下步骤计算荷载和温度共同作用的疲劳应力。1、计算汽车荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δpr1(1)先计算标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力δpsδps＝0.077r0.6h-2式中：σps——标准轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力(MPa)；r——混凝土板的相对刚度半径(m)；h——混凝土板的厚度(m)；Ec——水泥混凝土的弯拉弹性模量(MPa)；Et——基层顶面当量回弹模量(MPa)；(2)荷载疲劳应力计算δpr1：δpr1＝krkfkcδpskr——考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设拉杆的平缝时，kr＝0.87～0.92；纵缝为不设拉杆的平缝或自由边时，kr＝1.0；纵缝为设拉杆的企口缝时，kr＝0.76～0.84；kf——设计基准期内的荷载疲劳应力系数，Ne——设计基准期内标准轴载累计作用次数；ν——与混合料性质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土，ν＝0.057；碾压混凝土和贫混凝土，ν＝0.065；kc——综合系数，如表1。表1公路等级高速公路一级公路二级公路kc1.301.251.202、飞机荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δpr2计算方法(1)计算飞机在临界荷位处产生的荷载应力δp式中：σp——飞机在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力(MPa)；q——胎压(MPa)；Tw—接缝传荷系数，可选0.55；(2)计算飞机产生的疲劳应力δpr2δpr2＝kfδp其中3、荷载临界荷位处产生的温度疲劳应力δtr计算方法(2)计算翘曲应力δtm式中：αc——混凝土的线膨胀系数(1/℃)，通常可取为1×10-5/℃；Tg——最大温度梯度，可查表3.0.8取用；Bx——综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数；l——板长，即横缝间距(m)。(2)计算温度疲劳应力为δtr＝ktδtmkt——温度疲劳应力系数。4、设计应力满足应力判定准则rr(δpr1+δpr2+δtr)≤fr。其中fr---确定混凝土的设计弯拉疲劳强度，通常情况下取5.0MPa。rr---可靠度系数，可取值如表2。表2本专利技术可以计算汽车和多种飞机共同作用条件下道面板内部的疲劳应力以及温度疲劳应力，主要用于公路跑道道面结构层厚度计算。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施方式而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种公路跑道水泥混凝土道面板应力判定准则，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：计算汽车荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δ

【技术特征摘要】
1.一种公路跑道水泥混凝土道面板应力判定准则，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：计算汽车荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δpr1；(1)先计算标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力δpsδps＝0.077r0.6h-2式中：σps——标准轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力；r——混凝土板的相对刚度半径；h——混凝土板的厚度；Ec——水泥混凝土的弯拉弹性模量；Et——基层顶面当量回弹模量；(2)荷载疲劳应力计算δpr1δpr1＝krkfkcδpskr——考虑接缝传荷能力的应力折减系数；kf——设计基准期内的荷载疲劳应力系数；Ne——设计基准期内标准轴载累计作用次数；ν——与混合料性质有关的指数；kc——综合系数；步骤2：计算飞机荷载临界荷位处产生的荷载疲劳应力δpr2(1)计算飞机在临界荷位处产生的荷载应力δp式中：σp——飞机在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力；q——胎压；Tw—接缝传荷系数；(2)计算飞机产生的疲劳应力δpr2δpr2＝kfδp其中步骤3、荷载临界荷位处产生的温度疲劳应力δtr(1)计算翘曲应力δtm式中：αc——混凝土的线膨胀系数；T...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光元，邵斌，史保华，许巍，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61