**篇 路面工程
多层路面简化计算的新方法
张起森唐雪生
(湖南交通科学研究所长沙410015)
摘要:本文提出了一个多层弹性体系路面位移和应力的简化计算方法,这个方法在进行层次当量换算时,考虑了荷载随深度的扩散影响;为了路面结构设计的需要,在计算厚度时引进了一个结构系数。如此,使得简化法的计算结果与多层体系**解十分接近。
这个方法与国内现有的等效法比较,在一定范围内具有精度较高、适用范围较广的优点;与国外类似方法比较(如修正Odemack法),具有概念清楚、计算简便、容易掌握的优点。
1 前言
多层路面的简化计算方法一直是公路和城市部门所关注并讨论了多年的问题。目前,虽然有计算机程序,原则上能计算任意层路面结构中的应力和应变(弹性层状理论**解及有限元法),但对于实际工作,简化方法仍有一定的适用意义。
本文的方法有如下特点:(1)考虑了路面结构传布荷载的特性,参照层状性系数值解的结果并结合我们进行的多层路面有限元计算,比较**地建立了荷载扩散系数K与相邻层模量比之间的关系。利用扩散系数K可以计算路面各层界面上的荷载扩大面直径d;(2)由于考虑了荷载圆面积沿深度的扩大,因此在计算应力和位移时,其精度比其他近似方法有所提高;(3)用简化方法计算厚度时,考虑到多层与双层路面结构工作特性的差异,引进了结构系数卢,由此可使简化法计算所得厚度与**解十分接近。
2 简化法的计算原理与步骤
多层路面简化新法的原理是,根据路面结构传布荷载的特性,确定各层界面上的荷载扩大的直径,利用“等变形”或“等应力”的原则,通过当量变换,把多层体系逐步化为较简单的双层体系或三层体系,*后应用双层体系或三层体系的图表确定多层体系相应点的应力或位移。如果已知计算点的应力或位移,也可利用这个方法确定多层路面某一层的要求厚度。由于整个计算工作需双层或三层体系的图表,因此使得多层路面复杂的应力应变计算(这些计算只有靠大型计算机才能完成)得到简化。
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