《路面结构设计方案原理》作业 .docx

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1、精品名师归纳总结1、背景路面结构课程设计谭诗亮 202121007638可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基于KENLAYER 运算机程序的路面结构设计。2、输入数据KENLAYER 程序中菜单栏的目录项依次输入以下数据。GeneralMATL=1 ，NDAMA=0 ，NPY=1，NLG=1 ，DEL=0.001，NL=3 ，NZ= 3，ICL=80 ， NSTD=9,NBOND=1 ，NLBT=1 ，NLTC=1，NUNIT=1Zcoord ZC1=1， ZC2=9.9， ZC3=15.1LayerTH1=10，TH2=15，PR1=0.35，PR2=0.35，PR3=0.45

2、 Moduli E1=700000，E2=300000， E3=20000，LoadLOAD=1 ，CR=10，CP=700，YW=30 ， XW=0 ，NP OR NPT=2XPT1=0, YPT1=-10, XPY2=0, YTP2=15基于上述基数，变换 base厚度，同时设两个时期， E：60 ，E：-10输出结果如下：以h15.1为例，表示 h=15时， 60下的结果输出，如下：INPUT FILE NAME -C:KENPAVEh15.1.DAT NUMBER OF PROBLEMS TO BE SOLVED = 1 TITLE -h152MATL = 1 FOR LINEAR E

3、LASTIC LAYERED SYSTEMNDAMA = 0, SO DAMAGE ANALYSIS WILL NOT BE PERFORMED NUMBER OF PERIODS PER YEAR NPY = 1NUMBER OF LOAD GROUPS NLG = 1 TOLERANCE FOR INTEGRATION DEL - = .001 NUMBER OF LAYERS NL- = 3 NUMBER OF Z COORDINATES NZ- = 3 LIMIT OF INTEGRATION CYCLES ICL- = 80 COMPUTING CODE NSTD- = 9SYSTE

4、M OF UNITS NUNIT-= 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Length and displacement in cm, stress and modulus in kPa unit weight in kN/m3, and temperature in C THICKNESSES OF LAYERS TH ARE : 10 15 POISSONS RATIOS OF LAYERS PR ARE : .35 .35 .45VERTICAL COORDINATES OF POINTS ZC ARE: 1 9.9 25.1ALL INTERFACES ARE FULLY

5、 BONDEDFOR PERIOD NO. 1 LAYER NO. AND MODULUS ARE :1 7.000E+052 3.000E+05 3 2.000E+04LOAD GROUP NO. 1 HAS 2 CONTACT AREAS CONTACT RADIUS CR- = 10CONTACT PRESSURE CP- = 700NO. OF POINTS AT WHICH RESULTS ARE DESIRED NPT- = 2 WHEEL SPACING ALONG X-AXIS XW- = 0WHEEL SPACING ALONG Y-AXIS YW- = 30RESPONSE

6、 PT. NO. AND XPT, YPT ARE: 10.000 -10.000 20.000 15.000 PERIOD NO. 1LOAD GROUP NO. 1POINTVERTICALVERTICALVERTICALMAJORMINORINTERMEDIATE DISPL.PRINCIPALPRINCIPALPRINCIPALNO.COORDINATE HORIZONTALSTRESSSTRESSSTRESSSTRESSP. STRAIN STRAINSTRAINSTRAINSTRAIN11.000000.16026337.592701.439169.481662.6741STRAI

7、N9.900002.618E-04 -1.157E-045.860E-04 -4.399E-045.112E-040.15909176.331274.446-144.993-111.1601STRAIN25.10000-2.888E-043.309E-045.201E-04 -2.888E-04 -2.235E-040.1505638.84042.5937.3768.964STRAIN-7.912E-041.490E-031.762E-03 -7.912E-04 -6.761E-04221.00000 STRAIN 9.900000.175621.334608.6221.333410.9862

8、.821E-04 -5.079E-046.633E-04 -5.079E-042.821E-040.17711137.955137.955-146.987132.7672STRAIN25.10000-3.453E-042.042E-042.042E-04 -3.453E-041.942E-040.1673648.68948.6898.05813.392STRAIN-9.939E-041.952E-031.952E-03 -9.939E-04 -6.072E-04POINTVERTICALNORMAL XNORMAL YSHEAR XYSHEAR YZSHEAR XZ STRESSSTRESSS

9、TRESSSTRESSSTRESSNO.COORDINATE STRAINSTRAINSTRAINSTRAINSTRAIN11.000006.627E+025.333E+020.000E+00 -2.473E+020.000E+00 STRAIN5.112E-042.618E-040.000E+00 -9.539E-040.000E+00可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结19.90000-1.450E+02-1.304E+010.000E+00-1.679E+020.000E+00STRAIN-2.888E-04-3.430E-050.000E+00-6.478E-040.000

10、E+00125.100007.376E+001.272E+010.000E+00-1.059E+010.000E+00STRAIN-7.912E-04-4.040E-040.000E+00-1.535E-030.000E+0021.000006.086E+024.110E+020.000E+000.000E+000.000E+00STRAIN6.633E-042.821E-040.000E+000.000E+000.000E+0029.90000-1.470E+021.328E+020.000E+000.000E+000.000E+00STRAIN-3.453E-041.942E-040.00

11、0E+000.000E+000.000E+00225.100008.058E+001.339E+010.000E+000.000E+000.000E+00STRAIN-9.939E-04-6.072E-040.000E+000.000E+000.000E+00从上述输出结果可以看出，在E=700MPa的情形下， A 点压应变 VERTICAL STRAIN=1.952E-03， B 点拉应力 NORMAL X STRESS=-1.470E+，02C 点剪应力 SHEAR YZ STRESS=-2.473E+0。2 = 1NUMBER OF LOAD GROUPS NLG = 1 TOLERAN

12、CE FOR INTEGRATION DEL - = .001 NUMBER OF LAYERS NL- = 3 NUMBER OF Z COORDINATES NZ- = 3 LIMIT OF INTEGRATION CYCLES ICL- = 80 COMPUTING CODE NSTD- = 9SYSTEM OF UNITS NUNIT-= 1Length and displacement in cm, stress and modulus in kPa unit weight in kN/m3, and temperature in C THICKNESSES OF LAYERS TH

13、 ARE : 10 15 POISSONS RATIOS OF LAYERS PR ARE : .35 .35 .45VERTICAL COORDINATES OF POINTS ZC ARE: 1 9.9 25.1ALL INTERFACES ARE FULLY BONDEDFOR PERIOD NO. 1 LAYER NO. AND MODULUS ARE :1 1.000E+072 3.000E+05 3 2.000E+04LOAD GROUP NO. 1 HAS 2 CONTACT AREAS CONTACT RADIUS CR- = 10CONTACT PRESSURE CP- =

14、700可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结NO. OF POINTS AT WHICH RESULTS ARE DESIRED NPT- = 2 WHEEL SPACING ALONG X-AXIS XW- = 0WHEEL SPACING ALONG Y-AXIS YW- = 30RESPONSE PT. NO. AND XPT, YPT ARE: 10.000 -10.000 20.000 15.000 PERIOD NO. 1LOAD GROUP NO. 1POINTVERTICALVERTICALVERTICALMAJORMINORINTERMEDIATE DISPL.PR

15、INCIPALPRINCIPALPRINCIPALNO.COORDINATE HORIZONTALSTRESSSTRESSSTRESSSTRESSP. STRAIN STRAINSTRAINSTRAINSTRAIN11.000000.11582333.6762049.151253.6641673.2411STRAIN9.900007.592E-05 -9.412E-051.375E-04 -1.049E-048.673E-050.1156661.81664.931-2131.948-1496.364STRAIN-1.631E-041.331E-041.335E-04 -1.631E-04 -7

16、.729E-05125.100000.1111820.78021.9654.7965.408STRAIN-3.761E-047.828E-048.686E-04 -3.761E-04 -3.317E-0421.000000.12383-0.7732324.611-0.7731785.773STRAIN9.724E-05 -1.439E-041.700E-04 -1.439E-049.724E-0529.900000.1237870.72070.720-2563.319-1706.254STRAIN-1.991E-041.565E-041.565E-04 -1.991E-04 -8.338E-0

17、5225.10000STRAIN0.1182524.45024.4505.0256.256-4.396E-049.687E-049.687E-04 -4.396E-04 -3.504E-04POINTVERTICALNORMAL XNORMAL YSHEAR XYSHEAR YZSHEAR XZ STRESSSTRESSSTRESSSTRESSSTRESSNO.COORDINATE STRAINSTRAINSTRAINSTRAINSTRAIN11.000002.049E+031.593E+030.000E+00-3.274E+020.000E+00STRAIN1.375E-047.592E-0

18、50.000E+00-8.839E-050.000E+0019.90000-2.132E+03-1.493E+030.000E+00-6.967E+010.000E+00STRAIN-1.631E-04-7.687E-050.000E+00-1.881E-050.000E+00125.100004.796E+006.593E+000.000E+00-4.267E+000.000E+00STRAIN-3.761E-04-2.458E-040.000E+00-6.187E-040.000E+0021.000002.325E+031.786E+030.000E+000.000E+000.000E+0

19、0STRAIN1.700E-049.724E-050.000E+000.000E+000.000E+0029.90000-2.563E+03-1.706E+030.000E+000.000E+000.000E+00STRAIN-1.991E-04-8.338E-050.000E+000.000E+000.000E+00225.100005.025E+006.256E+000.000E+000.000E+000.000E+00STRAIN-4.396E-04-3.504E-040.000E+000.000E+000.000E+00可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结从上述输出结果可以

20、看出，在E=700MPa的情形下， A 点压应变 VERTICAL STRAIN=9.687E-04， B 点拉应力 NORMAL X STRESS=-2.563E+，03C 点剪应力 SHEAR YZ STRESS=-3.274E+0。2 B 点拉应力 NORMAL XSTRESSC 点剪应力 SHEAR YZSTRESS分析全部输出结果，并且列出各种基层厚度在不同模量情形下A、B、C点的应力应变情形，列表如下：E=700MPaE=10000MPaE=700MPaE=10000MPaE=700MPaE=10000MPah=151.952E-039.687E-04-1.470E+02-2.56

21、3E+03-2.473E+02-3.274E+02h=201.564E-038.604E-04-8.183E+01-2.260E+03-2.431E+02-3.213E+02h=251.274E-037.539E-04-5.312E+01-2.037E+03-2.406E+02-3.168E+02h=301.052E-036.585E-04-4.103E+01-1.874E+03-2.390E+02-3.136E+02h=358.809E-045.762E-04-3.690E+01-1.755E+03-2.379E+02-3.113E+02h=407.463E-045.061E-04-3.66

22、4E+01-1.667E+03-2.372E+02-3.096E+02h=456.391E-044.466E-04-3.826E+01-1.602E+03-2.367E+02-3.083E+02考察上述数据，找出在两种不同模量情形下满意 c0.5mpa， b1.5 mpa ，a9.7mic 的厚度。从上表可以看出，从 h=35起， A 点压应变满意要求， C点剪应力也满意要求， B 点拉应力在 E=700MPa时也满意要求，仅仅B 点拉应力在 E=10000MPa时不满意要求，且基层厚度达到最大h=45 时 B 点拉应力在E=10000MPa时也不满意要求。因此需要转变面层厚度。可编辑资料 -

23、 - - 欢迎下载精品名师归纳总结B、沥青面层和半刚性基层底面拉应力验算指标是用于防止结构层的不合理组合或材料的不合理选用，引起相对薄弱环节处显现某种类型的破坏，所以设置了相应的单项掌握指标。但是在层间接触为连续的情形下，沥青面层底面的应力虽处于受压状态，在层间接触为滑动的情形下，沥青面层底面的应力虽处于受拉状态，但沥青面层的疲惫寿命仍大于半刚性基层，因而，沥青面层底面拉应力验算指标在设计中不会起掌握作用。我国沥青路面设计体系采纳的是力学-体会法，其路面模型借鉴于 SHEL的理论设计法，把路面作为一种多层弹性体系。设计弯沉是表征路面整体刚度大小的指标，是路面厚度设计的主要依据，层底拉应力作为验

24、算指标。更换设计参数，重新输入设计数据，即可输出数据。基层厚度 B 点拉应力 NORMAL XSTRESSC 点剪应力 SHEAR YZSTRESS下面列出在基层厚度 h=35，面层厚度 h0=12。基层厚度 h=35，面层厚度h0=13。基层厚度 h=40，面层厚度 h0=12 三种情形下 A、B、C 点的应力应变情形。分析争论是否满意要求。8.110E-044.879E-04-7.563E+01-1.585E+03-2.330E+02-2.835E+02h=35h0=137.787E-044.500E-04-8.895E+01-1.500E+03-2.311E+02-2.738E+02h=

25、40h0=126.909E-044.346E-04-7.225E+01-1.508E+03-2.324E+02-2.823E+02考察上述数据，找出在两种不同模量情形下满意c0.5mpa ，b1.5mpa ，a9.7mic 的厚度。从上表可以看出，从 h=35，h0=13时， A 点压应变、 C点剪应力、 B点拉应力均满意要求，解决了上述“ B 点拉应力在 E=10000MPa时不满意要求”的问题。C、基于B的挑选，沥青面层底面拉应力验算指标在设计总不会起掌握作用，故 满意要求即可，结构厚度越小越经济。即可以取面层厚度h0=13cm，h=35cm。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

26、结D、车辙是高级沥青路面的主要破坏形式，由于这类路面的使用寿命较长，即使每一次行车荷载作用产生的残余变形量很小，而多次重复作用累积起来的残余变形总和也会很大，足以影响车辆的正常行驶。路面的车辙同荷载应力大小，重复作用的次数依据结构层和土基的性质有关。有代表的掌握车辙深度的指标有两个：一种是路面各结构报告土基的残余变形总和，另一种是路基表面的垂直变形。对于前一种，可表示为LreLre , Lre为路面运算总残余变形， Lre 为容许总残余变形，路基表面的垂直应变标准可表示为E0E0,其中E0为路基表面的垂直应变，E0 为路基表面的容许垂直应变。疲惫开裂是由于沥青结构层受车轮荷载的反复弯曲作用，使结构层底面产生的拉应变或拉应力值超过材料的疲惫强度。底面便开裂，并逐步向表面进展，以疲惫开裂作为设计标准时，用结构层底面产生的拉应变或拉应力值不超过相应的容许值掌握设计，即rR 或者r R，其中 r， r分别为按弹性层状体系理论运算的结构层底面的最大拉应变和拉应力。R， R分别为有疲惫方程确定的该结构层容许拉应变和容许拉应力。5、结论h=35，面层厚度 h0=13时，满意上述要求。可编辑资料 - - - 欢迎下载