建立新的接縫式混凝土鋪面應力分析及厚度設 計方法

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Title:	建立新的接縫式混凝土鋪面應力分析及厚度設計方法
Other Titles:	Development of New Stress Analysis and Thickness Design Procedures for Jointed Concrete Pavements
Authors:	李英豪
Contributors:	淡江大學土木工程研究所
Keywords:	混凝土鋪面;應力分析;臨界撓曲應力;輪載重;溫度翹曲;有限元素分析;因次分析;預估模式;統計迴歸分析;Concrete pavements;Stress analysis;Critical stress;Wheel loading;Thermalcurling;Finite element analysis;Dimensional analysis;Prediction model;Statistical regression analysis
Date:	1995
Issue Date:	2009-03-16 14:46:52 (UTC+8)
Abstract:	本研究計畫擬對影響混凝土(剛性)鋪面厚度設計之主要因素,如載重型態中之軸重分配、單軸、雙軸、三軸、多重輪胎之間距和輪胎承受之荷重與壓力、線性溫差產生之溫度翹曲、外車道加寬與混凝土路肩等,從事詳盡且深入的研究.厚度設計之考量乃在避免如橫向、縱向及角隅裂縫等混凝土鋪面之主要破壞型態. 因此,本計畫首先必需對混凝土鋪面在受到上述載重型態下可能產生最大之內部、邊界及角隅撓曲應力,做通盤性的探討.以期能對長久以來國內、外剛性鋪面設計人員所喜用之波特蘭水泥協會(PCA)與美國聯邦飛航總署(FAA)等設計方法,提出具體性的修正建議.本計畫擬採用美國伊利諾大學香檳校區所發展出之有限元素法程式(ILLI-SLAB),運用因次分析並配合實驗設計之原理,慎選所欲預先執行之不同鋪面組合,並進而建立混凝土鋪面版之應力修正曲線,以使工程及研究人員對該應力之產生有更深入之瞭解 .而使用該有限元素法程式計算求得之臨界撓曲應力,亦將與國內剛性路面試驗路段現有之監測及相關研究資料作比較,以更有效地驗證該程式對此應力預估之可靠性.本計畫並將配合最新之統計迴歸方法,建立各臨界該應力之預估模式,以便利各應力之快速計算.本計畫亦擬建立一非常容易使用的個人電腦程式,以將各階段之研究成果彙整並自動化,並依此臨界撓曲應力分析為基礎,配合Miner's累加疲勞破壞假設(Cumulated fatigue damage hypothesis)與現有混凝土樑之疲勞試驗結果,擴展成一個以力學為基礎的新接縫式混凝土鋪面厚度設計方法.該電腦程式不僅可以瞬間地完成混凝土鋪面各臨界應力之快速計算,更可藉此從事各種不同剛性鋪面結構之分析與設計.以期將所得之研究成果應用在更多實際的鋪面問題上,並進而促進國內學術界與工程界之交流.
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