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水泥混凝土路面胀缝破坏的温度-荷载耦合分析研究
一、背景
随着城市化进程不断加快，道路交通建设也越来越重要。路面的耐久性和经济性是评判一条道路质量的重要标准。作为道路的主体结构，水泥混凝土路面在使用过程中容易出现胀缝、龟裂等问题，这不仅会使路面的平整度、驾驶舒适度和路面使用寿命受到影响，还会对行车安全造成威胁。
胀缝破坏是水泥混凝土路面中比较常见的问题。在水泥混凝土路面中，由于路面受到温度影响和车辆荷载作用的交织作用，在路面中就会形成一些差异应变，而这些应变在路面被限制时就会产生内应力。当应力超过水泥混凝土的承载能力时，就将导致构件的破坏。目前，通过研究分析温度和荷载的耦合作用，可以有效地防止这些破坏的发生。
二、温度-荷载耦合分析
（1）温度荷载胀缝破坏模型
在水泥混凝土路面的破坏中，温度和荷载是两个重要的因素。温度对于混凝土性质的影响主要表现在两个方面，一方面是由于温度的变化，混凝土内部存在着较大的热膨胀和热收缩，另一方面，由于温度变化的速度比较慢，混凝土又会受到温度膨胀引起的较大应变，这是造成混凝土胀缝和龟裂的主要原因。
荷载会导致路面应力变化，这些应力在路面中就会形成差异应变，当路面被限制时，就会产生内应力。
固定端约束会使混凝土在水平方向上处于受压状态，而在竖直方向上处于膨胀状态。这种受力状态或导致混凝土在横向上发生胀缝，膨胀类似于挤出胀出，不仅在宽方向发生，也需要在厚方向上考虑。同时，由于胀缝的存在，混凝土的内部应力达到一个较大值，致使混凝土破裂。
（2）温度荷载耦合分析模型
为了研究温度荷载的耦合作用对路面的影响，需要建立一个相应的分析模型，并通过模型分析来获取路面应力分布情况，从而得出路面的胀缝破坏情况。
在分析模型中，主要考虑以下三个方面：
1.路面基底的受力分析
路面的基底分为稳定层和压实层两部分，通过对称约束可以保证路面上的应力分布趋向对称。在压实层下面的砂土和基层土壤中也可以考虑砂土在竖直方向上的挤出形变。同时还需要考虑荷载作用下地基孔隙水压强度的影响。
2.路面分层受力分析
路面在受到荷载作用时，由于温度和荷载的耦合作用，将会在路面中形成相应的温度变化，这种变化将会导致路面中出现不同的应力状态，从而产生胀缝和龟裂。
3.路面温度变化分析
为了计算出路面在不同温度下的应力状态，需要对路面温度的变化进行预测。在这个分析中，可以考虑一些温度变化的因素，如气象条件，太阳辐射，路面和土壤的热传导，以及车辆过后的传热作用等。
三、结论
通过温度荷载耦合分析模型，可以有效地研究水泥混凝土路面胀缝破坏问题。通过对模型的分析可以看出，路面的结构，荷载，温度等因素对于胀缝的形成有着重要的影响。因此在实际的施工过程中，应该采取一些防范措施，使得温度和荷载在路面中的分布得到合理的调整和分摊，以减少路面胀缝的破坏。同时，还需要加强对路面材料的研究和应用，提高其承载能力和耐久性，以确保道路的安全、舒适和经济性。