层状路基路面体系温度应力和变形问题的位移函数解法

为探究温度荷载作用下层状路面体系温度应力和变形发展规律,基于热弹性理论和Mc Namee-Gibson位移函数,建立求解该问题的位移函数解法。基于平面应变热弹性问题的控制方程,引入位移函数并结合Laplace-Fourier变换,建立单层介质表面和任意深度处广义位移与广义应力间的关系式;结合相邻层间接触条件及层状体系的边界条件,得到层状路面体系温度应力和变形问题的解答。算例表明:所给出的方法求解层状路基路面体系温度应力和变形问题具有较好的适用性和较高的精度;温度在路面结构中的传递是一个衰减过程,由于热传导的时间效应,温度施加较短时间内主要影响区域为面层和基层,影响深度随着时间的推移逐渐扩大但强度减弱;路面体系热膨胀量随着深度的增大而减小;面层热膨胀量较大,易引起较大的温度应力而导致路面开裂,因此在路面结构设计时应加强面层间的黏结以保证路面结构的工作性能。