板底脱空对水泥混凝土路面接缝传荷及疲劳开裂损伤的影响

发布时间：2018-01-29 06:52

本文关键词： 有限单元法板底脱空传力杆参数传荷系数脱空高度疲劳开裂损伤分析脱空判识　出处：《西南交通大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：板底脱空是水泥混凝土路面最主要的病害之一,在目前我国使用中的水泥混凝土路面普遍存在,它对路面使用性能及其寿命的影响十分严重,因此针对板底脱空的研究是十分有必要的。为及时制定更加合理有效的路面维护方案以延长路面使用寿命,同时为路面改建及加铺提供重要理论依据,仅仅知道脱空发生的位置及尺寸是远远不够的,因此,在掌握不同路面板底脱空评定方法之后有必要进一步深入研究。本文基于路面力学专业有限元软件KENSLABS围绕板底脱空与水泥混凝土路面疲劳损伤的关系,板底脱空对接缝传荷的影响两个主题进行了以下研究工作：(1)建立了板底横缝接缝处存在脱空的水泥混凝土路面双块板设置传力杆的数值模型。在考虑板重和温度翘曲的情况下,阐述了两种脱空形态下脱空高度(即初始间隙)的改变对轮载传荷能力的影响,对比研究了在两种脱空形态与板底无脱空时传力杆直径、间距、松动量以及支承模量等参数对传荷能力的影响权重,分析了传力杆非均匀布设对传荷系统的优化。结果表明,接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空时,传荷系数随着脱空高度分别呈递增、递减规律,但传荷系数趋于稳定时,接缝两侧均脱空时,板块最大挠度的绝对值更大；不同脱空形态下,传力杆各项参数均与传荷系数呈线性相关关系,传力杆松动量对传荷系数的影响最为显著；不同脱空形态下,传力杆非均匀布设能提高传荷系数,同时减小传力杆承受的最大剪力。板底脱空传荷能力评价宜同时考虑传荷系数和各板块最大挠度值的绝对值,传力杆非均匀布设对传荷系统的优化宜以传荷系数和传力杆所受剪力同时评价。(2)建立了板底整体错台式脱空水泥混凝土路面轮载损伤的数值模型,阐述了脱空高度与脱空面积的改变对设计寿命的影响,研究单轴轴载、每天重复作用次数、面板厚度与混凝土抗弯拉强度等参数对水泥混凝土路面设计寿命的影响,并借助双因素方差分析方法,明确了各因素的影响权重。结果表明,脱空面积较小时,随着脱空高度递增,路面设计寿命衰减更早达到相对稳定,其破坏程度相对较小,脱空高度对面板设计寿命的改变敏感程度强于脱空面积。单轴轴载、每天重复作用次数、面板厚度及抗弯拉强度等均与面板设计寿命的对数呈线性相关关系,单轴轴重相对于每天重复作用次数、面板混凝土抗弯拉强度相比板厚对板底脱空水泥混凝土路面轮载设计寿命的影响更加显著。为板底脱空水泥混凝土路面的维修养护、设计优化等提供了一定理论依据。(3)广泛参考国内外研究文献,就脱空判识方面,总结介绍了基于弯沉类指标判识,利用实测弯沉与理论弯沉比较的多种水泥混凝土路面板底脱空判识方法,比较分析了各方法的适用性和局限性；就脱空防治方面,从原理、工艺等方面介绍了两种脱空处治手段,同时总结前人经验,结合本文成果,整理了一套行之有效的板底脱空预防措施。
[Abstract]:In order to prolong the service life of cement concrete pavement , it is necessary to set up more reasonable and effective pavement maintenance schemes to prolong the service life of the pavement . ( 2 ) The influence of the parameters on the design life of cement concrete pavement is analyzed by means of two - factor variance analysis method .

【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U416.216

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