大间距接缝配筋混凝土路面技术研究

发布时间：2020-04-07 16:18

【摘要】：连续配筋混凝土路面是一种带裂缝的路面结构,进行配筋设计时控制了裂缝宽度的大小,因此理论上路面使用性能并不会受到雨水的影响,不需要采取防水措施。然而实际应用结果显示,即使严格依据规范要求进行配筋设计,连续配筋混凝土路面的水损现象仍频繁发生,严重破坏路面结构。而当两条间距过小的横向裂缝之间出现水损现象时,就会发生连续配筋混凝土路面最主要的病害形式,即冲断破坏。基于这种现状,本论文提出了一种大间距接缝配筋混凝土路面理念(大约40~60 m一条切缝):一方面,通过配筋保留了连续配筋水泥混凝土路面承载力好的优点;另一方面,大间距接缝的设置克服了连续配筋水泥混凝土路面干缩应力和温度应力无法释放从而导致路面开裂,进而引起冲断破坏,以及次生灾害水损害等问题。本文依托武汉市武惠堤南路道路改造工程,采用三维有限元法建立了大间距接缝配筋混凝土路面温度应力分析的有限元模型,分析研究不同粘结强度、摩擦系数、面板长度、降温幅度、面板厚度等结构参数对大间距接缝配筋混凝土路面温度应力和端部最大位移的影响。结合有限元分析结果,提出了大间距接缝配筋混凝土路面的设计方法,包括厚度设计方法和配筋设计方法。在此基础上,进行了大间距接缝配筋混凝土路面的结构设计,通过室内试验研究确定所选隔离层的综合摩擦系数、滑动摩擦系数、层间粘结应力等材料参数,并依托项目实体工程完成了试验路的修建,总结了大间距接缝配筋混凝土路面施工的技术要点。最后,对试验路进行了观测,测量结果表明试验路面满足设计要求,有效证明大间距接缝配筋混凝土路面结构和设计方法的合理性。
【图文】：

配筋设计,概念图,裂缝间距,预切

图 2-1 CRCP 配筋设计概念图为了预防不合理裂缝形式的出现，实际工程中往往需要对裂缝进行主动控是对连续配筋混凝土路面板进行预切缝。国外高速公路连续配筋混凝土路缝主动控制的间距一般为 0.5~1.5 m[30]，国内烟威高速公路预切缝间m[31][32]，粤赣高速公路预切缝间距为 5 m[33][34]。连续配筋混凝土路面主动控主要还是根据工程经验确定，不同地区的不同项目主控控制的裂缝间距差如果主动控制的裂缝间距过大，两条预切缝之间可能产生新的横向裂缝，宽度也许会过大导致面板冲断破坏的发生[35]。如果主动控制的裂缝间距太荷载的反复作用将导致面板所受横向拉应力增加，也容易产生结构性破坏动控制裂缝间距的基本设计要求，一是裂缝不会产生二次开裂，二是裂缝过大，三是不会因为裂缝间距过小而产生冲断现象。学者们还开展了大量的试验路研究。2009 年 1 月至 2 月，对山西省道孙吴

云图,有限元模型,路面板

图 3-1 有限元模型图.3. 有限元算例分析在大量实验数据中，本节选取最具有代表性的算例结果进行进一步的分析。算例采用参数：钢筋混凝土面板长度 60 m，板厚 0.22 m，，取降温幅度 40 ℃缩系数=-42 1 0 /降温幅度，温缩系数-51 10，热膨胀系数=干缩系数+温缩系数离层粘结强度 0.003MPa，摩擦系数取 0.42，计算面层最大温度应力和端部纵向两个力学指标。边界条件：底面约束竖向自由度，侧面约束横向自由度，截面约束纵向自由度有约束，均施加于垫层上。路面板沿板长度方向的温度应力云图见下图 3-2，路面板沿板宽度方向的温度云图见下图 3-3，路面板位移云图见下图 3-4。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.2

【参考文献】