大间距接缝配筋水泥混凝土路面技术
发布时间：2020-12-28 19:25
针对连续配筋混凝土路面(CRCP)易发生冲断破坏的不足,提出了大间距接缝配筋混凝土路面(RCPS)的结构形式,既通过配筋保留了CRCP承载力好的优点,也利用大间距接缝部分释放干缩应力和温缩应力,以实现超重轴载和环境荷载作用下混凝土路面不开裂的目标。本文首先利用ANSYS软件探究了隔离层参数和面层参数对路面结构性能的影响,接着基于室内模型试验确定了隔离层形式,最后依托实体工程验证了RCPS路面结构的合理性。结果表明:降低面层与基层之间的摩擦系数与粘结强度是实施RCPS的关键; PET膜光滑致密的表面可以有效阻止水泥浆渗入基层且成本低廉;试验路出现的最大拉应力仍小于路面的抗拉强度,并且CRCP特有的横向裂缝也未在试验路段出现。
【文章来源】：土木工程与管理学报. 2020年05期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
大间距接缝配筋水泥混凝土路面结构示意
图2显示了本文提出的RCPS路面结构不产生横向开裂的原理。当温度下降时，面层收缩，隔离层的约束会使内部产生纵向温度应力σthermal，也就是说σthermal完全由面层与隔离层之间的摩擦力提供。图中:σthermal为路面的温度应力，σthermal=F/S0=μgρcl0/2≤[ft]，其中，F为面层的摩擦力(按式(1)计算)，S0为面层的横断面面积，ρc为密度，μ为摩擦系数(与摩擦截面性质相关的常数)，l0为面层长度，[ft]为路面抗拉强度设计值。
本节对路面的经典工况进行分析以找出用于敏感性分析的关键指标。本模型中，温缩系数为1×10-5，降温幅度为20℃，干缩系数为2×10-4，但由于ANSYS中无法直接设置干缩变形，故等效为温差作用在结构上[15]。隔离层参数上，摩擦系数设置为0.5，粘结强度设置为0.1 MPa;面层参数上，面层长度设置为60 m，厚度设置为0.22 m。其他参数与表1相同。图4a为纵向应力分布云图，可以看出，应力沿纵向由端部向中部逐渐增大，最大拉应力出现在路面中部，为6.76 MPa;端部应力为压应力，值为0.053 MPa，远小于中部处的应力。横向应力分布如图4b所示，应力呈对称分布，且越靠近中心应力越大。纵向位移分布如图4c所示，趋势正好与应力方向相反，最大位移出现在端头，为6.7mm;路面中段由于完全约束，位移很小。横向位移由于变形均极小故未在文中展出。因此，跨中应力和端部位移最能反映路面结构性能，故将作为后续参数分析的控制指标。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS的双层配筋CRCP温度翘曲应力数值分析[J]. 占逸,吴瑞麟,陈旭,蒋德鑫,胡文武. 土木工程与管理学报. 2019(03)
[2]2013年我国热塑性工程塑料研究进展[J]. 代芳,吕召胜,赵志鸿,王金立. 工程塑料应用. 2014(03)
[3]连续配筋混凝土路面裂缝间距的主动控制[J]. 王衍辉,张洪亮,徐士翠. 公路交通科技. 2012(09)
[4]连续配筋混凝土路面裂缝渗水试验[J]. 罗翥,刘英. 公路交通科技. 2012(03)
[5]连续配筋混凝土路面早期力学响应现场测试与分析[J]. 左志武,张洪亮,王衍辉. 中国公路学报. 2010(03)
[6]连续配筋混凝土路面性能参数影响的试验[J]. 左志武,张洪亮,陈江. 长安大学学报(自然科学版). 2010(01)
[7]蜡制养护剂的隔离机理与效果研究[J]. 姚佳良,袁剑波,张起森,吴羡,晁德志. 中国公路学报. 2009(06)
[8]水泥路面蜡制隔离层与稀浆封层隔离层的试验研究[J]. 姚佳良,袁剑波,张起森. 土木工程学报. 2009(10)
[9]蜡制养护剂作水泥混凝土路面隔离层时施工控制研究[J]. 张起森,姚佳良,袁剑波. 公路. 2008(07)
[10]水泥混凝土面层与贫混凝土基层界面特性研究[J]. 张红波,周志刚,陈祥,尹华杰,张清平. 长沙交通学院学报. 2005(04)
博士论文
[1]路面层间破坏分析与设置隔离层的水泥混凝土路面新结构研究[D]. 易志坚.重庆大学 2011
硕士论文
[1]双层连续配筋水泥混凝土路面水平裂缝产生机理研究[D]. 李和林.华中科技大学 2019
[2]寒冷地区连续配筋水泥混凝土路面裂缝分析[D]. 魏志刚.吉林大学 2006
本文编号：2944277
【文章来源】：土木工程与管理学报. 2020年05期 北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
大间距接缝配筋水泥混凝土路面结构示意
图2显示了本文提出的RCPS路面结构不产生横向开裂的原理。当温度下降时，面层收缩，隔离层的约束会使内部产生纵向温度应力σthermal，也就是说σthermal完全由面层与隔离层之间的摩擦力提供。图中:σthermal为路面的温度应力，σthermal=F/S0=μgρcl0/2≤[ft]，其中，F为面层的摩擦力(按式(1)计算)，S0为面层的横断面面积，ρc为密度，μ为摩擦系数(与摩擦截面性质相关的常数)，l0为面层长度，[ft]为路面抗拉强度设计值。
本节对路面的经典工况进行分析以找出用于敏感性分析的关键指标。本模型中，温缩系数为1×10-5，降温幅度为20℃，干缩系数为2×10-4，但由于ANSYS中无法直接设置干缩变形，故等效为温差作用在结构上[15]。隔离层参数上，摩擦系数设置为0.5，粘结强度设置为0.1 MPa;面层参数上，面层长度设置为60 m，厚度设置为0.22 m。其他参数与表1相同。图4a为纵向应力分布云图，可以看出，应力沿纵向由端部向中部逐渐增大，最大拉应力出现在路面中部，为6.76 MPa;端部应力为压应力，值为0.053 MPa，远小于中部处的应力。横向应力分布如图4b所示，应力呈对称分布，且越靠近中心应力越大。纵向位移分布如图4c所示，趋势正好与应力方向相反，最大位移出现在端头，为6.7mm;路面中段由于完全约束，位移很小。横向位移由于变形均极小故未在文中展出。因此，跨中应力和端部位移最能反映路面结构性能，故将作为后续参数分析的控制指标。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS的双层配筋CRCP温度翘曲应力数值分析[J]. 占逸,吴瑞麟,陈旭,蒋德鑫,胡文武. 土木工程与管理学报. 2019(03)
[2]2013年我国热塑性工程塑料研究进展[J]. 代芳,吕召胜,赵志鸿,王金立. 工程塑料应用. 2014(03)
[3]连续配筋混凝土路面裂缝间距的主动控制[J]. 王衍辉,张洪亮,徐士翠. 公路交通科技. 2012(09)
[4]连续配筋混凝土路面裂缝渗水试验[J]. 罗翥,刘英. 公路交通科技. 2012(03)
[5]连续配筋混凝土路面早期力学响应现场测试与分析[J]. 左志武,张洪亮,王衍辉. 中国公路学报. 2010(03)
[6]连续配筋混凝土路面性能参数影响的试验[J]. 左志武,张洪亮,陈江. 长安大学学报(自然科学版). 2010(01)
[7]蜡制养护剂的隔离机理与效果研究[J]. 姚佳良,袁剑波,张起森,吴羡,晁德志. 中国公路学报. 2009(06)
[8]水泥路面蜡制隔离层与稀浆封层隔离层的试验研究[J]. 姚佳良,袁剑波,张起森. 土木工程学报. 2009(10)
[9]蜡制养护剂作水泥混凝土路面隔离层时施工控制研究[J]. 张起森,姚佳良,袁剑波. 公路. 2008(07)
[10]水泥混凝土面层与贫混凝土基层界面特性研究[J]. 张红波,周志刚,陈祥,尹华杰,张清平. 长沙交通学院学报. 2005(04)
博士论文
[1]路面层间破坏分析与设置隔离层的水泥混凝土路面新结构研究[D]. 易志坚.重庆大学 2011
硕士论文
[1]双层连续配筋水泥混凝土路面水平裂缝产生机理研究[D]. 李和林.华中科技大学 2019
[2]寒冷地区连续配筋水泥混凝土路面裂缝分析[D]. 魏志刚.吉林大学 2006
本文编号：2944277
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