一种新型拱形底面的水泥混凝土路面结构

发布时间：2017-08-20 08:11

  本文关键词：一种新型拱形底面的水泥混凝土路面结构

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【摘要】：提出一种连拱底面的水泥混凝土路面(continuously arched bottom concrete pavement,CABCP)新型结构,该路面结构的水泥混凝土板底部设计成小跨径的连续拱形形状,路面板上表面仍为平面。采用该结构的水泥混凝土路面通过拱形结构将车辆荷载应力沿拱轴线传递,使得拱形路面结构的大部分区域处于受压的工作状态,并极大地减小了路面混凝土受拉应力作用的范围及水平,充分发挥出水泥混凝土自身抗压强度远高于抗拉强度的优势,大幅提高了水泥路面的承载能力及耐久性能;建立了拱形底面水泥混凝土路面ABAQUS数值模型,分析了车辆荷载、板底拱圈参数及拱脚锚固对路面结构工作状态的影响。研究结果表明:拱形底面水泥混凝土路面的受荷状态不同于传统水泥路面,路面板大部分区域处于受压状态;拉应力大幅减小,远低于传统水泥路面的拉应力水平,且主要集中于拱圈底面中部,拱形板底结构使得路面板工作状况大为改善;控制拱圈矢跨比、跨径、拱厚等参数可降低路面拉应力,减少重载、超重载引起的路面开裂等病害;推荐了路面板底拱圈矢跨比、拱顶厚度、拱高等参数;拱脚植入竖向锚固钢筋大幅降低了路面板拉应力水平及拱脚水平位移,锚固钢筋周围混凝土应力水平较低,普遍低于2.0 MPa。
【作者单位】： 长安大学公路学院;中国中铁二院工程集团有限责任公司;
【关键词】： 道路工程 拱形底面水泥路面 数值模拟 荷载拉应力 钢筋锚固
【基金】：中央高校基本科研业费专项资金项目(CHD2011JC087) 陕西省交通运输厅科研项目(14-09K)
【分类号】：U416.216
【正文快照】： 0引言水泥混凝土路面承载力高、耐久性好、施工过程排放污染小、车辆行驶能耗低,加之中国水泥工业产能巨大、价格低廉,今后仍是中国公路路面的主要结构。普通水泥混凝土材料属于准脆性材料,其抗压强度很高,但抗拉强度很低,如路面水泥混凝土材料抗折强度一般在5.0~5.5MPa,在车

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