在役连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷能力评价新方法

通过建立带横向裂缝的连接配筋混凝路面(CRCP)结构仿真模型,计算CRC板在不同挠度传荷系数(L_(TE))下的最大应力,对比CRC板最大应力的有限元解和基于实测L_(TE)的应力计算值,从理论上分析以挠度传荷系数作为CRCP横向裂缝评价指标的适用性,并提出用于在役CRCP横向裂缝传荷能力的计算与评价新方法。研究结果表明:采用常用的挠度传荷系数(L_(TE))评价CRCP横向裂缝传荷能力不科学且结果偏保守;基于CRCP横向裂缝处板底水平应力动力响应分析,引入应力折减系数(S_(RC))来表征横向裂缝的传荷能力,以解决用L_(TE)来评价CRCP横向裂缝传荷能力结果偏保守的问题,并提出以S_(RC)为25%作为传荷能力强的临界值。CRCP板底最大水平应力随板厚增加不断减少,板厚变化对S_(RC)影响显著,对横向裂缝传荷能力评价时需考虑板厚的影响;通过非线性回归建立考虑CRCP板厚的L_(TE)与S_(RC)换算公式,实现基于实测挠度采用S_(RC)评价不同板厚下CRCP横向裂缝传荷能力的目的;运用提出的评价新方法评价CRCP实体工程横向裂缝传荷能力,评价结果基本符合实体工程的实际服役能力,解决了原有评价方法结果过于保守的问题,可为CRCP养护决策提供依据,实现对CRCP横向裂缝的精准控制。

连续配筋混凝土路面早期裂缝宽度分析

为探索连续配筋混凝土路面（CRCP）早期裂缝宽度的实用计算方法，笔者运用流变力学等理论，对CRCP早期裂缝开裂过程作了深入分析，建立了CRCP早期裂缝宽度的简易计算模型，理论分析与工程实测结果相吻合，并由理论分析可知：混凝土路面板在铺筑后前两周开裂速度较快；配筋率是影响裂缝宽度的主要因素，而路面厚度对裂缝宽度的影响不明显。

双参数黏弹性地基上连续配筋混凝土路面振动参数分析

以连续配筋混凝土路面(CRCP)近年来应用比较广泛的路面结构形式为研究对象,采用考虑地基压缩系数和水平剪切系数的双参数地基模型,建立了考虑地基土体滞回阻尼的黏弹性地基上CRCP的振动微分方程,运用三角级数和Fourier变换得到了简谐、矩形均布荷载作用下路面竖向位移的解答,并利用Fourier逆变换得到了数值结果,较为全面的分析了荷载速度、频率、路面配筋率、板厚以及地基参数对板的动力响应的影响。研究结果可为路面动力响应分析及连续配筋混凝土路面的质量评价提供参考。

连续配筋混凝土路面结构优化及性能评价

针对目前连续配筋混凝土路面(CRCP)的结构特征和缺陷,对CRCP结构进行了研发及优化设计,垫层用碎石,基层采用碾压混凝土,面层分上下两层,上面层采用橡胶水泥混凝土,基层和面层之间设沥青混凝土抗冲刷层;行车道及硬路肩1/2宽度范围内的面层设纵横向连续钢筋以及可滑移支座,硬路肩另外1/2宽度范围的部分为素混凝土,在硬路肩1/2宽度处设纵向接缝,在面层设横向诱导切缝;钢筋采用环氧树脂净浆涂层处理,横向钢筋和纵向钢筋呈30°~60°角;运用断裂力学、损伤力学理论和数值仿真法,对CRCP加铺改造后沥青层的损伤开裂进行了研究,结果表明:新的CRCP结构沥青加铺层的疲劳损伤寿命大幅提高,裂缝扩展强度大大减小,路用性能得到有效提升,经济效益显著。研究成果已有一定的工程应用,提出的设计理念及方法可为连续配筋混凝土路面的合理设计提供理论依据和参考,也可为我国道路设计理论的发展提供有益借鉴。

连续配筋混凝土路面结构设计理论与方法研究

连续配筋混凝土路面 (CRCP)是一种高性能混凝土路面结构型式 ,对 CRCP设计原理进行了系统研究。在荷载应力分析中 ,将 CRCP中纵向钢筋作连续化处理 ,建立了正交各向异性薄膜单元 ,对考虑裂缝条件下的 CRCP荷载应力进行了三维有限元分析 ,得到了 CRCP的两种临界荷位和配筋率等参数对板底应力的影响规律 ,并与普通混凝土板的荷载应力进行了对比。在温度应力分析中 ,建立了考虑钢筋与混凝土间粘结滑移本构关系的 CRCP温度应力计算模型与微分方程 ,并求得 CRCP在降温和干缩变形作用下的解答 ,分析了参数的敏感性和混凝土徐变所引起的松弛应力效应。解析法和数值法相结合 ,计算分析了 CRCP端部锚固力与凸形锚固地梁的应力和位移 ,给出了端墙部分设计参数的建议值及用于端部结构设计的计算诺谟图。同时进行室内模型试验 ,验证了理论分析结果。最后给出了 CRCP板厚与配筋设计及端部锚固结构的成套设计方法 ,为中国制定相应规范提供了参考依据。

连续配筋混凝土路面温度应力分析

基于钢筋混凝土间粘结滑移的线性和非线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面(CRCP)在温度荷载作用下的力学模型以及按接触理论推导的有限元刚度矩阵。得出了考虑粘结滑移线性和非线性本构关系的有限单元数值解,据此分析了降温荷载作用下路面应力、位移的分布规律。同时讨论了裂缝间距和配筋率、配筋方式对裂缝宽度的影响。结果表明,在相同的降温荷载作用下,随着裂缝间距的增大,钢筋和混凝土的应力呈现非线性增加;采用不同配筋方式对裂缝宽度的影响较大,建议设计时尽量采用小直径多根数的配筋方式。按接触有限元法进行温度应力的非线性分析,为今后的科研和设计提供了很好的理论依据。

连续配筋混凝土路面横向裂缝分布模型的研究

连续配筋混凝土路面（CRCP）在我国有了一定的应用,其设计还未完全采用基于可靠性理论的概率设计法.通过对我国早期的两条CRCP试验路调查,运用可靠性理论与数理统计方法,编制程序分析了横向裂缝间距、宽度的状况,得出相应变异范围和概率分布模型,为建立基于可靠性理论的连续配筋混凝土路面设计提供科学依据.研究结果表明：横向裂缝间距的概率分布模型符合对数正态分布,其变异范围为0.500～0.932;横向裂缝宽度的概率分布模型符合正态分布,其变异范围为0.202～0.384.

连续配筋混凝土路面温度应力的弹性解

视连续配筋混凝土路面为复合材料，利用复合材料力学等理论推导了配筋板的自生温度应力；建立了受温度作用时路面板的平衡微分方程组，将地基反力和板与地基间的摩擦力函数按照切比雪夫多项式展开，得到配筋板的约束变形与应力。通过和有关文献的比较表明了本文方法的合理性。

连续配筋混凝土路面动荷响应分析

将连续配筋混凝土路面视为粘弹性地基上正交各向异性板，运用三角级数和积分变换方法，对路面受局部冲击荷载作用时的动力响应做了分析，得到了路面的挠度、内力和应力的解析解，进行了数值计算分析，并和不考虑地基粘性时的静力、动力响应做了比较。最后，讨论了荷载冲击周期及地基粘性对动态响应的影响。

连续配筋混凝土路面性能参数影响的试验

在对连续配筋混凝土路面（CRCP）病害调查的基础上，选定冲断和密集裂缝作为CRCP性能评价指标，修筑了11个CRCP试验段，通过改变混凝土组成、基层类型、钢筋防护、纵横向钢筋的夹角、纵向钢筋的埋置深度和主动控制裂缝间距等因素，测试了混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗弯拉强度、抗压模量和抗弯拉模量；调查了各试验段裂缝发展状况，进行了落锤式弯沉仪（FWD）测试，并对比分析了各因素对CRCP性能的影响。结果表明，混凝土材料、纵横向钢筋的夹角和基层类型对密集裂缝的影响大于混凝土面板和基层之间夹层的影响，1～5m的主动控制裂缝间距可以有效防止自然裂缝的产生。

高速公路连续配筋混凝土路面施工技术研究

结合湖南耒 (阳 )—宜 (章 )高速公路连续配筋混凝土路面试验路的修筑 ,简介了试验路路面的设计与施工概况 ,总结了连续配筋混凝土路面滑模摊铺的施工工艺和注意事项 ,为连续配筋混凝土路面在我国高速公路中的应用提供了一定的参考依据。

连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷作用的数值模拟和敏感性分析

国内现行的水泥混凝土路面规范在对连续配筋混凝土路面(CRCP)进行配筋设计时,忽略了横向裂缝的传荷作用,现有研究对传荷作用影响因素的敏感性分析也不够全面具体。针对这些不足,分析了横向裂缝的传荷机理;运用ABAQUS有限元软件建立了CRCP的带裂缝数值模型;运用等效面积原理,将单轮接触面积简化为矩形,在横向裂缝边缘施加等效荷载,对某实体工程进行了力学响应计算;利用Grovetti和Zollinger的经验公式对裂缝传荷效率(LTE)的有限元解进行了验证;通过敏感性分析,确定了筋材种类、基层刚度、纵向配筋率、地基反应模量和横向裂缝宽度等因素对CRC板层底拉应力分布和LTE的影响。计算结果表明:在横向裂缝两侧设置剪切刚度弹簧单元可以较好地模拟传荷作用;绘制了CRC板在车辆荷载作用下的应力和应变云图;得出了该实体工程的LTE为89.73%、传荷性能评级为优的结论;钢筋、BFRP筋和GFRP筋对应的LTE分别为89.73%,88.11%和87.73%;大刚度基层、半刚性基层和柔性基层对应的LTE分别为92.32%,89.73%和89.47%;直径8,16 mm和24 mm对应的LTE分别为87.77%,89.73%和92.55%;地基模量50,100 MPa和150 MPa对应的LTE分别为89.73%,91.82%和99.04%;裂缝宽度0.2,0.5 mm和0.8 mm对应的LTE分别为94.40%,89.73%和86.49%。

连续配筋混凝土路面早期裂缝

为了准确计算连续配筋混凝土路面早期裂缝的分布和发展规律,基于钢筋混凝土间粘结滑移的非线性本构关系,采用接触理论,建立了连续配筋混凝土路面在温度变化和混凝土干缩情况下的有限元刚度方程,得出了计算早期裂缝宽度和裂缝间距的有限元解。研究了混凝土抗拉强度、弹性模量的变化、施工季节、配筋率和钢筋直径等因素对连续配筋混凝土路面早期裂缝的影响。计算结果表明:混凝土抗拉强度与弹性模量随龄期的变化对连续配筋混凝土路面的早期裂缝在浇筑完成后28d内影响显著,随着龄期的增加逐渐趋于稳定,配筋率和配筋方式对早期裂缝的影响较大,为控制早期裂缝的发展,采用小直径多根数的配筋方式较为合理,且最好在秋季施工。

连续配筋混凝土路面凸形地梁锚固有限元分析

凸形地梁锚固是连续配筋混凝土路面 ( CRCP)端部处理中一种简单、实用的型式 ,采用有限元法计算与分析了锚固力作用下凸形锚固地梁的应力和位移。以端墙顶端位移、端墙最大拉应力和路面板最大拉应力为主要控制指标 ,提出了墙高、端墙间距、墙宽的确定方法 ,分析了土基弹性模量、端墙高度、端墙间距、端墙个数等参数对计算结果的影响。用室内模型试验对有限元结果进行了验证 ,并给出了供 CRCP端部锚固设计使用的诺谟图。还发现了墙后土压力的分布形式 ,从而推翻了以往错误的墙后土压力分布假设 ,对得出准确的计算结果有重要意义。

连续配筋混凝土路面端部锚固解析解

为了准确计算连续配筋混凝土路面(CRCP)在温度荷载作用下的端部位移,基于结构力学的基本理论,以端部设置3道锚固地梁的连续配筋混凝土路面为例,将力学模型分解成三种基本结构。按照位移法的基本思路,推导各种基本结构的刚度系数。首次建立综合考虑路面板与锚固地梁联合受力的连续配筋混凝土路面在温度荷载作用下的位移法典型方程。然后将路面部分中各基本结构的端点位移作为新的边界条件,得出路面各部分在温度荷载作用下的位移和应力的解析解。并与大型有限元分析ANSYS软件的计算结果进行对比,对比结果表明所推导的解析解是正确的、合理的。通过对实际算例分析,得出在位于端部200m左右的范围内CRCP因整体温差引起的位移较大,而道路中段的位移较小,基本接近于零。

连续配筋混凝土路面温度应力分析

根据钢筋混凝土间粘结滑移的线性本构关系 ,建立了连续配筋混凝土路面 (CRCP)温度应力分析的计算模型及微分平衡方程 ,求出了微分方程的解答 ,并分析了降温荷载作用下路面内应力、位移的分布规律及裂缝间距、配筋率与配筋方式等计算参数的影响 ,给出了不利位置处钢筋和混凝土应力、位移的解析表达式。结果表明 ,本文方法可以方便有效地分析 CRCP的温度应力。

连续配筋混凝土路面裂缝间距的主动控制

为有效解决连续配筋混凝土路面(简称CRCP)不规则裂缝问题,运用解析法分析了相邻横向裂缝间CRCP收缩应力,得到混凝土最大收缩应力和裂缝处位移的计算公式;对车辆荷载作用下裂缝间距较小的板进行疲劳分析,得到与冲断相关的不同裂缝间距板的疲劳方程。在考虑CRCP不再二次开裂、满足裂缝宽度要求和不冲断的条件下,并考虑混凝土强度的变异性,对主动控制裂缝间距进行了研究,给出了计算主动控制裂缝间距的实例,计算结果表明给定条件下CRCP裂缝主动控制的合理裂缝间距为0.6～1.2 m。

连续配筋混凝土路面裂缝间距的可靠性分析

为了确保连续配筋混凝土路面 ( CRCP)的耐久性 ,需要将其随机变化的横向裂缝间距控制在预期合理的范围内 ,CRCP配筋设计必须考虑可靠性问题 ,根据概率论中求解随机向量函数概率分布的有关定理 ,建立了计算 CRCP裂缝间距可靠度的直接积分公式 ,并与 Monte Carlo的计算结果进行了对比。分别考虑裂缝间距超出上、下限两种不同失效模式 ,分析了设计参数及其变异系数对 CRCP裂缝间距可靠度的影响规律。结果表明 CRCP裂缝间距的可靠度主要与设计裂缝间距及参数的变异水平有关 ,CRCP配筋设计应使设计裂缝间距趋于上限和下限的中值 ,保证路面具有尽可能高的可靠度。

连续配筋混凝土路面早期横向开裂分析

结合耒宜高速公路连续配筋混凝土路面 (CRCP路面 )试验路的调查结果 ,分析了CRCP路面早期横向开裂的影响因素。结果表明 ,混凝土的温缩和干缩作用受到钢筋和地基的约束是造成开裂的主要原因。从而为了解CRCP路面的裂缝成因及合理控制裂缝间距、裂缝宽度和钢筋应力提供了参考依据。

连续配筋混凝土路面荷载应力分析

根据连续配筋混凝土路面 ( CRCP)中钢筋的实际受力性能 ,将钢筋连续化处理 ,提出了正交各向异性有限元薄膜模型 ,对模型的适用性进行了验证。通过不同荷位的计算与分析 ,提出了不同裂缝间距时 CRCP的 2种临界荷位 ,分析了配筋率及配筋位置对路面荷载应力的影响。