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。

刚柔复合式路面轮后拉剪区域疲劳破坏规律研究

为研究沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面(CRCP)推移病害产生机理,利用弹性层状体系对复合式路面结构进行建模,并使用路段实测数据对模型层间黏结状态进行校准。在层间力学行为分析中发现水平力系数为1时,轮后存在拉剪区域,拉剪区域的出现可能导致该区域先于最大层间剪应力位置破坏。结合相关试验数据分析表明:同样在水平力系数为1的情况下,常温标准轴载作用下不会导致最大拉应力位置先于最大剪应力位置破坏;而在高温超载作用下,最大剪应力位置疲劳寿命相较常温标准轴载降低,最大拉应力位置层间失去黏结,荷载产生的剪应力将导致层间直接破坏。在实际路面调查中,在长大纵坡+弯道处发现U形裂缝,严重时AC面层大面积脱落。

基于XFEM的再生复合路面反射裂缝扩展研究

为了探究裂缝扩展路径及在不同条件下的扩展规律,该文基于ABAQUS软件中扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM)模拟分析沥青混凝土半圆弯曲断裂试验中的裂缝扩展规律。通过对比他人试验及数值模型数据,验证了基于XFEM的有限元模型分析裂缝扩展的有效性。此外,该文建立干法油石分离再生复合路面二维模型,研究模型中施工缝宽度、预埋裂缝长度、偏转角及预设位置对裂缝尖端应力影响,结果表明尖端应力随着裂缝长度、偏转角增加而增大,而随着施工缝宽度增大呈现先减小后增大趋势,随着偏移距离变大则先增大后减小。该文研究结果有助于复合路面反射裂缝定量分析与表征,为复合路面设计及后期养护提供了参考与依据。

跨线连续钢—混组合梁桥负弯矩区抗裂措施设计与研究

为改善跨线连续钢—混组合梁桥负弯矩区的受力性能以解决桥面板开裂问题,以深圳某高速改扩建工程4×85 m连续钢—混组合梁桥为研究对象。基于有限元法,研究增设预应力筋、支点升降法、后浇成型、微膨胀混凝土以及增大配筋率对负弯矩区桥面板抗裂性能的影响。结果表明:桥面板后浇成型可消除一期恒载引起的桥面板拉应力;支点升降法和预应力筋均能在桥面板中引入预压应力,有效降低桥面板的应力水平;增大配筋率只能减小最大裂缝宽度,当配筋率小于1.2%时,随着截面配筋率的增加,桥面板的最大裂缝宽度迅速减小,当配筋率超过2.4%时,随着截面配筋率的增加,桥面板的最大裂缝宽度减小幅度变小;微膨胀混凝土可有效减小桥面板的拉应力。最后基于工程实际提出了综合抗裂措施,可为后续类似工程设计提供参考。

港区重载交通路面结构设计与应用

上海某港区从事煤炭、黄沙、设备、饲料、纸浆、钢材、化工产品等各类内外贸进出口货物的装卸、仓储、集散等综合港口服务,大量的重载车辆在港区及周边道路运营,对道路造成了严重损坏。采用普通水泥混凝土的路面维修方案效果不明显,经常仅能维持1~2个月的时间。为保证港区重载交通下道路的长期使用性能,降低道路日常维修成本,为港区重载交通道路路面改造维修提供借鉴,采用连续配筋混凝土加铺灌注式半柔性复合式路面对现有道路进行改造试验,并重点介绍了连续配筋混凝土加铺灌注式半柔性复合式路面的设计方案、工艺特点、材料组成等。

AC+CRC复合式路面温缩反射裂缝的疲劳扩展

为了深入研究AC+CRC复合式路面在温缩应力作用下的反射裂缝疲劳扩展规律,基于扩展有限元(XFEM)方法和能量释放率改进型Paris公式,对AC+CRC复合式路面温缩型反射裂缝疲劳扩展过程和影响因素进行了动态模拟和分析,得到了温缩应力循环作用次数与沥青面层内裂缝长度的关系和裂缝尖端能量释放率变化规律。结果表明,连续配筋混凝土基层温度变化较小时,可降低裂缝尖端能量释放率,延长面层疲劳寿命;沥青面层疲劳寿命随着基层配筋率提高而延长,有效抵抗裂缝扩展的面层厚度增加;能量释放率极限值较高的沥青面层疲劳寿命较长,抵抗反射裂缝扩展的能力增强。

CRC+AC刚柔复合式路面沥青层开裂分析

文中建立了基于温度和三向非均布荷载耦合作用下有限元仿真模型,结合一定温度下落锤式弯沉仪(FWD)实测的复合式路面实体工程路表弯沉测试结果,验证了建模方法的合理性.通过不利荷位与不利时间下连续配筋混凝土刚柔复合式沥青路面在热力耦合作用下的力学响应分析,揭示沥青层在车辆正常行驶状态和紧急制动状态的开裂风险.结果表明:热力耦合有限元模型计算值与FWD实测值最大误差为9.7%,认为该热力耦合方法基本可靠.最不利的工作时间为低温季节的06:00左右,最不利荷位为车轮荷载刚刚通过CRC层微裂缝的荷位.正常行驶状态下,沥青层轮隙处易产生纵向Top-Down裂缝的出现.沥青层底面CRC层微裂缝附近由于应力集中产生较大的拉剪应力,建议采取设置抗裂层等措施,有利于减少损伤开裂而形成的反射裂缝,延长CRC+AC复合式路面使用寿命.紧急制动状态下,沥青层CRC层微裂缝位置更容易产生裂缝,因此在易紧急制动路段应该采取必要的措施.

连续配筋混凝土路面设计施工技术研究

工业园区内城市道路建设中多采取水泥混凝土路面结构,这有助于避免沥青路面开裂、车辙、坑槽等病害。普通水泥混凝土路面接缝数量多,极容易造成路面结构水损害,连续配筋混凝土路面(CRCP)则是在普通水泥混凝土中设置纵向螺纹配筋,避免混凝土路面收缩裂缝的产生。文章依托浙江省宁波市北仑柴桥临港产业园区纬中路水泥混凝土路面开展双层连续配筋混凝土路面结构设计,并且采取ABQUES有限元对车辆荷载作用下水泥混凝土板不同施工参数下的力学响应进行分析,以便为相关类似工程建设提供理论参考。

基于双层组合试件承载能力分析的高模量沥青混凝土应用层位研究

为探究高模量沥青混凝土在路面结构中的合理应用层位,采用万能材料试验机对比不同材料与厚度组合的双层试件的承载力,并基于承载力分析确定高模量沥青混凝土的适用层位。结果表明,沥青混合料的承载特性与其应用层位密切相关,高模量沥青混凝土用于路面下面层或中下面层,可更有效地发挥提升结构承载力的作用,而高模量沥青混凝土用于上面层或中面层,可显著改善结构的延性;厚度为1 cm的高模量沥青混凝土在提升承载力方面的效果相当于约1.7 cm SBS改性沥青或2.2 cm橡胶改性沥青混凝土。

寒冷地区基体沥青混合料空隙率对灌注式复合混凝土路面性能的影响

灌注式复合混凝土的水泥基材料用量取决于基体沥青混合料空隙率的大小,为确定适应于寒冷地区灌注式半柔性路面基体沥青混合料的最佳空隙率范围,通过调整关键筛孔,设计了空隙率范围在18%~35%之间的5种集配,灌浆并进行对比试验,研究结果表明:基体沥青混合料空隙率控制在18%~24%之间的灌注式半柔性路面更适应寒冷地区的抗裂抗冻要求。

机场复合式高模量沥青道面结构优化设计

旧水泥混凝土道面加铺沥青层后易出现轮辙、疲劳开裂等问题。本研究尝试将高模量沥青混凝土引入机场复合式道面,通过ABAQUS有限元软件建立复合式道面模型,分析高模量沥青混凝土设置于不同层位时道面各结构层力学响应的变化规律,确定合理的设置层位。研究加铺层厚度、模量对结构力学响应的影响程度,通过正交试验得到高模量沥青加铺层最优结构组合。结果表明:复合式道面中沥青加铺层的最大允许覆盖次数小于水泥混凝土板的最大允许覆盖次数,因此道面结构的疲劳寿命取决于沥青加铺层的疲劳性能,合理地选择高模量沥青混凝土在加铺层中的设置层位有助于改善道面的疲劳性能;沥青加铺层底面的拉应变可作为复合式道面的疲劳控制指标;和下面层的厚度与模量相比,中面层的厚度与模量对加铺层的力学响应影响更加显著;将高模量沥青混凝土设置在中面层或中面层+下面层可有效降低沥青层底面的拉应变与沥青层的最大剪应力,改善复合式道面的力学性能;与普通加铺层结构相比,高模量沥青加铺层的最优组合可减小34.81%沥青层底面的拉应变与26.91%沥青层的最大剪应力,降低结构层发生轮辙与裂缝病害的风险。研究成果为复合式道面结构设计补充了力学指标,并为在机场道面推广高模量沥青混合料提供了参考方案。

连续配筋水泥混凝土路面施工技术

在高速公路施工建设过程中,越来越广泛地应用连续配筋水泥混凝土材料,通过路面施工技术的有效应用,为水泥混凝土路面施工质量的提升提供必要的支持。在实践的过程中,要充分明确相关施工技术要点,为水泥混凝土路面各类问题的有效处理和缺陷的应对提供支持,确保整体工程的质量和安全性得到显著提升。基于此,本文重点分析连续配筋水泥混凝土路面施工技术要点以及注意事项等相关内容。

沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面承载力分析

为了防止公路的早期破坏,为长寿命路面结构研究提供理论依据与技术支持,应用有限元方法对沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面进行了温度场与疲劳应力分析。分析结果表明:小于4cm的沥青混凝土面层主要用于改善路面使用性能;大于4cm的沥青混凝土面层可以有效改善路面的温度场,每增加2cm,可满足15%～20%的超载要求。可见该复合式路面能够承受重载和一定程度的超载而不发生疲劳破坏。

连续配筋混凝土路面端部锚固原理研究

首先分析了连续配筋路面端部移动计算原理，提出了端部锚固应力计算的迭代法．计算结果表明混凝土的弹性模量、线胀系数和温度变化量是影响锚固应力的主要因素。

CRC+AC复合式路面结构中AC层的裂缝扩展

针对CRC+AC复合式路面结构的特点和现有研究的不足,运用断裂力学理论和有限元法,对AC层的受力进行了计算和分析,对AC层裂缝的产生和扩展机理进行了研究。计算了AC层荷载型和温度型裂缝的尖端应力强度因子,研究了裂缝扩展时期、裂缝长度、结构层厚度、模量等因素对AC层裂缝扩展的影响规律。研究结果表明:AC层裂缝的扩展时期对扩展强度有一定的影响;增加AC层的厚度对裂缝扩展尤其是对AC层底面裂缝的扩展能起到很好的延缓作用;CRC层厚度对AC层裂缝扩展的影响很小或基本没有影响;随着AC层模量的增加,AC层温度裂缝的扩展强度线性增加,荷载裂缝的扩展强度变化不大;其他结构层的厚度和模量对AC层裂缝的扩展强度基本没有影响。研究结果可为CRC+AC复合式路面的合理设计提供参考依据。

旧混凝土路面上沥青加铺层的抗反射裂缝能力

研究了沥青加铺层抵抗反射裂缝的能力 .结果表明沥青混合料的材料组成及结构是旧混凝土路面上沥青加铺层抵抗反射裂缝能力的决定因素 .文中还分别讨论了骨料级配、沥青、矿粉、纤维对抗反射裂缝能力的影响 ,为按功能设计沥青混合料奠定了基础 .

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。

基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计方法

采用裂缝实际调查和影响因素数值分析,研究基于可靠度的CRCP配筋率设计方法.通过实际调查CRCP路面裂缝间距与宽度分布情况,认为裂缝间距的分布符合对数正态分布模型,裂缝宽度的分布符合正态分布模型;分析了钢筋直径、配筋率、混凝土极限拉应力及钢筋与混凝土之间的黏结应力对裂缝间距和裂缝宽度的影响规律;通过CRCP路面失效概率分析,认为裂缝间距与裂缝宽度的可靠度主要与设计裂缝间距及参数的变异水平有关.给出了CRCP的横向裂缝最佳间距值,得出基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计法.

CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝影响因素分析

应用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,采用断裂力学理论及奇异等参元法,对连续配筋混凝土和沥青混凝土(CRC-AC)复合式路面中沥青层反射裂缝问题进行了数值分析。探讨了I型和II型的应力强度因子(K1、K2)在沥青层裂缝扩展过程中的变化规律及路面结构参数对K2的影响。研究结果表明:K2是荷载作用下导致沥青层反射裂缝产生和发展的主要原因,其随着荷位的增大而变小;沥青层厚度的增加、横向裂缝间距的加宽、配筋率的适当增加和底基层强度的提高可以降低K2,延缓CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝的开裂扩展。

CRC+AC复合式路面的合理配筋率

针对CRC+AC复合式路面的结构特点和现有研究的不足,对现行规范的纵向配筋设计进行了分析,运用传热学理论和有限元法,研究了AC层的温度效应,计算和分析了AC层温度效应对CRC+AC复合式路面纵向配筋率的影响规律。研究结果表明:CRC+AC复合路面结构的纵向配筋设计不需要考虑剥落、渗水和冲断破坏,只需考虑钢筋的拉断破坏即可;由于AC层的隔热作用明显,CRC+AC复合路面结构的纵向配筋率可以相应减少,以AC层厚度10 cm为例,CRC层的纵向配筋率可减少0.12%左右;钢筋的架设建议采用滑动支架,纵向钢筋的连接建议采用绑扎方式,搭接长度约为35倍钢筋直径。