均匀温降下连续配筋混凝土路面(CRCP)受力分析

CRCP在重载、复合式路面中具有良好的应用前景,其结构受力可划分为荷载应力和温度应力,其中温度应力又包含均匀温度变化和翘曲2个方面。均匀温降时的CRCP受力可简化为3种材料的相互作用:水泥混凝土、钢筋和地基,在有限元中如何描述三者之间的相互作用是计算的基础。根据已有双线性地基模型,分析了地基摩阻的解析解,通过对比不同地基材料属性情况下的摩擦应力特征数,证明了地基摩阻对CRCP均匀温降下的受力影响可以忽略;为了在有限元中模拟水泥混凝土与钢筋间的相互作用,建立了粘结刚度系数向弹簧单元刚度系数的等效转换关系式,并进行了对比分析,验证了其正确性,提供了CRCP有限元分析中弹簧单元模拟钢筋与混凝土界面的关键参数。最后,在以上分析基础上,对包含不同纵向钢筋数量的板条进行计算对比,结果表明板宽对CRCP沿钢筋轴向的各计算结果无显著影响。因此,均匀温降条件下有限元受力分析时,可采用含少数纵向钢筋的板条代替真实尺寸结构。

BFRP筋连续配筋混凝土路面的配筋设计

建立BFRP筋连续配筋混凝土路面的均匀温降模型,考虑混凝土材料的干燥收缩以及基层约束作用,推导出裂缝控制指标(裂缝间距、裂缝宽度和筋材应力)的解析解公式,采用有限元方法验证解析解公式的有效性.利用解析法分析BFRP筋的配筋方案及其材料特性对裂缝控制指标的影响,推荐BFRP筋连续配筋混凝土路面的配筋设计指标.研究结果表明:随着配筋率的增大,裂缝间距、裂缝宽度以及筋材应力逐渐减小,相同的配筋率下采用小直径、小间距的配筋方案对控制裂缝更为有利;增大BFRP筋弹性模量、BFRP筋与混凝土的粘结刚度系数可减小裂缝间距和裂缝宽度,但对筋材应力影响轻微;应采取有效的工程措施来提高BFRP筋的弹性模量及BFRP筋与混凝土的粘结刚度系数.在BFRP筋连续配筋水泥混凝土路面的配筋设计中,建议裂缝平均间距限值为2.0 m,裂缝宽度限值为1.0 mm,CRC层配筋率不小于0.6%.