半刚性基层材料早龄期湿度翘曲应力研究

针对半刚性基层材料早期失水开裂问题,采用线弹性理论建立了半刚性基层早龄期湿度翘曲应力模型。讨论了基层长度L、厚度h、反应模量k对基层湿度翘曲应力的影响。结果表明,地基反应模量k对基层翘曲应力的影响并不显著,减小基层长度L及增加基层厚度h也不能有效地降低基层表面翘曲应力。分析了基层表面的开裂模式,建议在基层施工早期应采取及时有效的保水养护工作,降低基层上下表面的湿度差,以控制基层表面裂缝的产生。

水泥混凝土路面板湿度翘曲应力计算方法

为了分析湿度梯度对水泥混凝土路面力学性能的影响,采用弹性力学的基本分析方法推导了非均匀无限水泥混凝土路面板在完全自由、轴向变形约束、弯曲变形约束、弯曲和轴向变形组合约束下的湿度翘曲应力计算公式,利用弯矩等效原理,推导了基于湿度翘曲应力的等效温度梯度公式,基于连续配筋混凝土路面,采用有限元法计算了非线性湿度分布情形下水泥稳定基层、粒料基层、沥青混凝土基层、沥青稳定基层、水泥土基层和自然土基层下的板顶和钢筋的应力与板的裂缝宽度。研究结果表明:湿度翘曲应力的大小取决于相对湿度的分布形式;板顶应力随基层刚度的增大而增大,当基层刚度从0.08 MPa·mm-1增大到6.28 MPa·mm-1时,板顶应力从4.1 MPa增大到6.3 MPa;基层类型几乎不影响钢筋的应力;裂缝端部水平位移从板底至板顶逐渐增大,大约从0.0mm增大到2.9mm。

SAP内养护路面混凝土收缩特性及湿度翘曲应力研究

早期开裂是影响水泥混凝土路面使用性能的重要因素,采用超吸水性聚合物(Super Absorbent Polymer,SAP)对其进行内养护,可缓解水泥混凝土原始损伤,延长路面使用寿命。基于位移-湿度一体化测试装置及Pickett模型,探索了SAP内养护路面混凝土中心、角隅处的收缩特性,研究了路面板湿度梯度变化规律,分析了SAP内养护对其湿度翘曲应力的影响。结果表明:掺入SAP内养护剂后,水泥混凝土路面板中心处和角隅处的收缩变形均显著下降,角隅处减缩率高达20.61%;28d龄期时内养护水泥混凝土板上、中、下层的相对湿度相较基准组可有效提升6.43%、2.23%和0.3%,能够有效减小各层位之间的湿度梯度;SAP内养护技术对于抑制水泥混凝土路面的湿度翘曲应力、增强耐久性具有积极作用。