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.

连续配筋水泥混凝土路面裂缝发展规律研究

裂缝位置是连续配筋路面的薄弱面,裂缝间距和裂缝宽度则是CRCP配筋设计的两个控制指标。通过对不同配筋率的两段CRCP路面裂缝进行长期观测,分析归纳了CRCP路面的主要裂缝类型、裂缝形态、裂缝主要参数以及各参数的变化规律。研究发现横向裂缝是CRCP的主要裂缝形式,除了常见形态外,还出现了大量群集裂缝以及Y形裂缝。裂缝可以用裂缝间距、裂缝宽度以及裂缝长度等参数来表征,各参数随配筋率、端部锚固形式、观测气温以及时间而不断变化,相关研究结论可为今后CRCP路面实施裂缝控制技术以及CRCP的优化设计提供有益的参考。

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。

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。

新型双层CRCP结构及在城市道路中的应用

针对目前水泥混凝土路面的结构特征和缺陷,研发双层连续配筋混凝土路面(CRCP)新结构,上基层采用贫混凝土,下基层采用沥青碎石或级配碎石,基层和面板之间设细型沥青混凝土夹层;面板设上、下2层连续钢筋,通过专门设计的支座固定,其中上层只设纵向钢筋,下层设纵横向钢筋;研发适用于双层CRCP新结构的接缝及施工方法,保持接缝处钢筋连续,有效解决现有接缝存在的问题。研究结果表明:双层CRCP新结构的疲劳寿命得到有效提升,在不良地基与板底脱空不利状况下更具优势和适用性;新型路面结构的部分技术特征已在实体工程中得到有效应用,且横向裂缝及平整度等关键技术指标满足要求;所提出的设计方法可为CRCP合理设计提供参考。

CRCP冲断区域后续开裂及影响因素分析

为了对冲断区域后续开裂产生原因及影响因素进行研究,首先考虑水泥混凝土细观上是由胶凝材料、集料及其界面组成的非均匀材料,采用PFC2D软件从细观尺度上进行水泥混凝土抗压强度和弯拉强度数值模拟试验,得到水泥混凝土的弹性模量和弯拉强度;然后考虑连续配筋混凝土路面(CRCP)冲断区域特点,利用有限元软件建立CRCP宏观受力分析模型,结合混凝土细观研究所得弹性模量和弯拉强度,对车辆荷载、湿度梯度和温度梯度作用下的冲断区域路面板后续开裂进行研究;最后分析水泥混凝土细观结构组成参数和宏观影响因素对冲断区域后续开裂的影响.研究结果表明:水泥掺量、水泥强度及集料和胶凝材料界面刚度对冲断区域路面板后续开裂影响较大,车辆超载和板底脱空是冲断区域路面板后续开裂的主要原因.

连续配筋混凝土路面一维非线性力学分析

考虑钢筋与混凝土之间的非线性粘结滑移关系及混凝土面板与地基之间的非线性摩阻滑移关系,采用数值迭代法建立了连续配筋混凝土路面在温缩和干缩作用下横向开裂的一维非线性力学分析方法,从而同时获得裂缝间距、裂缝宽度与钢筋应力3个设计指标的结果,编制了迭代法计算程序CRCPAP。对耒宜高速公路连续配筋混凝土路面的横向开裂进行了非线性分析,得到了应力和位移沿板长的分布规律,并提出了连续配筋混凝土路面横向开裂产生区、过渡区和安全区3个区域的概念和范围。

基于图像处理技术的连续配筋混凝土路面裂缝宽度检测方法

针对连续配筋混凝土路面(CRCP)横向开裂的特点、常规测微镜检测裂缝宽度的困难和裂缝宽度检测精度的要求,通过数码相机拍摄高清晰度数码照片,采用计算机图像处理技术进行裂缝图像分析,提出了裂缝宽度的图像识别方法.研究结果表明,该方法是一种精度高且速度快的CRCP裂缝宽度检测技术,从而为CRCP的长期性能研究提供了有效的检测手段.

连续配筋混凝土路面横向开裂的敏感性分析

结合湖南省耒宜高速公路连续配筋混凝土路面(CRCP)结构,通过选取影响CRCP横向开裂的13个主要因素(包括板厚,混凝土的弹性模量、温缩系数、干缩应变、抗压强度和徐变系数,钢筋的弹性模量、温缩系数、直径和间距,以及地基摩阻系数、钢筋粘结强度和温降)的5种取值水平,采用考虑钢筋与混凝土之间粘结滑移及面板与基层之间摩阻滑移的交界面非线性性质和徐变作用的一维非线性分析法,由迭代计算同时得到CRCP的平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大钢筋应力,从而按相对比较的方法对各参数影响CRCP横向开裂的敏感性进行定量和定性分析。结果表明,控制CRCP横向开裂的主要措施有:选取适宜的钢筋等级、品种与混凝土标号,选取合理的钢筋间距和直径的配筋方式,并控制混凝土和钢筋的收缩性质。

双块式无砟轨道与配筋混凝土路面结构设计研究

研究目的:双块式无砟轨道是在连续配筋混凝土路面工程的基础上发展而来的,深入分析配筋混凝土路面的结构设计,对比双块式无砟轨道的结构设计,从而为高速铁路双块式无砟轨道的结构设计提供参考。研究结论:连续配筋的混凝土路面结构纵横向没有伸缩接缝,但由于温度荷载会使在自由端部的75m范围内发生总量大约3～5cm的位移,故在端部通常采用锚固装置或多处设胀缝的设施,将端部位移逐步分散、消失。连续配筋的混凝土路面的裂缝宽度以不严重渗水为好,一般应小于0.6mm,低温下应不大于1.0mm;配筋率约为0.5%～0.8%,钢筋一般采用单层布置。路面板铺设在沥青处理的基层或整平层上对控制横向裂缝较好。德国双块式无砟轨道配筋率为0.8%～0.9%,裂缝设计控制宽度为0.5mm,裂缝间距为2m左右,钢筋采用单层配筋,设置在道床板的中下层。我国CRTSⅠ型双块式无砟轨道为使道床板能够承受更大的弯矩变形,道床板厚度设计为260mm,并采用双层配筋的方式。

低坍落度混凝土早龄期单轴直接拉伸试验研究

为了研究钢筋的存在对连续配筋混凝土路面(CRCP)早期开裂的影响,缓解连续配筋混凝土早期开裂的问题,为连续配筋混凝土路面设计提供依据,基于对轴向直接拉伸试验和间接拉伸试验试验难度和效果的区别,以及连续配筋混凝土路面在温缩和干缩作用下受力状态的符合程度,通过轴向直接拉伸模拟连续配筋混凝土路面早期开裂的过程,采用控制变量的试验方法对不同配筋率、不同配筋形式及不同龄期的钢筋混凝土试件在轴向拉力作用下的开裂性能进行试验分析。为探索钢筋和混凝土的应变以及裂缝的产生和发展的规律,基于传统直接拉伸试验,通过优化拉伸试件的形状与尺寸来提高轴向受力的符合程度,使用球铰支座固定试件避免试件偏心受压,利用高精度摄像与图片处理技术提高裂缝的发展过程中观测数据可靠度,采用位移控制模式对试件进行轴向拉伸并记录首次开裂以及裂缝发展过程中钢筋和混凝土应变数据。通过钢筋混凝土开裂过程的动态观测和试验数据分析,研究了在轴向受拉状态下连续配筋混凝土路面结构的力学性能,得出了首次开裂后不同配筋率的连续配筋混凝土的受力特点和引起配筋混凝土早期开裂的极限拉应力、应变的时变规律,并给出了相同配筋率下合理的配筋位置、配筋数量和钢筋的截面尺寸。

基于可拓方法的连续配筋混凝土路面裂缝宽度评价

在简述可拓评判方法的基本原理和评价步骤的基础上,根据京珠高速湖南段耒宜高速公路CRCP 3个路段的裂缝宽度检测结果,进行了用可拓方法评价CRCP裂缝宽度的研究,确定了相应的评价步骤,并将其评价结果与统计方法进行了对比分析,从而提出了运用可拓方法评价CRCP裂缝宽度的方法。结果表明,可拓方法不仅能合理评价裂缝宽度的现时状况,而且其关联度可以反映裂缝宽度等级的动态发展趋势;而统计方法的评价结果受个别较宽裂缝的影响较大,且为静态结果,只能反映CRCP裂缝宽度的现时状况。因此,可拓方法比统计方法更可靠、更准确,更能满足CRCP裂缝宽度检测的要求,从而为CRCP路面养护维修提供参考依据。

连续配筋混凝土路面裂缝渗水试验

为了揭示连续配筋混凝土路面水损破坏的内在机理,设计一种连续配筋路面裂缝渗水速率的模拟试验方法,用于分析连续配筋混凝土路面裂缝渗水规律。通过试验测试了连续配筋混凝土路面不同裂缝宽度的渗水速率,并拟合了两者之间的数量关系,结果发现渗水速率随裂缝宽度的增大而急剧增加,两者大体呈二次递增关系。试验结果表明,裂缝宽度对渗水速率相当敏感。实际工程应用中,为了减少连续配筋混凝土路面的水损破坏,在设计上应根据降雨量大小,采取适当的防水措施和设计方法,如采用主动诱导切缝并做封缝处理,或在设计时选用更小的裂缝宽度,以提高其路用品质,发挥连续配筋混凝土路面长寿命优势,保证长期使用性能。

连续配筋混凝土路面裂缝的发展规律研究

以耒宜高速公路为主体,对连续配筋混凝土路面进行长期跟踪观测,对裂缝间距和裂缝宽度的发展规律进行了分析研究,并对裂缝间距和宽度的优劣进行了评定。

GFRP筋连续配筋混凝土路面

连续配筋混凝土路面具有行车舒适、承载力高、经久耐用、易于维修养护等显著优点,但存在钢筋锈蚀的问题。文中介绍一种采用玻璃纤维筋(GFRP)取代钢筋的路面结构,克服了钢筋易锈蚀的弊端,具有连续配筋混凝土路面的优点,还可降低路面结构内的应力,并可避免产生电磁干扰,具有广泛的应用前景。

CRC-AC复合式路面AC层受力的研究

运用有限元法,对交通荷载作用下CRC-AC复合式路面AC层的应力状态进行研究。研究表明,由于路表存在横向、纵向拉应力,在长期交通荷载作用下,AC层表面有可能产生横向、纵向开裂;并分析路面结构参数对AC层横向最大拉应力的影响,提出相应建议。