连续玻璃纤维筋水泥混凝土路面结构设计研究

针对连续玻璃纤维筋水泥混凝土路面(GFRP-CRCP)工程应用较少且设计研究方法较缺乏的问题,推导了解析梁的平衡微分方程,得到了钢筋和混凝土的位移和应力方程,建立了混凝土温缩和干缩作用下配筋设计指标的解析公式。依据GFRP-混凝土的黏结强度试验和高速公路工程试验路段算例,分析了GFRP-CRCP面层的位移、应力分布规律,并与钢筋-CRCP结构的计算结果进行了比较,获得了适用于GFRP结构设计的配筋指标上限值。用ABAQUS有限元软件建立了三维模型,辅助计算和验证了解析计算结果为有效可信。最后,筛选出了影响较大的因素,分析了GFRP直径和弹性模量对配筋设计指标的影响规律。主要结论有:(1)当GFRP和混凝土相对滑移量≤0.40mm时,满足线性滑移模型,其黏结刚度系数约为22.4MPa·mm^(-1);(2)在混凝土温缩和干缩作用下,GFRP的纵筋最大拉应力和混凝土最大拉应力比配置钢筋工况分别减小了56.4%和56.5%,裂缝宽度比配置钢筋工况增加了0.054mm;(3)建议算例结构的GFRP-CRCP横向裂缝间距上限取1.4m,裂缝宽度上限取0.80mm;(4)结构应力随着GFRP直径和弹性模量的增大而增大,裂缝宽度会随之减小。