普通水泥混凝土路面嵌锁型缩缝传荷能力计算分析

回顾了嵌锁类接缝传荷能力研究历史,然后使用刚性路面有限元分析软件EverFE2.24对不同条件下水泥混凝土路面集料嵌锁类缩缝进行模拟,根据计算结果分析了水泥混凝土路面基层刚度、集料粒径、裂缝宽度、面板厚度、气温等因素对接缝集料嵌锁传荷能力的影响.分析表明:气温的变化对接缝集料嵌锁传荷能力影响较大.     

水泥混凝土路面接缝传荷能力的研究现状和发展趋势

接缝是水泥混凝土路面结构最薄弱的部位,其传荷能力直接影响路面结构设计和使用性能.通过广泛的资料调研和分析,在回顾有关水泥混凝土路面结构力学响应研究的基础上,对接缝传荷作用的模拟、接缝剪切刚度的确定和接缝传荷能力的评价等内容的研究现状进行了系统总结.最后指出有关接缝传荷能力研究中存在的问题和发展趋势,提出应重点考虑接缝传...     

考虑接缝影响的机场水泥混凝土道面结构响应

接缝是机场水泥混凝土道面结构的重要组成部分，通过分析道面接缝传荷机理，考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点，以伊尔-76为例，采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷，基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用，利用有限元软件建立了足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型。应用该模型，计算了飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面结构的力学响应，对比了考虑与不考虑接缝的差异，并与美国EverFE2．0模型计算结果进行了对比。研究表明所建模型可较好地模拟道面接缝的作用机理，计算应力能更合理地反映道面结构的受力状况。     

传荷能力对混凝土路面荷载应力的影响分析

对广西桂林至柳州高速公路混凝土路面接缝传荷能力进行了现场测试，采用有限元程序CPAP对混凝土路面板在不同的传荷能力下弯拉应力及挠度进行了计算分析，认为保持接缝传荷能力可有效降低路面板弯拉应力及挠度，对防止混凝土路面断裂破坏具有十分重要的作用。     

水泥混凝土路面传力杆接缝传荷数值模拟及实测分析

对多工况下的水泥混凝土路面传力杆接缝的数值模型进行分析,明晰了传力杆间距、尺寸、埋设深度,以及布设方式对传力杆接缝传荷能力的影响。通过路面结构足尺试验,考察了接缝的传荷分配规律。结果表明,传力杆实测的剪力传荷趋势与解析理论值基本吻合。     

板底脱空对水泥混凝土路面接缝传荷的影响

基于路面力学专业有限元软件KENSLABS,建立起板底横缝处存在脱空的水泥混凝土路面双块板设置传力杆的数值模型。在考虑板重和温度翘曲的情况下,阐述了两种脱空形态(接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空)下脱空高度(即初始间隙)的改变对轮载传荷能力的影响,对比研究了在两种脱空形态与板底无脱空时传力杆直径、间距、松动量以及支承模量等参数对传荷能力的影响权重,分析了传力杆非均匀布设对传荷系统的优化效果。结果表明:接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空时,传荷系数随着脱空高度分别呈递增、递减规律,但传荷系数趋于稳定时,接缝两侧均脱空时,板块最大挠度的绝对值更大;不同脱空形态下,传力杆各项参数均与传荷系数呈线性相关关系,传力杆松动量对传荷系数的影响最为显著;不同脱空形态下,传力杆非均匀布设能提高传荷系数,同时减小传力杆承受的最大剪力。板底脱空传荷能力评价宜同时考虑传荷系数和各板块最大挠度值的绝对值,传力杆非均匀布设对传荷系统的优化宜以传荷系数和传力杆所受剪力同时评价。     

考虑传力杆位置偏差的刚性路面接缝传荷预估模型

针对刚性路面传力杆空间位置偏差问题,建立了Winkler地基上考虑层间接触状况的等平面尺寸双层路面结构模型,计算了传力杆位置偏差(水平偏角、竖直偏角和埋深偏差)对接缝传荷能力的影响,并通过三元非线性回归构建了接缝传荷能力预估模型,提出了模型的荷载修正系数η1并推荐了其取值范围.经FWD实测弯沉传荷系数的验证,修正后的预估模型较好地反映了位置偏差传力杆刚性路面的接缝传荷能力.传力杆水平偏角对弯沉传荷系数影响较小,随着竖直偏角的增大,传荷系数呈线性较小,水平偏离15°时,传荷系数降低约12％.传力杆布置于面层中部时,传荷能力最大,埋设位置偏上或偏下都将引起传荷系数的下降,偏下2 cm时降幅可达10％.     

水泥混凝土路面结构接缝传荷能力分析

采用Winkler地基不等平面尺寸双层板模型,分析了层间接触条件、基层超宽、结构组合等对接缝弯沉传荷效率LT及应力折减系数λσ的影响.比较了双层路面结构与单层路面结构在基层超宽情况下,接缝弯沉传荷效率LT及应力折减系数λσ的差异.结果表明,层间结合,基层超宽、结构组合变化对LT和λσ的影响很小;层间可分离,基层超宽、结构组合变化对LT和λσ的影响比较显著.揭示了基层超宽在层间接触可分离情况下,弯沉传荷效率变幅△LT及应力折减系数变幅Δλσ随接缝剪切刚度Cw的变化规律.分析结果可用于水泥混凝土路面接缝传荷评价.     

旧砼面板接缝影响下沥青加铺层温度应力分析

针对旧水泥砼路面上沥青加铺层反射裂缝病害,采用有限元方法分析了路面温度应力在接缝不同传荷能力下的变化情况.计算结果表明,当温度降低、沥青加铺层变形受阻时,沥青加铺层温度应力集中现象会随着水泥砼路面接缝传荷能力的增强而得到显著改善,建议在旧砼路面改造工程中改善接缝传荷状态,延缓路面反射裂缝的出现.     

钢纤维混凝土路面接缝传荷能力试验研究

为研究正常使用状态下钢纤维水泥混凝土路面接缝的传荷性能影响因素及其衰减规律,对10块普通水泥混凝土路面板和10块钢纤维混凝土路面板进行了疲劳荷载试验。试件分别采用不同的传力杆直径、长度、混凝土板厚度及钢纤维掺量,分析了不同因素对钢纤维路面板接缝传荷能力的影响。结果表明:掺加钢纤维能够有效提高路面板的传荷能力,降低传荷能力衰减速率;钢纤维混凝土路面板的传荷能力随钢纤维掺量的增加而增大,受传力杆直径、长度影响较小;普通水泥混凝土路面板的传荷能力在最初加载的7万次过程中衰减明显,之后衰减缓慢;传力杆直径、长度及混凝土板厚度的增加,均能够提高接缝的传荷效率,但提高幅度十分有限。     

旧砼路面接缝对沥青加铺层结构的影响

采用有限元静力分析方法,计算、分析了具有接缝的旧水泥砼路面土沥青加铺层结构在行车荷载作用下随接缝传荷能力的变化情况.结果表明,接缝传荷能力在很大程度上影响加铺路面结构的受力状态,是导致沥青加铺层反射裂缝出现的关键因素,建议在旧砼道路改造过程中增强接缝的传荷能力.     

水泥混凝土路面沥青加铺层结构强度计算方法探索

水泥混凝土路面上的沥青加铺层结构强度对其病害形成有重大影响,探索其结构强度计算方式具有重要现实意义。综合考虑沥青加铺层结构与病害特点,采用旧水泥混凝土面层板实测接缝传荷系数,表征沥青加铺层的结构强度;同时,根据试验段接缝传荷系数调查数据和沥青混凝土路面结构强度指数计算方法,以接缝传荷系数替代路面结构强度系数,计算沥青加铺层的结构强度指数。结果表明:旧水泥混凝土面层板接缝传荷系数与计算的沥青加铺层结构强度指数十分接近,两者的平均相对偏差率在2%以内,为沥青加铺层结构强度评定提供了有力支撑。     

脱空对水泥混凝土路面接缝传荷能力的影响

水泥混凝土路面为了减少温度开裂及干缩开裂,设置了接缝,而接缝却成了水泥混凝土路面最薄弱的部分。接缝的传荷能力对于水泥混凝土路面的路用性能和使用寿命,以及对于旧水泥凝土路面的罩面设计及其使用寿命具有较大的影响。为此,在确定了脱空模型之后分别对其进行动静荷载作用下的分析,找出了不同接缝模量和脱空尺寸对受荷板脱空、受荷板和未受荷板同时脱空时接缝传荷系数LW的影响规律。分析表明:对于同一脱空尺寸下,接缝模量的增大对接缝的传荷能力的增加是单调的;对于同一接缝模量下,对于单板下的脱空来说脱空尺寸为0.8 m是脱空尺寸与LW对应关系的一个拐点,而对于双板脱空则不然,LW是随着脱空尺寸的增大而增大的。     

基于FWD传感器时间延迟的水泥混凝土路面接缝传力杆松动量预估方法研究

传力杆是水泥混凝土路面接缝保持传荷能力的重要装置,在外部环境和交通荷载重复作用下传力杆-混凝土的界面将会出现松动,且松动量将会逐步增大,从而导致水泥混凝土路面接缝的传荷能力劣化、水泥混凝土路面的服务寿命降低。现有水泥混凝土路面接缝状况主要通过传荷系数来评估,无法准确判断传力杆是否失效,然而传力杆-混凝土间的松动量能够较好地描述传力杆失效行为。因此,为了能够快速检测评估传力杆-混凝土的松动程度,文中首先依据落锤式弯沉仪FWD(Falling Weight Deflectmeter)在不同工况下的测量结果,发现FWD传感器的测量峰值间存在着一定程度的时间延迟,然后结合有限元模拟分析了传力杆-混凝土松动量不同情况下FWD冲击荷载作用下的水泥混凝土路面板力学响应,确定了传力杆松动量是引起传感器时间延迟的主要因素,由此提出了基于FWD传感器间时间延迟评估松动量的方法,最后根据现场检测结果验证了该方法的可行性。     

机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝传荷能力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了考虑接缝传荷能力的机场水泥混凝土道面加铺层结构的足尺9块板三维有限元模型,分析了机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝处的应力和弯沉情况,研究了接缝传荷系数随接缝刚度的变化规律。结果表明:机场水泥混凝土道面加铺层接缝处的应力、弯沉及传荷系数随接缝刚度呈S形曲线变化;挠度传荷系数与应力折减系数呈良好的一阶指数增长曲线关系。     

基于物元模型分析方法的水泥路面脱空综合评定

针对目前水泥路面脱空状况评定方法中方法单一,不同评定方法的结果差异较大,主观影响因素过多等问题,根据影响脱空状况的板角最大弯沉、FWD截距、FWD斜率、接缝传荷系数等指标,提出了一种基于物元模型的水泥路面脱空状况综合评定方法,以水泥路面脱空状况、评价指标及其特征值构造物元模型,并根据计算出的综合关联度实现对各水泥路面脱...     

水泥混凝土路面纵缝传荷性能测试方法

接缝是我国水泥混凝土路面系列病害的根源之一,在养护工作中也很重视接缝的测试,但往往只强调横缝的性能,对于纵向接缝缺乏应有的关注.该文先采用有限元方法分别计算了横缝传荷性能变化和纵缝传荷性能变化对结构受力的影响,对比分析了纵缝传荷性能的重要性;然后计算了不同加载方式下的纵缝传荷系数,对比分析了测试车纵向停放和横向停放以及不同停放位置对纵缝传荷系数的影响;最后,结合现场测试数据,说明了加载方式及位置对纵缝传荷系数的影响.计算分析结果表明,在养护工作中应该重视纵缝传荷性能,并建议在测试纵缝传荷系数时采取测试车纵向停放加载的方法.     

旧水泥砼路面加铺沥青层的三维有限元分析

应用Abaqus三维有限元分析软件,针对旧水泥砼路面进行直接加铺和增设应力吸收层后加铺沥青层两种处理方案,通过与原未改造路面对比,结合温度场,进行不同荷载作用下路面结构接缝弯沉和传荷能力分析,研究沥青加铺层结构强度和反射裂缝。结果表明,加铺沥青层后弯沉与传荷能力均有明显改善;温度场对旧砼路面弯沉和传荷能力的影响远大于荷载作用,加铺沥青层后弱化;结构强度指数能评价传荷能力,但对温度耦合下的超载有局限性;增设应力吸收层能有效阻止反射裂缝。     

基于反算模量的接缝传荷能力的评价

根据落锤式弯沉仪（FWD）实测弯沉盆的反算模量研究了水泥混凝土路面的接缝传荷能力，提出了以板边弯沉盆反算的面板模量Eb与板中弯沉盆反算的面板模量Ez之比表征接缝传荷系数的方法，通过实际路面结构的验证表明，Eb/Ez很好地表征了接缝的传荷能力和使用性能，可供工程应用参考。     

接缝具有传荷能力的混凝土路面有限元分析方法

有限元程序CPAP采用面积坐标求解位移函数的方法进行编制，它对间接受荷板接缝边缘板单元刚度矩阵及地基刚度矩阵进行简单的数值处理，不用迭代及改变结构整体刚度矩阵的大小。为了能计算具有斜交边界或曲线边界的混凝土路面，采用了三角形薄板弯曲单元的有限元位移法。该程序可计算接缝具有传荷能力的多块不规则异形板混凝土路面的应力场和位移场，能够考虑地基脱空对路面板产生的影响。并举例说明了该程序计算结果的精确性。