水泥混凝土路面临界荷位研究

基于Winkler弹性地基模型假设,结合多轴化、重载化的交通运载趋势,考虑不同温度梯度对水泥混凝土路面受力情况的影响,对各种车型位于不同荷载作用位置时的水泥混凝土路面受力状态进行有限元分析,确定不同荷载应力与温度应力耦合作用下水泥混凝土路面的临界荷位,为采用不同设计标准的各种设计方法提出选取临界荷位的合理建议。结果表明,若以板中荷载疲劳应力破坏为设计标准,当水泥混凝土路面处于正温度梯度或零温度梯度时,其临界荷位为车辆载重轴作用于纵缝边缘中部位置;当水泥混凝土路面处于负温度梯度时,临界荷位为车辆相邻两轴作用于同一块路面板的前后两端位置;若以板角挠度破坏为设计标准,无论水泥混凝土路面处于何种温度梯度,临界荷位均为载重轴作用于靠近角隅的板边横缝边缘。     

复合沥青路面临界荷位分析

本应用经验证的三维有限元分析程序分析了旧水泥路面上沥青罩面后复合结构在多种行车荷载作用下的应力状况，并结合试验路观测结果，确定了复合沥青路面结构的临界荷位。     

水泥混凝土轮迹路面结构受力分析

水泥混凝土轮迹路面板底拉应力严重影响其使用寿命,采用有限元数值模拟技术对板底拉应力分布进行了分析。首先通过对比七种荷位下的板底最大拉应力,确定了水泥混凝土轮迹路面的临界荷位。以此为基础,分析了基层厚度、土基模量、面层与基层模量、板宽、板长及板厚对轮迹板底拉应力的影响规律。在综合考虑地区特点与造价的基础上,固定基层厚度、土基模量、面层模量与板宽后,对板长、板厚与基层模量进行合理的设计与施工将可以有效降低轮迹板底最大拉应力。     

水泥混凝土路面的轴载动荷效应

本文研究随机波动的轴载对混凝土路面结构疲劳作用，推导了动轴载不同分布假设下疲劳损耗等效的动荷系数Ｒｄ计算式；从而，深入地分析了动荷系数Ｒｄ的分布规律和变异水布，证明了Ｒｄ－１分布服从对数正态分布，并提出了计算对数正态分布参数的近似公式。还建议建议在目前情况下，动荷系数Ｒｄ的均值取１．１０，其变异系数取４％左右。     

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。     

水泥混凝土路面脱空评定系统

水泥混凝土路面板下脱空评定是水泥凝土路面结构状况评价的重要组成部分。在大量分析缝边、板角实测荷载－弯沉曲线特征的基础上，本文提出了以传荷状态临界荷载及其对应弯沉为评定指标的脱空评定方法，编制了适合工程实际应用的接脱空评定系统软件。     

钢纤维水泥混凝土路面接缝传荷能力分析

对钢纤维混凝土中钢纤维的掺量与强度的关系进行了分析，得出路面中使用的钢纤维抗拉强度应不小于600MPa。对钢纤维混凝土纵向假缝的承载能力进行了讨论，认为纵向假缝可以取消拉杆；对钢纤维混凝土路面横向假缩缝的传力杆设置和分缝方式进行了探讨，提出了当钢纤维掺量为0．6％－1．0％，路面板长设计为7－12m时，可采用隔2道缩缝传力杆并加深2／5板厚切缝；中间2道缩缝可不设传力杆，并浅切缝，深度1／5板厚。     

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。     

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.     

CRC+AC复合式路面荷载应力分析

针对CRC+ AC复合式路面结构的特点和现有研究的不足,运用力学理论和有限元法,建立了基于裂缝模式的CRC+ AC复合式路面的有限元模型,确定了不同裂缝间距下CRC+ AC复合式路面的临界荷位,分析了模量、配筋率、配筋位置等因素变化下,结构层厚度与CRC层最大主应力之间的关系.研究结果表明:临界荷位可能出现在横向裂缝边缘的中部和纵向自由边中部;AC层的模量增加40％左右与AC层的厚度增加1 cm作用基本等效;CRC层的模量减少8.5％左右与板厚增加2 cm的作用基本等效;配筋位置对板内荷载应力的影响不大,建议布筋位置在CRC层的1/2处;基层的模量和厚度对荷载应力的影响较大,模量增加25％板内荷载应力约减小4％.研究结果可为CRC+ AC复合式路面的合理设计提供参考依据.     

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。     

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.     

水泥混凝土路面缩缝传荷体系的力学分析与优化

介绍了水泥混凝土路面增设传力杆构建缩缝传荷体系的必要性,提出了推荐的传力杆长度与直径比例、布设间距等;指出可靠、有效的缩缝传荷体系不仅能够改善面层板和基层的受力状态,而且有利于保持路面的整体使用功能、提高路面的使用耐久性。     

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...     

接缝性水泥混凝土路面接缝传荷能力测试方法探讨

设传力杆的水泥混凝土路面接缝传递荷载的能力会在各种因素的作用下逐渐减小,直至影响路面行车的平顺。通常的做法是实际测试横缝传荷能力后再确定维修方案,目前普遍采用贝克曼梁测试横缝两侧的弯沉,以弯沉比值定义传荷系数。但对于测试车、加载位置、弯沉测试点等没有相关规定,测试结果波动非常大,没有可比性。该文利用三维有限元程序EverFE分析了测试车载重和轮胎接地面积、加载位置、弯沉测试点对水泥混凝土路面横缝传荷系数的影响,结果表明除测试车轮胎接地面积外的其他因素对传荷系数的影响均较大。为此,有必要对水泥混凝土路面接缝传荷能力的测试做出统一的规定。     

玄武岩纤维筋连续配筋复合式路面荷载应力分析

运用 ABAQUS 有限元软件,建立了基于弹性地基双层板模型和裂缝模式下的玄武岩纤维筋连续配筋复合式路面荷载应力有限元模型,提出用粘结单元定义裂缝接触面的法向和切向接触本构行为,即用裂缝剪切刚度来模拟裂缝间的嵌锁作用。通过分析确定了不同裂缝间距下复合式路面的临界荷位---纵向自由边中部,并比较了 BFRP筋和钢筋两种配筋条件下混凝土板应力随 AC 层厚度、CRC 层厚度、筋位置、配筋率及裂缝剪切刚度的变化规律。计算结果表明,2种配筋条件下混凝土板应力值随参数变化规律相似,应力值基本相等,这为 BFRP筋应用于 CRC ＋AC 复合式路面提供了理论依据。     

选用沥青混凝土路面还是水泥混凝土路面

奥地利、美国、芬兰等国通过对沥青混凝土与水泥混凝土路面的研究比较，认为这两类路面都应该使用，应根据修建及管理养护的费用，交通量等综合考虑来选用路面类型，指出偏见是有害的。     

水泥混凝土路面板底脱空快速评定方法

通过对第1传荷状态临界荷载及其对应弯沉影响因素的分析,发现以与第1传荷状态临界荷载相对应弯沉作为板底脱空评定指标是可行的。通过试验路实体工程验证,该板底脱空评定方法是合理的。     

水泥混凝土路面板下地基脱空状况的评定与分析

以重复荷载下的接缝工作特性为基础,通过对第一传荷状态临界荷载及其对应弯沉影响因素的分析,指出脱空对弯沉的影响是显著的,并提出以第一传荷状态临界荷载与对应弯沉为指标的脱空评定模型与评定方法,使评定工作在单板系统基础上进行,排除了接缝传荷状况不确定的影响。最后,给出脱空尺寸与弯沉典型回归关系式,从而能够利用FWD对水泥混凝土路面板下脱空进行快速评定。