斜向预应力水泥混凝土路面技术研究

斜向预应力混凝土路面是一种新型路面型式。其特点是在水泥混凝土路面内布置双斜向预应力筋,使其在路面长度和宽度方向上均产生预应力,从而使路面在较长范围内不设置伸缩缝的无缝水泥混凝土路面。近年来已在收费广场,高速公路短路基以及超重超载地区进行了大面积推广应用,根据研究成果,本文提出了斜向预应力混凝土路面规范设计与对策设计2种设计方法,总结了斜向预应力混凝土路面的材料要求及施工工艺,并对其经济效益进行了分析。     

斜向预应力混凝土路面数值模拟

为研究斜向施加预应力路面的受力特性,通过理论推导由斜向预应力产生的路面板内压应力计算公式,预应力筋的直径、布设角度和间距是影响板内应力的主要因素。建立力学模型,模拟分析预应力筋作用位置、布设间距和角度以及直径大小对路面板应力的影响,结果表明,斜向预应力混凝土路面的锚固区和板角部分区域出现拉应力,但混凝土不会出现开裂;预应力筋布置在1/2板厚偏下是合理的,此时板底压应力大于板顶部,路面板产生负弯矩;预应力布设角度建议范围为25＆#176;～45＆#176;;考虑到经济性和预应力筋张拉空间,建议预应力筋布设间距最小为0．5 m,预应力筋的布设间距也不能过大,过大易造成路面板应力分布不均匀;可通过调整预应力筋的直径,以得到合理的布设角度和间距。     

斜张法双向预应力水泥混凝土路面关键设计参数研究

预应力水泥混凝土路面具有强度高、接缝少、不易出现病害和设计使用寿命长等优点。为降低造价、连续施工,提出斜张法双向预应力水泥混凝土路面的新概念。通过对斜张法双向预应力水泥混凝土路面关键设计参数的研究,提出了预应力值大小计算方法、斜向无黏结预应力筋的布置方法及U型板的设计方法,并针对试验路进行了初步设计。     

斜向预应力混凝土路面施工技术的应用

斜向预应力混凝土路面实际上就是在施工的过程中安放斜向的预应力筋,从而使路面在各个方向上都可产生充足的预应力,以此确保在不使用混凝土伸缩缝的前提下有效控制混凝土路面的裂缝。主要从施工准备、立模、滑动层铺设、钢筋加工及安装、混凝土拌合、混凝土运输、混凝土摊铺、养护、张拉预应力筋等方面对斜向预应力混凝土路面施工技术进行了探讨。采用该施工技术可以实现无缝混凝土路面,改善路面质量,提高交通运输的舒适度,值得深入研究和广泛应用。     

水泥混凝土路面板底脱空成因分析及处治技术

通过分析水泥混凝土路面板底脱空的破坏形态,得出了水泥混凝土路面产生板底脱空的深层次原因,同时,基于力学计算和疲劳寿命预估,研究了面板厚度和脱空尺寸对脱空板体临界截面弯拉应力和使用寿命的影响.在此基础上,提出了适用于水泥混凝土路面板底脱空处治的技术措施及施工质量控制标准,以有效处治水泥混凝土面板脱空问题,延长混凝土路面使...     

斜向预应力混凝土路面位移测试研究

斜向预应力混凝土路面是近年来新兴的一种路面类型,板长一般可达120m~200m,由于其具有接缝少、承载能力高、耐久性强等优点,被常用于收费广场、超限监测站及重载道路。文章依托斜向预应力实体工程,开展了斜向预应力混凝土路面板的位移测试,试验结果表明:夏季中午温度最高时,混凝土板的位移约4mm,晚上温度较低时位移约1mm,该试验研究结果可为斜向预应力混凝土路面的设计提供参考。     

水泥混凝土路面板底脱空对路面荷载应力的影响

中国水泥混凝土路面早期破坏比较严重,而脱空是造成这一现象的主要原因.当出现脱空后水泥板体产生的荷载应力会迅速变大,为了研究脱空对路面荷载应力的影响,利用光纤光栅技术在(湘)潭—邵(阳)高速公路水泥路面上进行试验,并使用有限元进行模拟分析.通过试验及分析得出:荷载与脱空尺寸对水泥混凝土路面脱空区内的动水压力影响很大,水泥混凝土路面板体产生的荷载应力与施加的荷载和脱空尺寸成线性关系,随着车辆荷载和脱空尺寸的增加,水泥板内的荷载应力线性增大.同时根据有限元模拟得到了考虑荷载和脱空尺寸条件下的潭邵高速公路水泥混凝土路面的荷载应力计算公式.     

连续配筋水泥混凝土路面开裂过程及影响因素分析

为了解CRCP路面的开裂过程及影响因素,借助有限元软件ANSYS,对CRCP路面早期及后期的开裂过程进行了分析,并讨论了地基阻力、筋材模量、温差及黏结刚度对CRCP路面开裂行为的影响。结果表明:在水泥混凝土面层铺设初期,裂缝大约在其间距为40 m时稳定;当水泥混凝土板长小于15 m时,地基摩阻力对板中混凝土的应力影响很小;筋材模量越大,筋材约束混凝土变形的能力就越强,最终水泥混凝土的开裂间距越小;温差越大,水泥混凝土路面的开裂速度也越快,但最终水泥混凝土的裂缝间距是趋于一致的;筋材与混凝土间的黏结刚度越大,水泥混凝土路面的开裂速度越快,最终的裂缝间距也越小。     

道路陡坡对水泥混凝土路面荷载应力的影响分析

以水泥混凝土路面结构为研究对象,采用三维有限元方法分析不同纵坡条件下路面结构在标准轴载作用下的应力变化。得出了板底弯拉应力、混凝土板最大主拉应力、层间剪应力与道路坡度之间的关系,探讨了水泥混凝土路面在纵坡地段的受力机理,为特殊地段路面结构设计提供参考。     

轻型交通小尺寸水泥混凝土路面开裂破坏模式分析

使用小板块水泥混凝土路面可以降低水泥混凝土路面的荷载和温度应力水平。在应用薄层水泥混凝土路面的时候,为了降低水泥混凝土路面中的应力水平,一般水泥混凝土路面板块尺寸要小于常规水泥路面。本文针对轻型交通使用的4m和4.5m宽的路面形式,对小尺寸水泥混凝土板进行了有限元计算分析,得到了标准轴载分别作用在板中板角位置时,混凝土板不同位置的荷载应力,并分析了荷载作用下小尺寸混凝土板的开裂破坏模式,得到了针对小尺寸板的临界荷位。     

预应力碳纤维布加固空心板桥极限承载力全过程分析

对承载能力不满足要求的装配式预应力混凝土空心板桥采用预应力碳纤维布进行加固,为了了解加固后的装配式预应力混凝土空心板桥极限承载力,利用Midas/FEA有限元软件建立了预应力碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥空间有限元计算模型,进行了加固后装配式预应力混凝土空心板桥极限承载力的全过程分析。研究结果表明:采用预应力碳纤维布对装配式预应力混凝土空心板桥进行加固,可以充分发挥碳纤维布的高强特性,减小钢绞线及混凝土的应力,改善预应力混凝土空心板的受力性能,延缓裂缝的产生;提高预应力混凝土空心板的屈服荷载、极限荷载,使预应力混凝土空心板的承载能力得到提高;增大空心板的刚度,使空心板的挠度明显减小,变形得到有效控制。     

“白加黑”施工期旧水泥路面板翘曲对沥青罩面平整度影响分析

通过对加铺工程中沥青面层施工温度场进行计算模型预估和数值分析,得出加铺过程中混凝土板内部温度梯度的变化规律,并指出隔离层或分层施工方式对减缓热量传导方面积极意义。通过建立三维有限元分析模型,分析了加铺工程3种典型路面结构施工过程中水泥混凝土路面板应力与变形的规律。最后对不同约束方式、不同尺寸混凝土板翘曲对平整度的影响进行分析,提出旧水泥混凝土路面板翘曲变形控制措施。     

预应力混凝土路面结构模型与数值分析（一）

采用三维等参数单元分析预应力混凝土路面应力，提出了更符合预应力混凝土路面工作状况的板底摩阻力的迭代处理模型，建立了纵向预应力等效模型和沿预应力筋线的摩阻力的计算模型，确定了预应力路面温度应力的处理方法，引入了具有较高精度的应力计算方法。通过考题验证，该分析方法和程序不论是荷载应力、位移的计算，还是温度应力的计算，都得出了令人满意的结果。     

拓宽旧水泥混凝土路面板纵向断裂成因机理分析

基于301国道阿城(刘秀屯)至亚布力段和同三公路哈尔滨至方正段的多处水泥混凝土路面板纵向断裂试验研究,分析了拓宽旧路面各结构层,如垫层对基层及基层对板体不均匀支承的分布规律和成因特征,并据此建立模型,应用有限元方法对不同车辆荷载作用下板体内最大弯拉应力进行求解。计算结果表明,水泥混凝土路面板下基层的近条带状不均匀支承是造成水泥混凝土路面板纵向断裂的重要原因。     

水泥混凝土路面三维尺寸分析

该文利用有限元软件Ansys,通过建立模型,分析平面板尺寸、板厚、面板弹性模量、层间接触条件、基层厚度及模量等因素对水泥混凝土路面荷载应力和温度应力的影响,同时考虑荷载应力和温度翘曲应力叠加后的综合应力对水泥路面板三维尺寸的效应的影响,初步得出水泥混凝土路面板合理的三维尺寸.     

基于有限元的季冻区水泥混凝土路面板底脱空判别方法研究

脱空直接影响路面工作性能。《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG H20-2007)中给出了水泥混凝土板脱空测试以及判别方法,但该规范中并没有给出脱空的判别指标和判别标准。《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ 073.1-2001)推荐的0.2mm有必要根据各地区实际的路面结构进行调整。文中利用有限元对季冻区水泥混凝土路面结构进行建模,得出适用于季冻区水泥混凝土路面板底脱空的判别标准推荐范围,并对鹤大高速进行弯沉检查及现场取芯验证,从而更准确地评价季冻区水泥混凝土路面板底脱空状况。     

预应力混凝土空心板桥横向体外预应力加固方法

针对预应力混凝土空心板梁桥存在的病害,采用施加横向体外预应力筋进行加固。以某装配式空心板梁桥为背景,建立板梁桥加固前、后三维空间有限元模型。通过分析桥梁跨中截面铰缝处混凝土应力值证明采用横向预应力筋加固板梁桥效果显著。     

斜向预应力水泥混凝土路面施工工序研究

普通混凝土路面由于存在横向接缝易发生挤碎、拱起、错台、唧泥等病害,从而影响路面的行驶质量,难以满足高等级公路长期的使用要求。目前减少路面接缝的主要途径是修筑预应力混凝土路面。本文所提的是斜向预应力混凝土路面,主要针对陕北地质条件,两桥梁之间路基短从而铺筑沥青斜向预应力混凝土。本文主要阐述斜向预应力的概念,并对其施工工序进行研究,各道工序必须充分满足设计要求,否则会出现不必要的裂缝病害。     

水泥混凝土轮迹路面板合理尺寸的确定

水泥混凝土轮迹路面是一种适用于小交通量的新型路面结构形式,在中国的广大农村及景观区有着广阔的应用前景。笔者致力于对水泥混凝土轮迹板合理尺寸的研究,利用有限元数值法进行不同尺寸轮迹板内的受力状态分析,计算得出荷载疲劳应力和温度疲劳应力,并据此提出控制标准,在满足此控制标准的前提下,确定出轮迹板的合理尺寸范围。     

声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空试验与数值仿真分析

为了研究声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空动力响应,针对水泥混凝土路面板纵缝脱空,采用室内缩尺试验和数值仿真结合的方法,通过传感器采集和分析室内试验中水泥混凝土路面板的应变和振动加速度。同时,结合试验情况建立水泥混凝土路面板纵缝脱空有限元模型,对路面板进行数值仿真分析,并与试验解进行了对比。结果表明:随着水泥混凝土路面板纵缝脱空面积的增大,路面板最大振幅对应的频率逐渐降低,振动时间逐渐延长,板的振动加速度和应变逐渐增大,其中板底应变大于板顶应变,且不同落锤高度也对试验结果有一定影响;纵缝脱空水泥混凝土路面板的最大振动加速度、应变和振动时间明显大于非脱空水泥混凝土路面板,而最大振幅对应的频率小于非脱空路面板;纵缝脱空试验解与数值解对比表明数值解是可行的,二者可以互相验证。