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。     

连续配筋混凝土路面早期横向开裂分析

结合耒宜高速公路连续配筋混凝土路面(CRCP路面)试验路的调查结果，分析了CRCP路面早期横向开裂的影响因素。结果表明，混凝土的温缩和于缩作用受到钢筋和地基的约束是造成开裂的主要原因。从而为了解CRCP路面的裂缝成因及合理控制裂缝间距、裂缝宽度和钢筋应力提供了参考依据。     

沥青基隔离层对水泥混凝土道面早期开裂的影响

为分析沥青基隔离层对切缝前水泥混凝土面层结构内部温度收缩应力的影响,使用有限元模型数值模拟计算方法分析了不同铺筑长度、不同季节温度下板内收缩应力。研究发现隔离层的设置能够显著降低层内收缩应力水平,缩小较高应力水平范围,并基于计算结果推荐了不同季节温度条件水泥混凝土面层的一次性最大铺筑长度。     

美国连续配筋水泥混凝土路面开裂行为控制指标与措施研究综述

美国AASHTO 2002力学经验设计指南和中国JTG D40-2011《公路水泥混凝土路面设计规范》都将连续配筋水泥混凝土路面(简称为CRCP)横向裂缝的开裂间距和横向裂缝处钢筋位置的裂缝宽度同时作为控制指标。然而,国际上对CRCP开裂行为的合理控制指标尚存在争议。该文回顾了20世纪60年代至今美国在CRCP开裂行为控制指标与水泥混凝土材料组成、纵向和横向钢筋的布设和施工条件等对开裂间距及裂缝宽度影响的关键因素方面的研究成果。     

考虑裂缝传荷能力损失的连续配筋混凝土路面设计

目前连续配筋混凝土路面(CRCP)的设计基于两种方法,一种是根据CRCP板厚与普通接缝式混凝土路面板厚的一定比值关系,另一种是直接与某些相关参数如裂缝宽度、裂缝间距和钢筋应力的设计限制标准等建立关系.在均匀支承条件下,CRCP路面的厚度设计应考虑两点,一是使路面裂缝处保持较高的传荷效率,二是控制板的疲劳开裂,大致发生早期折断破坏.在非均匀支承条件下,荷载会加速集料的损耗和由于挠曲应力作用造成的累积疲劳损坏.     

连续配筋砼路面小板段荷载应力简化公式研究

连续配筋水泥混凝土路面(CRCP)在铺筑完成一段时间后,会在路面纵向上断裂成许多单独的板块。借助正交设计和多元统计回归方法,在有限元计算的基础上,提出了单块小板段的荷载应力简化计算公式。极差分析结果表明,CRCP荷载应力影响因素的重要程度从大到小依次为:板厚、裂缝宽度、地基反应模量、混凝土模量。单因素单变量的回归分析,确定了荷载应力和各影响因素之间的大致关系。通过对各变量的假设组合分析,以单变量多因素的多元统计回归方法获得了一定精度并能通过假设检验的拟合公式。     

连续配筋混凝土路面裂缝的发展规律分析

连续配筋混凝土路面(CRCP)作为一种特殊混凝土路面,主要为了提高路用性能和防治各种病害。其薄弱面为裂缝位置,而对裂缝评价的直观指标为裂缝间距和宽度。以不同配筋率的两段CRCP为依托进行长期观测,分析归纳了CRCP路面的裂缝形态、宽度以及间距的发展规律,并对裂缝间距以及宽度的优劣进行了评定。此外还提出了裂缝间距与宽度与配筋率及龄期的关系。     

AASHTO-1993连续配筋混凝土路面配筋设计验证研究

连续配筋混凝土路面(CRCP)裂缝形态和分布模式是影响其长期结构整体性、路面使用性能和寿命周期的重要因素,配筋设计直接影响CRCP裂缝的间距与宽度。该文回顾了AASHTO-1993CRCP配筋设计原理及方法,并进行了参数敏感性分析。利用山西省榆平高速公路CRCP路面的裂缝分布模式观察结果验证了AASHTO-1993CRCP配筋设计方法,研究结果表明:其配筋率计算方法偏于保守,提出的3项控制指标中的裂缝间距范围起主要控制作用,裂缝宽度和钢筋屈服强度指标一般容易满足。     

连续配筋混凝土路面的冲断破坏及其影响因素

连续配筋混凝土路面（CRCP）是一种高性能的水泥混凝土路面结构,冲断是CRC板的主要破坏形式,对影响冲断发生的因素进行了研究。横向裂缝的宽度过大会导致裂缝传荷能力的丧失,间距过小使车轮荷载在横向的分配占优势,混凝土板的横向应力大于纵向应力。充分的板厚可以提供足够的抗拉强度,适当的纵向钢筋配筋率可以产生较好的开裂模式,良好的板底支撑可以防止冲断的出现。     

连续配筋混凝土路面试验路研究

为了推广连续配筋混凝土路面（CRCP）的使用，在107国道许昌境内和210国道铜川境内修筑了不同结构的CRCP试验路，实地考察了CRCP的路用性能，使用标准轴载车进行了弯沉与应力测试,结果表明CRCP传荷能力强，整体强度高，承载能力大。通过对CRCP试验路裂缝的跟踪观测，调查分析了横向裂缝宽度，间距和发展情况，并对横向裂缝间距的概率分布模型进行了检验，初步验证裂缝间距符合对数正态分布。试验路研究表明CRCP的使用和结构性能都优于普通混凝土路面，适用于重交通高等级道路，在水文地质不良等特殊路段更有显著优势。     

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。     

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温度应力分析

基于钢筋混凝土间粘结滑移的线性和非线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面(CRCP)在温度荷载作用下的力学模型以及按接触理论推导的有限元刚度矩阵。得出了考虑粘结滑移线性和非线性本构关系的有限单元数值解,据此分析了降温荷载作用下路面应力、位移的分布规律。同时讨论了裂缝间距和配筋率、配筋方式对裂缝宽度的影响。结果表明,在相同的降温荷载作用下,随着裂缝间距的增大,钢筋和混凝土的应力呈现非线性增加;采用不同配筋方式对裂缝宽度的影响较大,建议设计时尽量采用小直径多根数的配筋方式。按接触有限元法进行温度应力的非线性分析,为今后的科研和设计提供了很好的理论依据。     

连续配筋混凝土路面早期力学响应现场测试与分析

为了确定环境荷载作用下连续配筋混凝土路面(CRCP)力学分析模型中的边界条件,对环境荷载作用下CRCP的早期应力、应变进行测试。将应变计植入无应力瓦中测试混凝土与应力无关的应变,将应变计纵向埋入CRCP不同深度处测试混凝土的总应变、钢筋的应变、混凝土的膨胀系数以及凝结时的温度和应变,并计算出混凝土的应力。结果表明:在进行环境荷载作用下CRCP应力、应变分析时,混凝土与钢筋不是完全粘结的,裂缝处不能采用固定或自由边界条件,测试出的裂缝处钢筋的应力可以直接体现在裂缝处边界条件中;路面开裂时混凝土的应力与直接拉伸强度比较接近。     

连续配筋水泥混凝土路面早期行为观测分析

为了对连续配筋水泥混凝土路面的早期行为影响因素及其影响机制进行更为直观的研究分析,在连续配筋水泥混凝土路面安装了温度传感器、振弦式应变计(VWSG)和钢筋应变计分别观测水泥混凝土从浇筑到达到设计强度过程中其温度和应变变化以及钢筋的变形规律。观测结果表明:水泥混凝土28d龄期内最大拉应变为100με;水泥混凝土水化作用初期,钢筋的拉应变与混凝土应变状态一致;随着裂缝的产生,钢筋应变大于水泥混凝土应变,龄期15d时钢筋应变急剧增大,龄期22d后钢筋应变基本稳定在700με,并随日气温变化而周期性变化,钢筋最大应变达到1 000με;冬季环境温度5℃时裂缝平均宽度为0.52mm,小于设计最大裂缝宽度0.8mm。     

CRC+AC复合式路面配筋率设计指标研究

连续配筋水泥混凝土(Continuously Reinforced Concrete,简称为CRC)+沥青混凝土(Asphalt Concrete,简称为AC)复合式路面的配筋设计方法尚不完善,根据气候条件,各地用的配筋量也有较大区别。在连续配筋水泥混凝土路面上加铺不同厚度的沥青层,将改变连续配筋水泥混凝土路面内的温度场和温度应力分布状态,并影响钢筋位置的裂缝宽度。文中利用自行开发的RP_TMP路面温度场计算程序,计算了5cm、10cm、15cm等3种加铺层厚度对水泥混凝土路面温度应力及钢筋位置裂缝宽度的影响;采用美国AASHTO2002设计指南中平均开裂间距和裂缝宽度确定方法,以裂缝宽度不超过0.5mm作为控制指标。计算结果显示,AC层的厚度每增加1cm,配筋率大约可以降低0.01%。研究计算结果可以用于指导复合式路面的配筋设计。     

连续配筋混凝土路面纵向配筋方法分析

纵向配筋是修筑CRCP的关键技术,也是制约其推广应用的主要问题.针对CRCP和CRC+AC复合式路面的结构特点和现有研究的不足,对现行规范中CRCP的纵向配筋方法进行了分析.运用传热学理论和有限元法,研究了CRC+AC复合式路面沥青混凝土面层的温度效应,计算和分析了沥青混凝土面层温度效应对CRC+AC复合式路面纵向配筋率的影响规律.研究结果表明:现行规范中横向裂缝平均间距和缝隙平均宽度的计算公式不够科学和合理,对温度效应考虑也不够全面,与实际不符;建议目前仍按2002版规范为依据进行纵向配筋设计;CRC+AC复合式路面沥青混凝土面层的厚度在不小于4 cm时能起到隔热作用,并对纵向配筋率可以起到折减作用;CRC+AC复合式路面沥青混凝土面层厚度为10 cm时,纵向配筋率可减小0.06％.研究成果对CRCP和CRC+AC复合式路面的合理设计和推广应用有重大意义,也可为公路水泥混凝土路面设计规范的重新修订提供重要参考.     

典型气候与施工条件下连续配筋水泥混凝土路面配筋率指标研究

配筋率是连续配筋水泥混凝土路面(Continuously Reinforced Concrete Pavement,简称CRCP)重要指标之一。钢筋主要用于约束混凝土收缩变形,保证在自然开裂条件下横向开裂的宽度在允许范围内。针对中国幅员辽阔、气候条件差异大的情况,该文使用自行开发的RP_TMP程序,根据美国AASHTO 2002路面力学-经验设计方法,分别计算了西安、漠河、沈阳、南京、拉萨、乌鲁木齐、昆明等7个代表性地区在高温和低温施工季节时,CRCP的平均开裂间距和裂缝宽度。参考欧美等国家CRCP的开裂控制指标,确定了保证裂缝宽度在最不利季节时小于0.5mm的所需配筋率,可供工程技术设计与研究人员参考。     

隧道的温度应力及由其引起的裂缝开展规律的研究

在隧道与岩介质相互作用的基础上，推导了岩石隧道温度应力的计算式，并给出了由温度应力引起的裂缝间距和宽度的计算公式；分析了影响温度应力的各种因素，探讨了由温度应力引起的裂缝的开展规律。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青层防止反射裂缝常用措施的分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一,控制反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面加铺层设计的关键。从增加沥青加铺层厚度;设置土工合成材料夹层;设置应力吸收夹层(SA-MI);铺筑级配碎石过渡层;铺筑特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层;旧水泥混凝土板上半刚性基层预切缝并铺筑土工合成材料;旧水泥混凝土板破碎稳定等方面进行阐述。