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水泥混凝土路面接缝传荷衰变试验研究

刘旭峰  
【摘要】:接缝是水泥混凝土路面的重要结构,同时也是水泥混凝土路面的薄弱环节。接缝的传荷能力影响着水泥混凝土路面的路用性能与使用寿命。接缝处置不当引起的路面损坏占水泥混凝土路面损害的大多数,如唧泥、脱空、板角断裂等。这些病害也会导致接缝传荷能力降低,严重影响路面的使用状况。因此本文深入开展环境与荷载作用下水泥混凝土路面接缝传荷能力衰变规律研究,具有重要的现实意义。 通过水泥混凝土路面接缝传荷能力的调查,得出接缝传荷能力随着基层刚度的增大而增大,贫水泥混凝土类基层的路面接缝传荷能力较强,水泥稳定碎石类基层的路面次之,二灰稳定碎石类基层的路面较差。 通过对不同类型的接缝传荷的机理研究,分析了接缝传荷衰变的过程,并得出接缝松动量的大小决定了接缝传荷系数的大小,接缝松动量的发展速度决定了接缝传荷能力衰变的速度。 利用有限元软件建立三维接缝模型,分析不同传力杆直径、不同传力杆长度以及不同面板厚度的情况下传力杆周围混凝土应力分布情况,并分析了松动量对传力杆周围混凝土应力的影响,得出接缝传荷能力的衰减并不是由传力杆塑性形变造成,而是由于在荷载的反复作用下,传力杆周围混凝土出现疲劳压(拉)破坏而造成的,并且分析得出,松动宽度的增加主要是由松动末端荷载应力二次集中所致,而松动高度的增加主要是由于荷载的逐渐增加所造成的。 通过对制作的接缝传力杆试件进行疲劳荷载试验,分析了传力杆直径、传力杆长度、面板厚度等各因素对接缝传荷能力的影响,并总结了接缝传荷能力衰变的规律,回归了荷载作用次数与接缝传荷能力以及荷载作用次数与松动量之间的关系式。


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