連續(xù)配筋混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面工作機理和結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的研究.pdf

1、由于交通量增長迅猛，路面早期損壞較為嚴重，我國高速公路路面使用壽命經(jīng)常低于設(shè)計使用期。因此，有必要對瀝青路面耐久性進行深入研究，探索適宜的路面結(jié)構(gòu)型式。連續(xù)配筋混凝土與瀝青混凝土(CRC．AC)復(fù)合式路面是一種耐久性路面結(jié)構(gòu)，cRcP提供穩(wěn)定、堅實的基層，AC層改善路面使用性能。雖然國內(nèi)曾進行了相關(guān)的試驗和研究，但未考慮cRcP裂縫模式與普通JPCP或JRCP的差異、覆蓋瀝青層后對CRCP的影響和瀝青層與CRCP層間粘結(jié)問題。本文運用有

2、限元法對CRC-AC復(fù)合式路面進行了CRCP荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的分析、交通荷載作用下AC層裂縫形成及擴展機理的研究、AC層與CRCP層間剪應(yīng)力的研究，調(diào)查了現(xiàn)有CRCP實際使用性能，提出了基于路面破壞模式的CRC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。 CRCP荷載應(yīng)力分析中，建立三維有限元模型，通過計算與分析，確定了CRCP的最不利荷位，分析了路面結(jié)構(gòu)參數(shù)對CRCP荷載應(yīng)力的影響情況；確定了CRCP疲勞損耗臨界荷位，分析在不同裂縫間距下

3、，CRCP疲勞損耗臨界荷位處的荷載應(yīng)力隨路面結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的規(guī)律，建立回歸模型，得到了CRCP荷載應(yīng)力計算公式。 CRCP溫度應(yīng)力分析中，分析了CRC-AC復(fù)合式路面溫度場的分布規(guī)律，研究了CRCP最大溫度梯度與路面結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系，推導(dǎo)了CRCP的最大溫度梯度公式；建立CRCP溫度應(yīng)力計算模型，分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對CRCP翹曲應(yīng)力的影響規(guī)律，建立回歸模型，推導(dǎo)了CRCP翹曲應(yīng)力的計算公式。 交通荷載對AC層裂縫影響的研究中，分析

4、了交通荷載下AC層的受力狀態(tài)，建立AC層起裂模型進行了裂縫起裂壽命的計算，研究表明交通荷載下AC層不會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象；對由其它因素引起了AC層出現(xiàn)初始裂縫后，裂縫在交通荷載作用下擴展規(guī)律進行了研究，研究表明在交通荷載作用下道路使用期內(nèi)AC層不會出現(xiàn)裂縫的失穩(wěn)擴展。CRC-AC復(fù)合式路面AC層具有良好的抗裂性能。 AC層與CRCP層間抗剪性能的研究中，建立三維有限元模型，確定了AC層層底剪應(yīng)力的最不利荷位，對正常行車、有思想準備的停

5、車以及超載、緊急制動情況下AC層與CRCP間剪應(yīng)力進行研究，分析路面結(jié)構(gòu)參數(shù)對AC層層底最大剪應(yīng)力的影響規(guī)律，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，建立AC層層底最大剪應(yīng)力的預(yù)測模型。 CRC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究中，通過理論分析以及相應(yīng)試驗路的觀測，確定了CRCP的縱向疲勞開裂和AC層與CRCP的剪切破壞是CRC-AC復(fù)合式路面主要破壞模式，提出基于主要破壞模式的CRC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，給出了 CRC-AC復(fù)合式路面結(jié)