双层连续配筋混凝土路面结构分析与应用研究

摘要

双层连续配筋混凝土路面是指在水泥混凝土路面板中布置上、下两层钢筋，由于上、下两层钢筋都对混凝土具有拉结作用，这种结构板块整体性、稳定性更好，且能更好地适应重载交通发展的趋势。目前，连续配筋混凝土路面通常布置一层钢筋，采用双层布筋的工程案例不多，针对这种路面结构开展的研究分析也少，现有研究中缺少关于这种路面结构在温度作用与荷载作用的受力分析，双层布筋与单层布筋的比较分析也较少。
　　根据连续配筋混凝土路面结构和受力特点，通过运用ABAQUS有限元软件，分别建立了均匀温降作用下的温缩变形和温度梯度作用下的翘曲变形计算模型，并且对采用同种钢筋且配筋率相同的双层布筋方案与单层布筋方案进行了比较分析。在温缩变形中，由于上、下两层钢筋对混凝土的收缩有抑制作用，双层布筋方案的混凝土整体拉应力大于相应的单层布筋方案。在温度翘曲变形分析中，双层布筋方案的连续配筋混凝土板板底翘曲应力略大于相应的单层布筋方案。
　　建立了基于温克勒地基模型的连续配筋混凝土路面模型，对采用同种钢筋且配筋率相同的双层布筋方案与单层布筋方案在车辆荷载作用下的受力响应进行了比较分析。双层布筋方案的受荷板最大竖向位移比单层布筋方案受荷板最大竖向位移小15.63％。这是由于双层布筋起到了承受荷载的作用，能够减小受荷板的竖向位移。尤其在重载、板中底部局部脱空以及考虑冲断破坏的板边脱空的工况下，双层布筋较单层布筋有一定的优势。
　　根据对双层连续配筋混凝土路面实体工程的分析，重载交通下的路面结构设计从下至上可采用水泥稳定碎石+水泥混凝土+细粒式沥青混凝土+双层连续配筋混凝土的结构。双层连续配筋混凝土路面产生的横向裂缝宽度小于1mm，裂缝间距满足Dagum函数分布。研究成果可为双层连续配筋混凝土路面的应用提供参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 研究现状评述

1．3 主要研究内容与技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 双层连续配筋混凝土路面温度应力分析

2．1 温度作用分析模型的建立

2．1．1 材料参数

2．1．2 地基模型

2．1．3 钢筋与混凝土间的界面模拟

2．1．4 基本假定

2．2 温缩变形分析

2．2．1 建立温缩变形计算模型

2．2．2 温缩变形计算模型可行性分析

2．2．3 不同钢筋布置方案比较分析

2．3 翘曲变形分析

2．3．1 建立翘曲变形计算模型

2．3．2 翘曲变形计算模型可行性分析

2．3．3 不同钢筋布置方案比较分析

2．3．4 温度梯度对翘曲应力的影响

2．3．5 地基反应模量对翘曲应力的影响

2．3．6 双层钢筋布置位置对翘曲应力的影响

2．4 本章小结

第三章 双层连续配筋混凝土路面荷载应力分析

3．1 荷载作用分析模型的建立

3．1．1 模型基本参数

3．1．2 车辆荷载与临界荷位

3．2 建模可行性分析

3．3 荷载应力分析

3．3．1 不同钢筋布置方案比较分析

3．3．2 重载情况下荷载应力分析

3．3．3 配筋率对荷载应力的影响

3．3．4 双层钢筋布置位置对荷载应力的影响

3．4 本章小结

第四章 双层连续配筋混凝土路面板底脱空受荷分析

4．1 混凝土板底脱空成因分析

4．2 板中底部局部脱空受荷分析

4．2．1 板中底部局部脱空模拟方案

4．2．2 不同钢筋布置方案比较分析

4．2．3 不同脱空程度比较分析

4．2．4 脱空区面积变化比较分析

4．3 考虑冲断破坏的板边脱空受荷分析

4．3．1 冲断破坏产生机理

4．3．2 考虑冲断破坏板边脱空模拟方案

4．3．3 不同钢筋布置方案比较分析

4．3．4 不同脱空程度比较分析

4．3．5 脱空区宽度变化比较分析

4．4 本章小结

第五章 双层连续配筋混凝土路面应用技术研究

5．1 工程概况

5．2 双层连续配筋混凝土路面施工技术

5．2．1 双层连续配筋混凝土面层施工工序

5．2．2 横向裂缝的主动控制

5．3 路面横向裂缝观测与分析

5．3．1 裂缝类型

5．3．2 路面横向裂缝分析

5．4 双层布筋与单层布筋优缺点比较

5．5 本章小结

结论与展望

主要结论

主要创新点

展望

参考文献

致谢

附录