基于离散元的CRCP冲断区域剥落机理研究

摘要

剥落是CRCP冲断区域常见病害,病害产生后将严重影响道路美观,危害行车舒适与安全。为揭示剥落产生机理,首先分析剥落产生原因,划分剥落类型,构建力学分析模型;然后,考虑到混凝土细观上是由集料、胶凝材料及其界面组成,运用离散元软件建立混凝土立方体试件,进行抗压强度数值模拟试验,结合室内试验,确定混凝土细观参数,并进行弯拉强度和抗剪强度试验;最后,以确定的细观参数为基础,建立路面数值模型,进行受力分析,研究混凝土剥落产生机理及其影响因素。研究结果表明:剪切剥落不易产生,分层剥落是混凝土剥落的主要类型;随着车辆荷载的增加,剪切剥落和分层剥落均更易产生,且剥落深度更大;钢筋的腐蚀对分层剥落基本无影响,但使浅层剪切剥落更易产生;随着混凝土强度的衰减,路面受力变化不大,但其本身强度的衰减将加快混凝土的剥落;随着裂缝宽度的增加,钢筋承受拉应力加大,浅层剪切剥落更易产生,分层剥落不易产生。