连续玄武岩纤维筋水泥混凝土路面的配筋设计研究

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1、连续玄武岩纤维筋水泥混凝土路面的配筋设计研究顾兴宇，陆佳颖，沈新（东南大学交通学院，南京210096）摘要：通过分析连续配筋水泥混凝土路面设计施工中的关键问题，提出采用新材料代替钢筋的必要性。介绍了连续玄武岩纤维筋的物理化学性能，建立了连续配筋路面温缩及干缩应力分析的计算模型，得到可用于玄武岩纤维筋配筋水泥混凝土路面设计的三大控制指标，并将结果与钢筋配筋的指标进行比较，结果表明应用玄武岩纤维筋代替钢筋是完全可行的。关键词：连续配筋混凝土路面，玄武岩纤维筋，微分方程，钢筋，控制指标TheReinforcementDesignofBasaltFiberReinforcementinth

2、eCRCPGuXingyu,LuJiaying,ShenXin(TransportationCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210096)Abstract：AnalyzedthekeyproblemsinCRCPdesignandconstruction,thispaperputforwardthenecessityofreplacingsteelbarwithnewmaterials.Afterintroducedthephysicalandchemicalpropertiesofbasaltfiber,thepapersetupCRCPte

3、mperatureshrinkagestressanddryingshrinkagestresscalculationmodels,obtainedthethreecontrolindexesforconcretebasaltfiberreinforcedcontinuouspavementdesign,comparedtheindexeswiththatofconcretesteelbarreinforcedcontinuouspavement.Theresultsindicateithasahighfeasibilitytoreplacesteelbarwithbasaltfi

4、berinCRCP.Keywords：Continuousreinforcementpavement;basaltFibre;differentialbalanceequation;steelbars;controlindicators.1前言1连续配筋水泥混凝土路面（CRCP）通过在路面纵向配有足够数量的钢筋，以抵制混凝土道面板纵向收缩产生断裂，因此连续配筋混凝土道面完全不设置胀缝及缩缝(施工缝及构造需要的胀缝除外)，形成一完整而平坦的表面，改善了滑行的平稳性，同时也增加了道面板的整体强度。研究表明，连续配筋水泥混凝土内的纵向钢筋对荷载应力影响不大，主要起控制裂缝的作者简介：顾兴

5、宇，1976年，男，副教授，硕士生导师，guxingyu1976@163.com；陆佳颖，1985年，女，硕士研究生,lujiaying198511@163.com.作用（轴向受力），不像桥梁中的受力钢筋主要起抗弯的作用，因此在道面中用如此多的钢筋造成了钢这种战略资源的浪费；此外，在CRCP路面设计中一项重要指标就是钢筋的屈服应力，这个指标对裂缝间距和裂缝宽度起着控制作用，而钢筋屈服应力的不足也影响着裂缝设计指标的选择和优化；另一方面，一般16mm螺纹钢筋长度为8~12m，我国规范规定连续配筋时必须保证钢筋的焊接长度为16d，如此多的焊接工作量是阻碍大规模快速施工的障碍，同时也大大

6、增加了工程造价。因此如能找到一种具备类似钢筋性能，造价低、耐锈蚀、力学性能更优异的钢筋替代物，作为新型加筋材料，将为该道面结构的推广提供更好的途径。2玄武岩纤维筋简介“连续玄武岩纤维”(ContinuousBasaltFibre简称CBF)是以纯天然火山岩为原料，在1450～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。CBF与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）等高技术纤维相比，除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外，CBF还具有耐温性佳（－269～700℃）、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性

7、能，且性价比好，是一种[1]纯天然的无机非金属材料。连续玄武岩纤维筋是以玄武岩纤维为增强材料，以合成树脂(如不饱和聚酯树酯、环氧树脂、乙烯基酯树脂)为基体材料，并掺入适量辅助剂(如交联单体、引发剂、促进剂、蚀变剂、阻燃剂、阴聚剂、填料、颜料等)经拉挤工艺和特殊的表面处理形成的一种新型复合材[2][3]料。其优点是耐腐蚀、强度高、重量轻、耐电磁。连续玄武岩纤维筋的主要技术指标及其与钢筋的对比如表1、2所示：表1玄武岩纤维筋材技术指标及其与钢筋对比名称玄武岩纤维筋（BFR