AC＋CRC复合式路面温度应力的有限元分析

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1、第38卷，第6期公路工程Vo1．38．No．62013年12月HighwayEngineeringDec．，2013AC+CRC复合式路面温度应力的有限元分析范海军，钟梦武，吴正新(1．湖南省怀通高速公路建设开发有限公司，湖南怀化418116；2．湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015；3．湖南大学土木工程学院，湖南长沙410082)[摘要】基于传热学基本原理，采用有限元软件ABAQUS，建立了温度荷载作用下AC+CRC复合式路面结构三维有限元模型，探讨了横向裂缝间距、AC层厚度及模量、CRC板厚度及模量、配筋率等路面结构参数对复合式路面结构温度翘曲应力的影响

2、规律。分析结构表明，温度荷载下横向应力接近主应力，应予以重点考虑。路面板宽度、厚度及温度梯度与板内最大主应力关系密切，配筋率、粘结刚度系数对纵向拉应力影响也较大。研究结果可为AC+CRC复合式路面结构设计提供一定的理论依据。[关键词]复合式路面；有限元；热传学；温度场；温度应力[中图分类号】U416．217[文献标识码】A[文章编号】1674—0610(2013)o6—0049—05FiniteElementAnalysisofThermalStressinAC+CRCCompositePavementFANHaijun，ZHONGMengwu，WUZhengxi

3、n(1．HunanHuaitongExpresswayConstruction＆DevelopmentLtd，Huaihua，Hunan418116，China；2．HunanCommunicationsResearchInstitute，Changsha，Hunan410015，China；3．CollegeofCivilEngineering，HunanUniversity，Changsha，Hunan410082，China)[Abstract]Basedontheheatconductiontheory，thestressanalysismodelwase

4、stablishedtosimu—latethecontinuouslyreinforcedconcretewithasphaltconcreteoverlaycompositepavementunderthermalloadusingABAQUS．Thethermalwarpingstresswerecalculatedundertheeffectsofstructurethicknessandmodulus，steelratioandSOon．Resultsoftheanalysisindicatethattransversethermalwarpingstr

5、essofCRCslabisapproximatelyequaltoprincipalstress．ThicknessandwidthofCRCslab，thetempera-turegradienthaveacloserelationshipwiththermalstress．Steelratioandbondrigidityparameterhaveacertainefectonthedistribution．TheresultscouldprovideatheoreticalbasisfordesignofAC+CRCcompositepavement．[K

6、eywords]compositepavement；finiteelement；heatconduction；thermalfield；thermalstress连续配筋混凝土复合式路面(AC+CRC)便是当气温下降时，板内就会产生收缩变形，这些变形受一种新型的高性能路面结构形式。它综合了连续配到路面板自重、地基反力等的相互约束，导致板内产筋混凝土板强度高耐久性好的优点，以及沥青路面生温度伸缩及翘曲应力。翘曲应力及荷载应力的共行车舒适、养护维修方便的特点。其中沥青面层起同作用是导致CRC板发生断裂破坏的最主要原因，功能性的作用，而连续配筋混凝土板为主要承重层。现行

7、规范中水泥混凝土路面就是根据这两种应力求鉴于国内超载严重，沥青资源不足而水泥资源充足出疲劳应力而进行路面结构设计的。的现状，从适用性、经济性等角度考虑，建议推广下当负温度梯度作用于路面结构时，板底受压力面层为CRC板而上面层为沥青的复合式路面⋯。而板顶受拉力，抵消了部分行车荷载的作用，对于路复合式路面结构不仅受行车荷载反复作用的影面结构整体受力是有利的。因此，本文省去负温度响，而且因为暴露在自然环境中，受太阳辐射，气温梯度作用下翘曲应力的分析计算，主要考虑CRC板等影响也很大，其内部温度随着气温的变化而变化。在正温度梯度下，翘曲应力的变化规律和路面结构[收稿日期】

8、2013～