脱空对水泥混凝土路面接缝传荷能力的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第35卷，第3期公路工程Vo1．35．No．32010年6月HighwayEngineeringJun．，2010脱空对水泥混凝土路面接缝传荷能力的影响田小革，姚飞，张淑泉(长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410004)[摘要]水泥混凝土路面为了减少温度开裂及干缩开裂，设置了接缝，而接缝却成了水泥混凝土路面最薄弱的部分。接缝的传荷能力对于水泥混凝土路面的路用性能和使用寿命，以及对于旧水泥凝土路面的罩面设计及其使用寿命具有较大的影响。为此，在确定了脱空模型之后分别对其进行动静荷载作用下的分析，找出了不同

2、接缝模量和脱空尺寸对受荷板脱空、受荷板和未受荷板同时脱空时接缝传荷系数L的影响规律。分析表明：对于同一脱空尺寸下，接缝模量的增大对接缝的传荷能力的增加是单调的；对于同一接缝模量下，对于单板下的脱空来说脱空尺寸为0．8m是脱空尺寸与L对应关系的一个拐点，而对于双板脱空则不然，L是随着脱空尺寸的增大而增大的。[关键词]水泥混凝土路面；脱空；接缝传荷系数；有限元[中图分类号]U416．216[文献标识码]B[文章编号]1674—0610(2010)03—0024—04TheEffectsofConcretePavementVoidonLoadTra

3、nsferEfficiencyofJointsTIANXiaoge，YAOFei，ZHANGShuquan(SchoolofTrafficandTransportationEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha，Hunan410004，China)[Keywords]cementconcretepavement；void；loadtransferefficiency；finiteelementmethod路面缝隙处浸入的雨水在板底脱空区形成积水，在0引言行车荷

4、载的反复挤压作用下，积水与基层材料中的接缝的传荷能力LTE(LoadTransferEfficiency)细颗粒形成泥浆，沿路面接缝或裂缝处喷溅出来形定义为混凝土路面板的接缝所具有的，将车轮荷载成唧泥，唧泥的出现进一步扩大板底的脱空区，从而由接缝一侧直接承受荷载的板块向接缝另一侧非直在重载车辆作用下使水泥混凝土面板断裂破损。接承受荷载的板块进行传递的能力。表征传荷能力在脱空的情况下，动静荷载作用下，脱空范围与的直接指标应该是接缝两侧所承受的荷载之比值。接缝传荷能力的关系，以及接缝的传荷能力对弯沉接缝的传荷能力可用传荷系数表征，它以接缝两侧的影

5、响，这些问题还没有一套完善的研究成果。本相邻板的弯沉(挠度)、应力或应变量的比值定义。文通过脱空模型的建立，分析不同脱空尺寸，不同脱使用中的水泥混凝土路面板，在重复车辆荷载、空形式(仅受荷板脱空以及受荷板和未受荷板同时环境因素等作用下，混凝土板某些部位与层间的脱脱空)下，不同荷载情况下(静载和动载)，不同接缝空是客观存在的。水泥混凝土路面在使用过程中，宽度、接缝模量、面板模量和基层模量，不同脱空形由于板底基层材料的刚度远小于面板材料，特别是式下(仅受荷板脱空以及受荷板和未受荷板同时脱以砂砾类结构层为基层的路面，在行车荷载重复作空)对接缝传荷能

6、力的影响。用下，基层顶面产生的塑性变形累积而出现与混凝1水泥混凝土板脱空的力学分析模型土面板脱空。同时，在温度变化下，混凝土面板的翘曲也使得基层出现塑性变形而与混凝土板脱空。板1．1模型的建立底脱空为水的浸入同时也创造了条件：在雨季，从本文采用ANSYS10．0通用有限元软件采用弹[收稿日期]2009—10—14[作者简介]田小革(1970一)，男，湖北武汉人，博士，教授，硕士生导师，主要研究方向：路面结构与材料。学兔兔www.xuetutu.com第3期田小革，等：脱空对水泥混凝土路面接缝传荷能力的影响25性半空间地基模型对水泥混凝土路面结

7、构在动静荷载作用，不同影响因素下的弯沉进行计算分析。考三三=]白=三i==了虑到各种因素的影响，采用3层模型进行分析，模型避窒垫围L_—避窒整垦四周施加水平约束，土基底部固结，采用SOLID186图2两种脱空模型简化形式单元。SOLID186为1立方体三维2O节点单元类型，每节点具有3个自由度(，Y，z)，适用于三维不①静态分析时，加载的参数设置依据是根据贝规则网格划分有限元模型(如弹性层状体系)。运克曼梁的工作原理进行加载设置：荷载大小为用过程中这种单元不需要额外的设置参数，只需把0．7MPa，荷载半径为0．15m。②动态分析时，采用FWD

8、模拟计算模型，取荷混凝土板的弹性模量、泊松比和P同时赋予混凝土板即可。模型简化图如图1所示。载参数为：荷载峰值：0．7MPa；荷载作用时间：0．03s；荷载圆半径：