徐变对水泥路面板湿度翘曲及应力影响研究

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1、第34卷第10期Vol.34No.10工程力学2017年10月Oct.2017ENGINEERINGMECHANICS106文章编号：1000-4750(2017)10-0106-10徐变对水泥路面板湿度翘曲及应力影响研究魏亚，梁思明，吴泽弘(清华大学土木工程系，北京100084)摘要：水泥混凝土路面板的温湿度翘曲和交通荷载的耦合作用是其发生疲劳破坏的主要原因之一。湿度梯度及湿度翘曲在路面板中的存在时间较为持续长久，不可避免地会受到混凝土徐变的影响。该文进行了干燥和密闭状态下水泥混凝土梁的弯曲徐变试验，提出弯曲徐变度

2、和徐变系数的计算方法，并将上述徐变参数植入有限元程序中模拟分析徐变对结合式和分离式混凝土路面板翘曲变形和应力发展影响。结果表明：干燥状态下的弯曲徐变是密闭状态下徐变的1.67倍；徐变能够降低翘曲变形、翘曲应力及与荷载耦合情况下的总应力；徐变对结合式路面板的翘曲变形和应力发展影响较大，徐变降低了36%的湿度翘曲变形和45%的翘曲应力；在板角交通荷载的耦合作用下，徐变可使结合式路面板的总应力降低34%。因此徐变是合理分析混凝土路面板的翘曲变形和应力发展不可忽略的因素。关键词：水泥混凝土路面；弯曲徐变；湿度翘曲；总应力；结

3、合式和分离式路面中图分类号：U416.216+2文献标志码：Adoi:10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0397INVESTIGATIONOFCREEPEFFECTONMOISTUREWARPINGANDSTRESSDEVELOPMENTINCONCRETEPAVEMENTSLABSWEIYa,LIANGSi-ming,WUZe-hong(DepartmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstra

4、ct:Amajorreasonforthefatiguefailureofconcretepavementsisthecouplingofcurlingandwarpingdeformationandtrafficloads.Themoisturegradientandmoisturewarpingwouldexistinconcreteslabsforarelativelylongtime,whichareinevitablyaffectedbyconcretecreep.Inthisstudy,atestsetu

5、pwasdesignedtomeasuretheflexuralcreepofconcretebeamsexposedtosealedanddryingconditionsandacalculationmethodoftheflexuralspecificcreepandcreepcoefficientwasproposed.Thecalculatedcreeppropertieswerethenincorporatedinfiniteelementanalysistoanalyzethecreepeffectonw

6、arpingdeformationandstressgeneratedinslabswhentheyareeitherbondedandunbondedwithbase.Itisfoundthattheflexuralcreepunderdryingconditionisapproximately1.67timesthatundersealedcondition.Creepcanreducewarpingdeformationandwarpingstressaswellasthetotalstresswhenthet

7、rafficloadsareconsideredtogether.Thecreepeffectissignificantinslabsbondedwiththebase,andreduceswarpingdeformationandwarpingstressby36%and45%,respectively.Thetotalstresscausedbythecouplingofthemoisturegradientandthetrafficloadsappliedattheslabcornersisreducedby3

8、4%.Therefore,itisimportanttotakeintoaccountthecreepeffectwhenconductingdeformationandstressanalysisofconcretepavementslabs.Keywords:cementconcretepavement;flexuralcreep;mois