水泥混凝土雙向拉伸軟化特性與路面板開裂破壞研究.pdf

1、水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性和耐久性能好、耐高溫、耐磨耗以及養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，作為一種高級(jí)路面結(jié)構(gòu)形式被大量采用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸業(yè)的日益發(fā)展，在我國(guó)這樣一個(gè)水泥生產(chǎn)大國(guó)，混凝土路面必將得到更加廣泛的應(yīng)用。一般而言，水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)使用年限為20 ～30 年，但目前的情況是，相當(dāng)多的路面在開放交通后3 ～5 年甚至更短的時(shí)間內(nèi)，就不同程度地出現(xiàn)開裂破壞現(xiàn)象，不但造成巨大的維修壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且嚴(yán)重干擾交通。因此，弄清楚水

2、泥混凝土路面提前開裂破壞的根本原因，找到預(yù)防和控制的有效措施，便成為工程中迫切需要解決的問題。 本文在借鑒國(guó)內(nèi)外已有研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)混凝土路面開裂破壞的相關(guān)問題進(jìn)行研究。首先，通過試驗(yàn)研究，證明了水泥混凝土在雙向拉伸狀態(tài)下具有軟化現(xiàn)象，得出了定量結(jié)果。推導(dǎo)出了用單向拉伸試驗(yàn)結(jié)果表示出的混凝土雙向拉伸強(qiáng)度計(jì)算公式。由于水泥混凝土路面板底實(shí)際上處于雙向拉伸應(yīng)力狀態(tài)，因而上述結(jié)論為研究混凝土路面提前開裂提供了新的依據(jù)，為修改完善

3、混凝土路面板厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)提供了合理參考數(shù)據(jù)。其次，根據(jù)Rashid 的彌散裂紋模型理論，描繪了混凝土雙向拉伸開裂軟化機(jī)理圖，并運(yùn)用斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)的基本原理探討了混凝土路面的開裂機(jī)理和破壞過程。再次，在分析傳統(tǒng)的水泥混凝土路面設(shè)計(jì)計(jì)算理論及其局限性的基礎(chǔ)上，研究了混凝土雙向拉伸軟化特性對(duì)路面疲勞壽命的影響、初始裂紋對(duì)路面疲勞壽命的影響，以及路表不平整時(shí)動(dòng)荷載對(duì)路面疲勞破壞的影響。結(jié)果表明，三種情況都將導(dǎo)致混凝土路面的疲勞壽命大幅度