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度高、穩(wěn)定性和耐久性能好、耐高溫、耐磨耗以及養(yǎng)護費用少等優(yōu)點，作為一種高級路面結(jié)構(gòu)形式被大量采用。隨著國民經(jīng)濟和交通運輸業(yè)的日益發(fā)展，在我國這樣一個水泥生產(chǎn)大國，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)計使用年限為20 ～30 年，但目前的情況是，相當多的路面在開放交通后3 ～5 年甚至更短的時間內(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)濟負擔，而且嚴重干擾交通。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。 本文在借鑒國內(nèi)外已有研究成果的基礎(chǔ)上，針對混凝土路面開裂破壞的相關(guān)問題進行研究。首先，通過試驗研究，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。推導出了用單向拉伸試驗結(jié)果表示出的混凝土雙向拉伸強度計算公式。由于水泥混凝土路面板底實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)計驗算標準提供了合理參考數(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理圖，并運用斷裂力學和損傷力學的基本原理探討了混凝土路面的開裂機理和破壞過程。再次，在分析傳統(tǒng)的水泥混凝土路面設(shè)計計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路面疲勞壽命的影響、初始裂紋對路面疲勞壽命的影響，以及路表不平整時動荷載對路面疲勞破壞的影響。結(jié)果表明，三種情況都將導致混凝土路面的疲勞壽命大幅度