温度荷载作用下CRCP+AC复合式路面力学性能研究

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近年来,由于公路交通的大型化、重型化发展,对路面结构的性能要求越来越高。CRCP+AC(continuiously reinforced concrete+asphalt concrete pavement)复合式路面作为一种高性能路面结构形式,具有承载能力高、行车舒适性好、使用寿命长、后期养护维修费用低等优良性能,在国内外新建和改建路面工程中已被广泛推广和应用。我国现行的《公路水泥混凝土路面设计规范》关于连续配筋混凝土路面配筋设计中所采用的3项设计指标均与温度应力有关。研究CRCP+AC复合式路面的温度场和温度应力十分有必要,并且能够对CRCP的设计及长期性能的研究提供理论基础。本文回顾了路面温度场和连续配筋混凝土路面温度应力的研究概况,阐述了传热学基本原理、温度结构耦合原理及混凝土早期水化放热规律。基于有限元基本理论对CRCP+AC复合式路面温度场和温度应力进行了三维有限元分析,对采用的有限元软件ANSYS10.0热力学分析功能进行了简要介绍。通过编制APDL程序,以ANSYS为研究平台,对夏季高温条件下CRCP+AC复合式路面运营期温度场分布规律、非均布温度条件下CRCP+AC复合式路面温度应力变化规律及CRCP施工期温度场和温度应力分布规律进行了研究。另外,对CRCP+AC复合式路面沥青层温度型反射裂缝应力强度因子的影响因素进行了简要分析。通过对有限元仿真结果的分析,表明当沥青加铺层厚度小于6cm时,改变CRC层的厚度对混凝土的温度应力影响不大;在对连续配筋混凝土路面施工期温度场模拟中,温度场沿混凝土板厚度方向呈现出两边低中间高的凸形分布规律。
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