荷载-温度-水共同作用下脱空水泥混凝土路面板力学响应分析

• 作者: 陈祥 朱洪洲 范世平 王威娜 陈瑞璞
• 来源期刊: 公路交通科技
• 学科: 交通运输
• 关键词: 道路工程 水泥混凝土路面 有限元分析 板底脱空 力学响应
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 道路工程
• 页码范围: 11-19
• 页数: 9页
• 分类号: U416.217
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-0268.2022.02.002

摘要

为了得到脱空水泥混凝土路面板在考虑荷载、温度梯度、水共同作用下的应力随脱空发展的规律,利用ABAQUS建立了三维有限元模型分析力学响应.脱空部位选取板边中部及板角,设置不同的温度梯度、不同轴载、不同板厚、不同弹性模量以及考虑脱空部位有水和无水情况,定义了 3场共同作用的弯拉应力值与不考虑动水作用的弯拉应力值之比S,分析动水对路面板的力学响应.结果表明:对于板边脱空,其不同温度梯度、不同轴载、不同面层弹性模量条件下,应力比S普遍大于1,动水主要表现为直接不利影响,另外,随着板厚的增加,S值逐渐小于1,表明增加板厚可以降低动水对路面板的直接影响;为避免路面板加速破坏,在脱空0.2 m2之前进行早期维护,可有效延长道路服役时间;通过控制轴载可以减小动水对路面板应力的直接影响,增大板厚可以有效降低脱空敏感性,路面板的模量控制在27 GPa,有利于降低动水对板边的不利影响;对于板角脱空,动水并不会直接表现为不利影响,动水的存在降低了路面板应力对板角脱空的敏感程度,在脱空0.25 m2之前进行早期维护,可有效减少板角的极限断板;板厚0.3 m可有效降低脱空及动水的不利影响;模量的增加有利于降低板角对脱空的敏感程度,但是模量的增加会不利于板边的应力,因此应该综合考虑板的模量.