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水泥混凝土路面早期固化翘曲的研究
| 论文题名： | 水泥混凝土路面早期固化翘曲的研究 |
| 关键词： | 水泥混凝土路面;早期固化翘曲;零应力温度梯度;配合比设计 |
| 摘要： | 目前,研究人员对于翘曲的认识往往局限于水泥路面在强度形成后板体由于温度作用发生的翘曲。事实上,翘曲变形早在水泥路面浇筑过程中就产生了,即所谓的早期固化翘曲。由于早期固化翘曲的存在,增加了车辆荷载和温度荷载作用下水泥路面板发生板顶到板底开裂(Top-down Cracking)的风险。因此,开展早期固化翘曲的研究及正确分析早期固化翘曲对服役期水泥混凝土路面使用性能的影响具有重要的意义。本文主要开展了以下几方面的研究。 首先,本文确定了以水泥混凝土的终凝时刻作为水泥混凝土路面早期固化过程中的零应力时刻,并采用贯入阻力仪的方法对水泥混凝土的终凝时刻进行确定;采用NOLA的计算方法对水泥混凝土路面板内的非线性温度分布进行等效线性温度梯度的计算;通过实测水泥混凝土路面的应变场及温度场对水泥混凝土路面早期翘曲进行了计算分析。 然后,本文对试验用水泥混凝土进行了配合比设计,完成了水泥混凝土的基本参数试验。根据该配合比的水泥混凝土开展了水泥混凝土路面早期固化翘曲的室外试验,研究了不同养生条件、不同浇筑时间、不同外界环境因素对水泥混凝土早期固化翘曲的影响。其中试验分两次进行,得到以下成果:1)哈尔滨地区不同时间浇筑成型水泥混凝土路面的早期零应力温度梯度为-10～-30℃/m。2)无论白昼时何时浇筑,水泥混凝土路面早期零应力温度梯度均为负值,且中午浇筑的水泥混凝土路面负向零应力温度梯度及早期干缩徐变翘曲最大;3)及时有效的养护措施将有利于减小水泥混凝土路面早期固化翘曲。 最后,本文根据实测气象数据对服役期水泥混凝土路面实际温度场进行了预估模拟,采用早期干缩徐变翘曲反算服役期水泥混凝土路面温度梯度并与零应力温度梯度相加的方法得到早期固化翘曲等效线性温度梯度。将实际温度梯度与早期固化翘曲等效温度梯度相加得到水泥路面板内绝对温度梯度。采用有限元软件ANSYS对温度荷载与车辆荷载共同作用下的服役期水泥混凝土路面的力学响应进行了计算分析。根据有限元计算结果,由于水泥混凝土路面早期固化翘曲的存在,无论夏季或冬季,路面板的温度翘曲将进一步向凹形翘曲发展。在绝对温度梯度与车辆荷载共同作用下,水泥混凝土路面板将更易于在板中部位置发生板顶到板底的开裂破坏而不是通常认为的板底到板顶的开裂破坏。 |
| 作者： | 邓广辉 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 侯相琛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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