結(jié)合試驗路施工介紹水泥混凝土路面設(shè)置縮縫傳力桿與鋼筋網(wǎng)的必要性、施工工藝、面層板結(jié)構(gòu)及施工注意事項,提出了改進建議。

針對水泥混凝土路面板的病害問題,本文從水泥混凝土路面板接縫處的病害發(fā)展入手,結(jié)合傳力桿的使用功能及作用,從設(shè)計、施工和質(zhì)量控制方面進行闡述,以供各位業(yè)內(nèi)同行共同學習互勉。

綜合考慮橫向接縫傳荷、傳力桿剪切、傳力桿彎曲、水泥混凝土承受的傳力桿壓力,以及對路面板底拉應(yīng)力的影響,采用布拉德伯利(r.d.bradbury)傳力桿實用設(shè)計驗算公式和水泥混凝土路面三維有限元分析程序everfe,對傳力桿設(shè)置間距進行探討。結(jié)合試驗觀測,認為當路面板厚度大于24cm時,傳力桿間距可以適當增大。這對節(jié)省傳力桿鋼筋用量、合理控制公路建設(shè)成本具有現(xiàn)實意義。

水泥混凝土路面接縫破壞為水泥路面的3大病害(斷板、錯臺、接縫破壞)之一,解決的根本辦法是在接縫處設(shè)置傳力桿以提高接縫的荷載傳遞能力。該文對水泥混凝土路面橫向縮縫設(shè)置傳力桿的必要性進行了闡述,同時對傳力桿/混凝土接觸界面應(yīng)力集中和傳力桿銹蝕兩大主要影響傳力桿與路面功能的問題進行了分析,并且介紹了傳力桿更換與加裝技術(shù)?；谝陨涎芯?最后對現(xiàn)行水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范中傳力桿相關(guān)條文存在的問題進行了分析,并提出了修改與補充建議。

借助三維有限元方法,對傳力桿應(yīng)用于路面斷板維修進行數(shù)值模擬,分析了各種形狀斷板加裝傳力桿的效果,并對該維修措施的經(jīng)濟效益進行了討論。根據(jù)分析討論可知,將傳力桿應(yīng)用于水泥混凝土路面斷裂板的維修中是有效可行的。在此基礎(chǔ)上提出了水泥混凝土路面橫向斷裂板加裝傳力桿維修的施工工藝。

使用剛性路面有限元程序islab2000對橫向開裂水泥混凝土路面加設(shè)傳力桿進行模擬,分析討論了加設(shè)傳力桿的即時理論效果。同時,使用密歇根州與華盛頓州dbr路段fwd檢測數(shù)據(jù)驗證了加設(shè)傳力桿理論效果的正確性。研究表明:當裂縫傳荷系數(shù)大于89%時,傳力桿的加設(shè)將不會提高裂縫的傳荷水平。而不考慮溫度梯度情況下,dbr處理后傳荷系數(shù)低于80%的裂縫,荷載作用于裂縫時,各裂縫附近拉應(yīng)力值大小相近。

本文采用三維有限元方法,建立考慮傳力桿與與混凝土之間相互接觸的有限元模型,分析了傳力桿的直徑、長度、間距與彈性模量等因素對于接縫之間的傳荷系數(shù)、板塊之間的位移差、板底彎拉應(yīng)力的影響規(guī)律.結(jié)果表明：接縫的傳荷系數(shù)與板塊之間的位移差及板底彎拉應(yīng)力總體上呈相同的變化趨勢.

當前公路建設(shè)施工技術(shù)條件下,水泥混凝土路面通常是采用水泥、集料和適宜的水分或鋼筋進行公路路面鋪筑的施工形式。集料對于水泥混凝土路面施工性能有著重要的支撐穩(wěn)固作用,為有效保障和延長水泥混凝土路面使用期限,基于粗集料對水泥混凝土路面使用性能的影響進行了分析闡述。

采用三維有限元法分析了基層參數(shù),包括基層模量、厚度以及層間接觸界面特性對水泥混凝土路面板的荷載應(yīng)力、溫度翹曲應(yīng)力、路表彎沉以及接縫傳荷性能的影響。結(jié)果表明:提高基層模量和厚度可以有效降低路面在車輛荷載作用下的應(yīng)力,提高基層的支承剛度,可以減小板角撓度,防止產(chǎn)生初始局部脫空。提高基層的模量和厚度可以改善基層頂面的撓度分布,合理的基層設(shè)計可以有效改善接縫的傳荷性能。

在水泥混凝土路面中,基層厚度和板厚均對路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生影響．通過分析不同板厚和基層厚度對路面荷載疲勞應(yīng)力、溫度疲勞應(yīng)力的影響,認為通過加強基層未減薄路面板厚度是不經(jīng)濟的,合理的基層厚度應(yīng)根據(jù)設(shè)置基層的目的與要求,通過經(jīng)濟比較確定.

設(shè)置瀝青功能層的半剛性基層水泥混凝土路面是一種新型復合式路面結(jié)構(gòu)。利用ansys建立路面結(jié)構(gòu)的三維數(shù)值模型,分析水泥路面?zhèn)髁U不同參數(shù)(長度、間距、直徑)對接縫兩端彎沉差的影響,同時對不同傳力桿組合設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化分析,得到了設(shè)置瀝青功能層的水泥混凝土路面?zhèn)髁U尺寸和間距。計算結(jié)果可為設(shè)置瀝青功能層的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論依據(jù)。

基于timoshenko彈性基礎(chǔ)上提出的傳力桿承擔荷載線性分布理論,文中分析了傳力桿布置間距對承擔荷載有效傳力桿根數(shù),接縫處傳力桿的變形以及傳力桿承受的剪力,彎矩與混凝土接觸界面應(yīng)力的影響,并提出傳力桿間距設(shè)計的最大值。

基于timoshenko彈性基礎(chǔ)上的傳力桿承擔荷載變形和桿組變形的線性分布理論,分析傳力桿直徑、布置間距對承擔荷載有效傳力桿根數(shù)、接縫處傳力桿的變形以及傳力桿承受的剪力、彎矩與混凝土接觸界面應(yīng)力的影響,闡述傳力桿間距、直徑設(shè)計的思路和方法。

水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范明確規(guī)定,所有高等級水泥混凝土路面必須設(shè)置傳力桿,并且提出了加大傳力桿直徑的要求,因此剛性路面的鋼材用量急劇增加。近年來,國內(nèi)外鋼材價格一直呈上升趨勢,水泥混凝土路面建設(shè)將面臨著大幅提高成本的局面。此外,鋼筋由于接縫滲水容易導致銹蝕,而且鋼筋表面硬度過大,在車輪荷載作用下極易導致與水泥混凝土接觸面的損壞。因此,急需尋找一種鋼質(zhì)傳力桿的替代品。由于復合材料具有的特性可以很好地解決以上問題,擬嘗試利用填注混凝土玻璃鋼管作為路用傳力桿,就此進行了大量室內(nèi)試驗,并在野外修建了試驗路。理論研究及試驗結(jié)果表明,填注水泥混凝土的玻璃鋼管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼質(zhì)傳力桿是完全可行的。

規(guī)范規(guī)定的脹縫滑動傳力桿構(gòu)造和設(shè)置的傳統(tǒng)方法不易達到設(shè)計要求,常使縫邊產(chǎn)生碎裂損壞;筆者根據(jù)孔和軸公差帶之間的配合關(guān)系,改進了脹縫滑動傳力桿的構(gòu)造和設(shè)置方法,經(jīng)實踐使用,其效果較傳統(tǒng)方法好。

1項目來源廣東省交通廳科技計劃立項編號:2006-372主要完成單位韶關(guān)道路工程學會華南理工大學3主要技術(shù)內(nèi)容目前我國水泥混凝土路面使用的傳力桿普遍是鋼質(zhì)傳力桿,然而大量的研究與野外實踐表明,鋼材并不是最好的傳力桿材料,這主要體現(xiàn)在兩個方面:(1)使用多年后的鋼質(zhì)傳力桿由于雨水、氯化物等侵入容易銹蝕;(2)由于鋼材較大的表面硬度,導致傳力桿與混凝土接觸界面在車輪荷載作用下產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力,當這個應(yīng)力超過混凝土材料的極限強度時,傳力桿和混凝土間會產(chǎn)生較大的間隙,進而喪失荷載傳遞能力.

以長常高速公路益常段水泥混凝土路面縮縫加設(shè)傳力桿的實踐為依據(jù)，從縮縫加設(shè)傳力桿的設(shè)置依據(jù)、設(shè)計、制作、安裝、安裝檢驗和質(zhì)量管理6個方面進行了探討，總結(jié)了一套新的施工工藝，提出了傳力桿安裝偏位值不能超過5mm，支架連接筋直徑不大于6mm是其關(guān)鍵。

針對水泥混凝土路面工程中脹縫傳力桿安裝定位存在的問題，結(jié)合施工體會和經(jīng)驗，全面分析了目前施工中安裝定位方法所帶來的弊端及原因，簡要介紹了新的定位安裝裝置的制作工藝、安裝和拆除方法，以及其優(yōu)點。

水泥混凝土路面脹縫滑動傳力桿構(gòu)造和設(shè)置方法的探討——規(guī)范規(guī)定的脹縫滑動傳力桿構(gòu)造和設(shè)置的傳統(tǒng)方法不易達到設(shè)計要求，常使縫邊產(chǎn)生破裂損壞，筆者根據(jù)孔和軸公差帶之間的配合關(guān)系，改進了脹縫滑動傳力桿的構(gòu)造和設(shè)置方法，經(jīng)實踐使用，其效果較傳統(tǒng)方法好。

水泥混凝土路面復合材料傳力桿的研究

使用三維有限元軟件對傳力桿在水泥混凝土路面裂縫維修中的應(yīng)用進行了分析.主要內(nèi)容包括:1)加裝傳力桿作用分析;2)不同位置橫向裂縫加裝傳力桿的效果分析.通過加裝傳力桿對裂縫傳荷能力及板內(nèi)應(yīng)力的影響分析,得出水泥混凝土路面裂縫加裝傳力桿是可行的.

針對水泥混凝土路面工程中脹縫傳力桿安裝定位存在的問題,結(jié)合施工體會和經(jīng)驗,全面分析了施工中安裝定位方法所帶來的弊端及原因,簡要介紹了新的定位安裝裝置的制作工藝、安裝和拆除方法,以及其優(yōu)