温湿荷载下连续配筋混凝土路面早期开裂机理与裂缝主动控制方法
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51608457
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0809.道路与轨道工程
- 结题年份:2019
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:周正峰; 吴玉; Rahman Ali; 丁世海; 高晓伟; 杜健欢; 邵珠涛;
- 关键词:
项目摘要
Punchout is recognized as the most fatal structural distress in Continuously Reinforced Concrete Pavements (CRCP), and is found mostly developed at the clusters of closely spaced transverse cracks. Recently, the active control method, early entry saw cut method, could eliminate the potential of the occurrence of the uniform crack pattern and thus reduces the risk of punchout development in the long-term of CRCP. However, the determination of the appropriate timing and depth at which the saw cut should be made is still problematic in practice, and it should be assessed from a theoretical point of view. To resolve these problems, this study firstly develops a procedure to predict the early age temperature and moisture development of a concrete pavement. In order to correlate the concrete properties in field and laboratory conditions for accurate predicting the cracking, degree of hydration based descriptions of the early age concrete properties, tensile strength, elastic modulus, coefficient of thermal expansion, fracture toughness, are given based on experimental tests. Then, the concrete stress history at early age is calculated by the superposition principle, by considering the time-dependent relaxation of early age concrete and the degree of restraint of early age CRCP. Using the above proposed stress prediction models and the estimated early age concrete properties, a fracture mechanics based procedure is developed to calculate the saw cut depth and saw cut timing for the active crack control method based on field climate and construction conditions. This study can provide theory foundation and technology support for early age performance evaluation and elimination of the risk of punchout development of CRCP.
冲断是连续配筋混凝土路面(CRCP)的首要病害,其主要发生在密集裂缝处。横向裂缝主动控制方法可有效避免密集裂缝等不利裂缝分布的产生,但目前CRCP裂缝主动控制实践中,诱导缝深度、诱导缝切缝时间仍根据经验确定,尚缺乏系统的理论依据。本课题紧扣现场条件下早龄期混凝土路面板温湿特性与混凝土强度发展规律,开展温湿荷载下CRCP早期开裂机理与裂缝主动控制方法研究。基于热传导和水分扩散方程,采用有限差分法,描述早龄期水泥混凝土路面温湿特性及其变形发展规律;基于叠加原理和应力增量法,考虑应力松弛的影响,构建施工期间CRCP温湿荷载应力计算模型;基于断裂力学理论,建立温湿荷载作用下带诱导缝的CRCP横向开裂预估模型,探究在内外因素影响下的裂缝主动控制方法。研究成果将为连续配筋混凝土路面早期性能评估、减少冲断破坏提供理论依据与技术支撑。
结项摘要
冲断是连续配筋混凝土路面(CRCP)的首要病害,其主要发生在密集裂缝处。横向裂缝主动控制方法可有效避免密集裂缝等不利裂缝分布的产生,但目前CRCP裂缝主动控制实践中,诱导缝深度、诱导缝切缝时间仍根据经验确定,尚缺乏系统的理论依据。本课题紧扣现场条件下早龄期混凝土路面板温湿特性与混凝土强度发展规律,开展温湿荷载下CRCP早期开裂机理与裂缝主动控制方法研究。首先基于热传导和水分扩散方程,构建早龄期水泥混凝土路面湿度场预测模型,并利用MATLAB编制相应计算程序;考虑路表水分蒸发散热和养护条件的影响;通过试验测量早龄期混凝土试件温度场、湿度场与混凝土应变,验证所建立的早龄期混凝土温湿度预测模型;通过室内试验探究早龄期混凝土相对湿度变化与其对应干缩变形之间的联系。随后通过室内试验,研究对CRCP温湿荷载应力与开裂影响显著的早龄期混凝土关键参数发展规律,包括混凝土弹性模量、抗拉强度与断裂韧度;考虑龄期与温度对早龄期混凝土性能指标发展的影响,研究并建立基于水化度的早龄期混凝土关键参数预估模型。最后,基于叠加原理和应力增量法,考虑应力松弛的影响,构建施工期间CRCP温湿荷载应力计算模型;基于断裂力学理论,建立温湿荷载作用下带诱导缝的CRCP横向开裂预估模型,探究在内外因素影响下的裂缝主动控制方法。研究成果将为连续配筋混凝土路面早期性能评估、减少冲断破坏提供理论依据与技术支撑。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Comparative evaluation of asphalt pavement dynamic response with different bases under moving vehicular loading
移动车辆荷载作用下不同基层沥青路面动力响应对比评价
- DOI:10.1520/jte20190299
- 发表时间:--
- 期刊:Journal of Testing and Evaluation
- 影响因子:1.2
- 作者:Ren Dongya;Song Hui;Huang Chao;Xiao Chuan;Ai Changfa
- 通讯作者:Ai Changfa
超密实沥青混凝土I-II复合型裂纹扩展研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:西南交通大学学报
- 影响因子:--
- 作者:杜健欢;任东亚;黄杨权;艾长发;邱延峻
- 通讯作者:邱延峻
重载交通沥青路面改造方案控制破损模式分析与寿命预估
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:交通科技
- 影响因子:--
- 作者:宋珲;颜薇;任东亚;高晓伟;艾长发
- 通讯作者:艾长发
Determination of Fracture Energy of Early Age Concrete through a Uniaxial Tensile Test on an Un-Notched Specimen
通过无缺口试样的单轴拉伸试验测定早龄混凝土的断裂能
- DOI:10.3390/ma13030496
- 发表时间:2020-02-01
- 期刊:MATERIALS
- 影响因子:3.4
- 作者:Ren, Dongya;Houben, Lambert
- 通讯作者:Houben, Lambert
Modelling the effect of plastic sheet curing on early age temperature development in concrete pavement
模拟塑料板固化对混凝土路面早期温度发展的影响
- DOI:10.1080/10298436.2018.1502431
- 发表时间:2018-07
- 期刊:International Journal of Pavement Engineering
- 影响因子:3.8
- 作者:Dongya Ren;Lambert Houben
- 通讯作者:Lambert Houben
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其他文献
基于季节时温的沥青路面温荷耦合动力性能分析
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- 发表时间:2017
- 期刊:华南理工大学学报 ( 自然科学版 )
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- 发表时间:2017
- 期刊:沈阳建筑大学学报(自然科学版)
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- 作者:艾长发;黄恒伟;Rahman Ali;安少科;任东亚
- 通讯作者:任东亚
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- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:西南交通大学学报
- 影响因子:--
- 作者:艾长发;徐铖;任东亚;郭玉金;阳恩慧
- 通讯作者:阳恩慧
其他文献
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