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

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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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  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    邱延峻
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 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
基于熵权的TOPSIS钢桥面防水黏结材料组合体系优选分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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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
移动荷载下含纵横向双裂纹沥青路面复合断裂特性
  • 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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任东亚的其他基金

高频动水冲刷作用下桥面沥青铺装细观渗流特性与水损驱动机理
  • 批准号:
    52378464
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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