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BFRP筋连续配筋复合式路面结构分析及使用寿命探索
| 论文题名： | BFRP筋连续配筋复合式路面结构分析及使用寿命探索 |
| 关键词： | 玄武岩纤维筋;连续配筋复合式路面;荷载应力;温度翘曲应力;使用寿命 |
| 摘要： | 针对BFRP筋连续配筋混凝土复合式路面这一新型的路面结构，采用ABAQUS有限元软件，分别建立二维和三维模型，考虑汽车荷载、环境温度及路面结构层厚度与层间接触条件等因素，计算BFRP筋连续配筋复合式路面混凝土板荷载应力、路面温度场及混凝土板温度翘曲应力，并进行路面结构参数敏感性分析。根据有限元计算结果并结合我国现行水泥混凝土路面设计规范疲劳公式，对BFRP筋连续配筋水泥混凝土层进行了理论寿命探索。 首先，建立了基于线弹性理论、弹性半空间地基及裂缝模式下的BFRP筋连续配筋混凝土复合式路面荷载应力三维有限元模型，并采用粘结单元定义裂缝接触面的法向和切向接触本构行为，采用摩阻系数定义CRC层与基层的接触关系。通过分析确定了不同裂缝间距下BFRP筋连续配筋复合式路面的临界荷位，研究了不同路面结构参数对混凝土板荷载应力的影响，并与钢筋配筋情况相比较。 其次，根据浙江某试验路所在地相关气象资料，建立了基于热力学理论及有限元方法的BFRP筋连续配筋复合式路面二维温度场模型，分析得到不同时刻的路面温度场及温度梯度，并对比分析了不同AC层厚度对CRC层最大正温度梯度的影响。 再次，建立了考虑AC层及相邻混凝土板影响的弹性半空间地基上的BFRP筋连续配筋复合式路面温度翘曲应力有限元模型，根据温度场有限元分析得到的最大正温度梯度值，分析AC层厚度、AC层模量、CRC层厚度、CRC层模量、配筋率、板宽及裂缝剪切刚度等参数对混凝土板温度翘曲应力的影响。 最后，结合荷载应力及温度翘曲应力有限计算结果，按照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）中水泥混凝土疲劳公式对BFRP筋连续配筋水泥混凝土层进行寿命分析，得到基于力学分析的CRC层理论使用寿命，并研究了AC层厚度、CRC层厚度、板宽、裂缝剪切刚度及土基模量等参数对CRC层理论使用寿命的影响。 本论文的研究工作得到国家交通运输部交通建设科技项目(2011318825780)资助。 |
| 作者： | 罗圆月 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄志义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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