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CRCP+AC复合式路面结构损伤与参数敏感性分析

王斌 黄卫 杨军 张磊

王斌, 黄卫, 杨军, 张磊. CRCP+AC复合式路面结构损伤与参数敏感性分析[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(5): 17-26.
引用本文: 王斌, 黄卫, 杨军, 张磊. CRCP+AC复合式路面结构损伤与参数敏感性分析[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(5): 17-26.
WANG Bin, HUANG Wei, YANG Jun, ZHANG Lei. Analyses of structural damage and parameter sensitivity for CRCP+AC composite pavement[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(5): 17-26.
Citation: WANG Bin, HUANG Wei, YANG Jun, ZHANG Lei. Analyses of structural damage and parameter sensitivity for CRCP+AC composite pavement[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(5): 17-26.

CRCP+AC复合式路面结构损伤与参数敏感性分析

基金项目: 

国家自然科学基金项目 51278518

中央高校基本科研业务费专项资金项目 3250243201

详细信息
    作者简介:

    王斌(1978-), 男, 江苏南京人, 南京地铁建设有限责任公司工程师, 工学博士, 从事岩土工程与路基路面技术研究

  • 中图分类号: U416.224

Analyses of structural damage and parameter sensitivity for CRCP+AC composite pavement

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  • 摘要: 分析了CRCP+AC复合式路面结构塑性损伤, 研究了不同荷载作用条件下结构应力与损伤的空间分布规律。利用正交试验方法, 以结构的拉张损伤作为考察指标, 对多种复杂的结构因素与环境因素进行了参数敏感性分析, 得到了各因素影响规律。根据极差、方差分析结果, 区分了变温作用、温度与荷载耦合作用条件下的主要与次要因素, 并依据影响效果进行了次序排列。研究结果表明: 结构损伤在CRCP面板深度范围内的分布存在差异, 导致拉应力的差异化分布; 重复行车荷载作用时, 随着结构应力软化现象的加剧, 结构损伤在初期呈现台阶式上升趋势, 后期则增长平稳; 根据结构最大塑性主应变的矢量方向可判断结构裂缝平面的法向; 综合考量不同荷载作用的分析结果, 沥青面层厚度、混凝土的线膨胀系数与面板的支撑情况是影响CRCP结构损伤最为重要的因素。

     

  • 图  1  复合式路面计算模型

    Figure  1.  Calculation model of composite pavement

    图  2  路面结构横截面

    Figure  2.  Cross section of pavement structure

    图  3  CRCP面板钢筋配置

    Figure  3.  Reinforcement configuration of CRCP slab

    图  4  温度沿CRCP面板深度的变化

    Figure  4.  Temperature change along CRCP slab depth

    图  5  拉应力沿CRCP面板深度的变化

    Figure  5.  Tensile stress change along CRCP slab depth

    图  6  损伤沿CRCP面板深度的变化

    Figure  6.  Damage change along CRCP slab depth

    图  7  结构损伤与拉应力时程曲线

    Figure  7.  Time-history curves of structural damage and tensile stress

    图  8  CRCP面板表面损伤分布与等值线

    Figure  8.  Damage distribution and isograms on CRCP slab surface

    图  9  CRCP面板底面损伤分布与等值线

    Figure  9.  Damage distribution and isograms on CRCP slab bottom

    图  10  CRCP面板表面拉应力分布与等值线

    Figure  10.  Tensile stress distribution and isograms on CRCP slab surface

    图  11  CRCP面板底面拉应力分布与等值线

    Figure  11.  Tensile stress distribution and isograms on CRCP slab bottom

    图  12  CRCP面板最大塑性主应变矢量

    Figure  12.  Vectors of maximum plasticity principal strain for CRCP slab

    表  1  力学参数

    Table  1.   Mechanical parameters

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    表  2  拉伸与压缩行为参数

    Table  2.   Parameters of tensile and compression behaviors

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    表  3  正交试验的共有因素和水平

    Table  3.   Common factors and levels of orthogonal test

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    表  4  正交试验的因素和水平

    Table  4.   Factors and levels of orthogonal test

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    表  5  变温作用条件下各因素影响水平

    Table  5.   Effect level of each factor under temperature changing condition

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    表  6  变温作用条件下正交试验方差分析

    Table  6.   Variance analysis of orthogonal test under temperature changing condition

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    表  7  变温作用条件下各因素的影响次序与效果

    Table  7.   Order and effect of each factor under temperature changing condition

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    表  8  温度与荷载耦合作用下CRCP表面各因素影响水平

    Table  8.   Effect level of each factor on CRCP surface under temperature-load coupling condition

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    表  9  温度与荷载耦合作用下CRCP底面各因素影响水平

    Table  9.   Effect level of each factor on CRCP bottom under temperature-load coupling condition

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    表  10  0温度与荷载耦合作用下CRCP表面正交试验方差分析

    Table  10.   Variance analysis of orthogonal test on CRCP surface under temperature-load coupling condition

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    表  11  1温度与荷载耦合作用下CRCP底面正交试验方差分析

    Table  11.   Variance analysis of orthogonal test on CRCP bottom under temperature-load coupling condition

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    表  12  2温度与荷载耦合作用下各因素的影响次序与效果

    Table  12.   Order and effect of each factor under temperature-load coupling condition

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-18
  • 刊出日期:  2013-10-25

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