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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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  • [1] 陈宝银, 何山清, 蔡光华, 等. 浅谈旧混凝土路面沥青加铺层设计[J]. 武汉工业学院学报, 2011, 30 (2): 78-81. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WHSP201102019.htm

    CHEN Bao-yin, HE Shan-qing, CAI Guang-hua, et al. The review on the design of asphalt overlay on old concrete pavement[J]. Journal of Wuhan Polytechnic University, 2011, 30 (2): 78-81. (in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WHSP201102019.htm
    [2] 叶丹, 于天, 韩样. CRCP加HMA加铺层荷载应力分析[J]. 常德师范学院学报: 自然科学版, 2003, 15 (2): 46-48. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CDSZ200302016.htm

    YE Dan, YU Tian, HAN Yang. Stress analysis of continiously reinforced concrete pavement with asphalt overlay[J]. Journal of Changde Teachers University: Natural Science Edition, 2003, 15 (2): 46-48. (in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CDSZ200302016.htm
    [3] 李英涛. 隧道内复合式路面沥青层混合料剪应力设计方法研究[J]. 公路, 2007 (3): 7-11. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLGL200703003.htm

    LI Ying-tao. Research on shear stress design method for composite pavement asphalt course mixture in highway tunnel[J]. Highway, 2007 (3): 7-11. (in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLGL200703003.htm
    [4] 倪富健, 卢杨, 顾兴宇, 等. 沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面承载力分析[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7 (1): 43-48. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2007.01.010

    NI Fu-jian, LU Yang, GU Xing-yu, et al. Carrying capacity analysis of asphalt concrete and continuously reinforced concrete composite pavement[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7 (1): 43-48. (in Chinese). doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2007.01.010
    [5] 顾兴宇, 董侨, 倪富健. 连续配筋水泥混凝土路面裂缝发展规律研究[J]. 公路交通科技, 2007, 24 (6): 37-40, 45. doi: 10.3969/j.issn.1002-0268.2007.06.009

    GU Xing-yu, DONG Qiao, NI Fu-jian. Research on crack progression of continuously reinforced concrete pavement[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2007, 24 (6): 37-40, 45. (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1002-0268.2007.06.009
    [6] 陈锋锋, 黄晓明, 单景松. 复合式路面CRCP疲劳损耗临界荷位处荷载应力研究[J]. 中国市政工程, 2008, 6 (3): 4-6. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGSZ200803004.htm

    CHEN Feng-feng, HUANG Xiao-ming, SHAN Jing-song. Studies on load stress at loading position critical to fatigue loss on CRCP composite pavement[J]. China Municipal Engineering, 2008, 6 (3): 4-6. (in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGSZ200803004.htm
    [7] WANG Bin, YANG Jun. Analysis of the dynamic responses of CRCP and CRCP+AC under the vehicle loading by FEM[C]∥ASCE. Proceedings of the Symposium on Pavement Mechanics and Materials. Minneapolis: ASCE, 2009: 131-139.
    [8] 宋福春, 才华, 于铃, 等. 沥青路面非线性瞬态温度场的分析[J]. 沈阳建筑工程学院学报: 自然科学版, 2003, 19 (4): 264-267. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYJZ200304006.htm

    SONG Fu-chun, CAI Hua, YU Ling, et al. Nonlinear analysis for transient temperature field of asphalt pavement[J]. Journal of Shenyang Architectural and Civil Engineering University: Natural Science, 2003, 19 (4): 264-267. (in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYJZ200304006.htm
    [9] 田寅春, 胡长顺, 王秉纲. 连续配筋混凝土路面荷载应力分析[J]. 西安公路交通大学学报, 2000, 20 (3): 6-10. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200003002.htm

    TIAN Yin-chun, HU Chang-shun, WANG Bing-gang. Analysis of the load stress of continuously reinforced concrete pavement (CRCP)[J]. Journal of Xi'an Highway University, 2000, 20 (3): 6-10. (in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200003002.htm
    [10] 周晓光, 李为民, 陈刚, 等. 一种近正交试验设计方法[J]. 空军工程大学学报: 自然科学版, 2010, 11 (3): 84-88. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KJGC201003020.htm

    ZHOU Xiao-guang, LI Wei-min, CHEN Gang, et al. A method of nearly orthogonal experimental design[J]. Journal of Air Force Engineering University: Natural Science Edition, 2010, 11 (3): 84-88. (in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KJGC201003020.htm
    [11] LUBLINER J, OLIVER J, OLLER S, et al. A plastic-damage model for concrete[J]. International Journal of Solids and Structures, 1989, 25 (3): 299-329.
    [12] LEE J, FENVES G L. Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structures[J]. Journal of Engineering Mechanics, 1998, 124 (8): 892-900.
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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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