基于早齡期應力歷史的水泥混凝土路面板硬化翹曲研究.pdf

1、硬化翹曲在路面水泥混凝土硬化階段形成，會直接影響水泥混凝土路面板的應力狀態(tài)和翹曲形態(tài)，進而對路面在車輛荷載作用下的長期服役行為和耐久性產生深遠影響?，F(xiàn)有的研究方法還不能充分揭示硬化翹曲的形成機理，我國水泥混凝土路面設計也沒有充分考慮硬化翹曲對結構力學響應產生的影響，施工也沒有明確提出相應的技術措施調節(jié)板內硬化翹曲的量值和分布形態(tài)。因此，論文在對相關研究成果梳理的基礎上，通過野外試驗、室內試驗和理論分析等手段，著重研究和探討了水泥混凝土路

2、面硬化翹曲的形成機理，主要完成的工作和得到的結論如下：
　　在野外修筑了半剛性基層水泥混凝土路面六聯(lián)板試驗路，首次量測了早齡期水泥混凝土板沿深度方向的溫度場和不同平面位置處（板角、板邊中部）的豎向翹曲變形時程，結果表明硬化翹曲具有明顯的平面位置依賴性和隨齡期的波動性。進一步修筑了柔性基層單獨厚板試驗路，量測了早齡期和硬化后水泥混凝土板厚方向不同深度處的溫度時程和應變時程，結果表明殘余應變在板厚方向也與深度有關，且殘余應變梯度隨齡期

3、出現(xiàn)先增大后減小直至反號的現(xiàn)象。
　　論文建立了早齡期水泥混凝土路面瞬態(tài)溫度場和濕度場的數(shù)值計算模型，編寫了相應的子程序，基于絕熱溫升試驗數(shù)據(jù)、不同養(yǎng)生方式板溫度場數(shù)據(jù)和單面干燥梁濕度場數(shù)據(jù)標定了模型參數(shù)取值?；诖四Ｐ驮u價了溫濕度場的空間均勻性、等效線性溫濕度梯度和截面溫濕度平均值等參數(shù)隨養(yǎng)生方式和澆筑時刻的變化特征。結果表明上述指標能夠有效區(qū)分不同施工工況下水泥混凝土板內溫濕度歷史。
　　歸納了早齡期水泥混凝土拉伸、壓縮

4、徐變特性的相關研究成果，指出修正B3模型能夠較為準確的描述早齡期水泥混凝土的徐變行為。論文基于修正B3模型建立了早齡期混凝土徐變度和松弛模量的轉換關系，建立了早齡期水泥混凝土基本徐變行為的持荷時間-受荷齡期等效模型，確定了徐變度和松弛模量移位因子的表達式和主曲線方程，分析了不同徐變度歷史對殘余應變的影響機制。計算結果表明殘余應變的符號和水平與拉壓徐變度幅值和應力歷史直接相關。
　　建立了全面考慮早齡期水泥混凝土基本徐變行為、干燥徐

5、變行為、溫度脹縮行為、拉壓差異徐變行為、拉伸與壓縮應變軟化行為的力學本構模型，編寫了相應的本構子程序。基于單軸拉壓和單面干燥水泥混凝土梁深入分析了上述因素對殘余應變的作用機理，結果表明初始干燥齡期和溫度變化速率從根本上影響殘余應變的水平。進一步，提出了水泥混凝土路面硬化翹曲的正向計算方法流程，給出了硬化溫度翹曲的穩(wěn)定時刻確定方法和殘余應力與殘余變形的轉換方法。
　　最后，論文基于建立的熱-濕-力順序耦合計算模型和提出的硬化溫度翹曲

6、正向計算方法，分析了混凝土徐變松弛能力、澆筑時刻和路面板結構尺寸等因素對硬化翹曲的影響機制，指出路面板內溫度場均勻性、混凝土初始干燥齡期、混凝土徐變度幅值、板內應力歷史、路面結構約束強度等因素均會對最終的硬化翹曲幅值或分布形態(tài)產生影響。此外，當車輛荷載作用于存在硬化翹曲的混凝土板時，板內較高應力區(qū)域發(fā)生遷移，表明硬化翹曲的存在可能增加板發(fā)生板角開裂和橫向開裂的風險。最終，根據(jù)不同因素對硬化翹曲的影響機制提出了水泥混凝土路面板硬化翹曲的調