GFRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝纵向分布预估研究

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连续配筋混凝土路面(continuously reinforced concrete pavement,简称CRCP)存在着容易腐蚀、开裂等问题,而GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic,简称GFRP)是一种新型的高强度、低模量、耐腐蚀的脆性材料,可以用它来代替普通钢筋以解决传统连续配筋路面的腐蚀、开裂问题。CRCP在温降和混凝土的干缩作用下会出现横向裂缝,而适当的裂缝间距和较小的裂缝宽度是保证CRCP性能良好的关键,因此本文对GFRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝纵向分布进行了预估,主要工作如下:首先,通过GFRP筋力学性能试验及其与混凝土的粘结性试验,发现GFRP筋的力学性能要优于普通钢筋,与混凝土也能较好地协同工作。其次,总结CRCP裂缝的形成机理,找出了对CRCP影响最大的因素是温降和混凝土的干缩作用;根据GFRP筋与混凝土的粘结滑移本构关系和地基摩阻力的线性分布假设,建立了GFRP-CRCP计算模型与应力平衡微分方程,求得了GFRP-CRCP在温降和干缩作用下应力、位移的计算公式和分布规律,并分析了在温降和干缩作用下,裂缝间距、混凝土板厚、GFRP筋间距以及GFRP筋直径对混凝土最大应力、GFRP筋最大应力、混凝土最大位移的影响。最后,考虑混凝土强度、混凝土干缩和基层摩阻力系数,这些在温降和干缩作用下对GFRP-CRCP计算分析有影响的参数的变异性,以及温度荷载和材料性能随时间的变化,依照蒙特卡罗方法,采用自编的MATLAB程序,对GFRP-CRCP的开裂进行预估,得到了GFRP-CRCP裂缝间距和裂缝宽度的预估结果.本文所研究的内容对GFRP-CRCP结构性能和影响因素的控制有着重要意义,为以后GFRP-CRCP在车辆荷载作用的冲断预估奠定了基础。
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