机制砂自密实混凝土路面疲劳损伤影响因素分析

摘要

生态自密实混凝土（Eco-SCC）路面具有节约水泥用量、降低碳排放及提升经济性的优势，但其耐久性研究尚不充分。该文基于文献调研与疲劳试验数据，采用Chaboche损伤演化模型确定了生态自密实混凝土（Eco-SCC）的疲劳参数，建立了Eco-SCC路面结构疲劳损伤有限元模型，对比分析了不同荷位下的疲劳损伤分布规律，确定了Eco-SCC路面的不利荷位，分析了Eco-SCC板厚与模量对Eco-SCC路面耐久性的影响。研究结果表明：不同荷位下的疲劳损伤主要分布在板底，控制板底的弯拉应力是提高Eco-SCC路面耐久性的关键；纵向开裂的最不利荷位排序为板角>板边>板中；横向开裂的最不利荷位排序为板边>板角>板中，该结论与《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）一致。增加厚度或降低模量，可以有效抑制Eco-SCC路面横向和纵向开裂；为优化纵向开裂控制并兼顾横向开裂延缓，在控制纵向开裂的基础上，建议当模量为24 000 MPa、30 000 MPa和40 000 MPa时，板厚分别取26 cm、28 cm和30 cm。

关键词

水泥混凝土路面 / 生态自密实混凝土(Eco-SCC) / 耐久性 / 有限元分析 / 疲劳损伤 / 结构优化