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新老混凝土粘结面剪切破坏应力种类

时间:2019-05-29 11:50:32 | 点击量:

新老混凝土复合路面结构在整个设计使用期内经历施工养护及通车使用两个典型阶段。在这两个阶段中,新老混凝土粘结面剪切破坏应力主要有以下3种:

1.新老混凝土收缩剪应力

在施工养护阶段,当新制备混凝土路面修补料浇筑到老混凝土表面后,新老混凝土界面粘结强度开始形成,并逐渐增长。与此同时,新铺混凝土也开始产生塑性收缩变形。此时新铺混凝土龄期很短,塑性收缩变形较大:而下层老混凝土龄期则很长,收缩应变很小,几乎不收缩。因此,上下层新老混凝土之间存在收缩应变差。山于上下层新老混凝土紧密粘结在一齐,上层新铺混凝土收缩变形会受到下层老混凝土的约束,新老混凝土粘结面就产生了收缩剪应力。新铺混凝土塑性收缩变形随混凝上龄期增长继续增大,新老混凝土粘结面剪应力也继续增大。而新铺混凝土龄期短,其抗拉强度及新老混凝土界面粘结强度均较低,当新老棍凝土粘结面剪应力增长到一定程度,超过新铺混凝土抗拉强度或新老混凝土界面抗剪粘结强度后,将会引起新铺混凝土拉裂,或新老混凝土粘结面开裂。随着新铺混凝土收缩变形继续发展,剪应力进一步增大,裂缝长度和密度会迅速增大,最后引起水泥维混凝土修补薄层破坏。

2.温度翘曲剪应力

环境温度变化会引起新老混凝土粘结界面上产生剪切破坏应力。环境温度变化会在混凝土路面内产生温度梯度,造成混凝土路面板产生翘曲变形。新老混凝土温度导热系数和膨胀系数不同,则新老混凝土变形也不同,由于新老混凝土彼此相互约束,因此在新老混凝土粘结面上产生了翘曲剪应力。

3.车辆荷载剪应力

在通车使用阶段,车辆荷载对新老混凝土路面复合结构施加垂直和水平作用力。由于混凝土修补层厚度很薄,在新老混凝上粘结面上产生的剪切破坏应力较大,很容易引起新老混凝土粘结复合结构破坏;另外车辆荷载疲劳作用对修补复合结构也有很大影响。因此车辆荷载剪应力也是引起新老混凝土粘结面剪切破坏的因素之一。

施工和养护阶段粘结面剪应力包括新老混凝土粘结面收缩剪应力和温度翘曲剪应力,新老混凝土粘结面收缩剪应力起主要作用;通车使用阶段粘结面剪切破坏应力包括车辆荷载剪应力和温度翘曲剪应力,车辆荷载剪应力起主要作用。应该指出,当温度剧烈变化时,路面板温度翘曲剪应力也可能转变为主要剪切破坏应力。因此,研究各种条件下剪应力原因和大小,减小剪应力对新老混凝土粘结复合结构的影响,是河南汇能路桥科技有限公司的主要研究内容。

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