混凝土接縫傳荷能力與方法分析

王滿豐

(黑龍江省龍華工程實(shí)驗(yàn)檢測(cè)有限公司)

0 前 言

我們知道，在水泥混凝土路面施工中，路面接縫處是最為薄弱的環(huán)節(jié)之一，我們?cè)O(shè)置混凝土路面接縫的主要目的是為了消除外部環(huán)境對(duì)混凝土路面施工后的影響，如溫度、濕度等，因?yàn)檫@些外部環(huán)境的作用下，可以使混凝土路面出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫，而混凝土路面接縫的設(shè)置，可以有效的防治外部環(huán)境作用對(duì)路面所帶來的破壞，延長(zhǎng)混凝土公路的使用壽命。但是從另一個(gè)角度來看，什么事情都要從兩方面來看，即有利的一面和有弊的一面，因此，混凝土路面接縫的設(shè)置，削弱了混凝土路面的整體性，尤其是有較大負(fù)荷載重車輛經(jīng)過時(shí)，路面和路面下的地基都會(huì)產(chǎn)生比較大的應(yīng)力集中，這就降低了路面整體承載重力的能力，最終在長(zhǎng)久負(fù)荷力的作用下，混凝土路面逐漸散失了傳荷能力。所以，在新時(shí)代發(fā)展下，如何保證混凝土路面既可以有效的防護(hù)溫度、濕度帶來的破壞，又能保證混凝土路面接縫處的傳荷能力，從而從整體上減少路面板病害及提供路面承載能力，成為當(dāng)前社會(huì)各界普遍關(guān)注的話題之一。下面，我們就來從以下幾個(gè)主要方面來詳細(xì)探討當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展下混凝土路面接縫傳荷能力。

1 混凝土路面接縫處傳荷作用原理及其方式方法

作為混凝土版面最薄弱環(huán)節(jié)之一的路面接縫處，其使用壽命及使用性能在很大一部分程度上取決于接縫處的承載負(fù)荷的能力。具調(diào)查研究顯示，混凝土路面接縫處傳遞作用在面板上的負(fù)荷主要通過以下幾個(gè)主要方式來傳遞，(1)通過混凝土路面接縫處斷面上集料的鑲嵌作用的傳遞，例如假縫形式的縮縫，但是，該傳遞方式只能傳遞剪力量，不能夠傳遞彎矩;(2)主要傳遞方式就是通過接縫兩側(cè)的榫槽;(3)就是通過傳力桿進(jìn)行傳遞，該方式是最重要的傳遞方式一種，該種傳遞方式不僅可以傳遞剪力，還可以傳遞彎矩和扭矩。(4)就是剛度大的基層的支承作用。

2 混凝土路面接縫處傳荷能力的方法分析

首先，我們來說說用荷載方法來表示接縫的傳荷能力?；炷谅访娴膫骱赡芰?jiǎn)單的來說就是混凝土路面本身所獨(dú)特具有的，將車輪負(fù)載由接縫的一處來直接承受的版塊向接縫另一側(cè)非直接承受荷載的板塊進(jìn)行傳遞的能力?；炷谅访嫔媳碚鞯膫骱赡芰梢院?jiǎn)單的歸納為混凝土路面聯(lián)測(cè)所承受荷載能力的比值。如圖1 中所示，p1為混凝土路面整體版面所能承載的重量，p2為混凝土路面接縫處所傳遞到路面非直接承載的重量，其中平、為兩種承載力之和即p1和p2加起來的總和是車輛經(jīng)過時(shí)施加給混凝土路面接縫處的外來總重量，而ω 所指的是混凝土面板邊緣產(chǎn)生的繞度，ε 為板邊產(chǎn)生的應(yīng)變。此時(shí)，該荷載比值就可以用a =p2/p1。這個(gè)公式表示出來。其中，a 是一個(gè)混凝土路面接縫處的傳荷系數(shù)，是一個(gè)固定值。

其次，我們?cè)趤硖接懴掠脫隙鹊姆椒▉肀硎净炷谅访娴膫骱赡芰ΑＮ覀冎饕ㄟ^以下公式來表示該種傳荷載能力。即如下

圖1

第三，就是用混凝土路面板邊的比值法來表示接縫傳荷載能力。如車輛載重作用于混凝土接縫邊時(shí)，我們把路面直接所能承受的荷載值定為p，混凝土路面板邊的應(yīng)變值定為ε1，將路面的非直接承重板承受了由接縫傳過來p2，板邊產(chǎn)生最大應(yīng)變?yōu)棣?，傳荷系數(shù)為a=ε2/ε1。通過計(jì)算，所得出的比值就是接縫荷載能力。

以上三種就是我們對(duì)路面接縫處傳荷能力的分析，但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以得出，撓度的比值和應(yīng)變比值相比，其更容易讓工作人員測(cè)量出來，而且準(zhǔn)確度較高，而且其運(yùn)算過程也比較簡(jiǎn)單，方便，易于人們接受。其中，結(jié)構(gòu)分析方法所注重的是應(yīng)力荷載的傳遞量，但是傳遞量在實(shí)際測(cè)量中比較困難，而撓度傳遞量則可以通過一些簡(jiǎn)單的測(cè)量方法就可以得到，所以，在一般情況下，我們大都采用撓度的比值作為傳荷系數(shù)，來表示接縫處的傳載混凝土負(fù)荷的能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們對(duì)混凝土接縫傳荷能力與方法進(jìn)行了詳細(xì)分析，其中我們了解到混凝土路面接縫處傳荷能力的大小對(duì)路板邊的彎拉應(yīng)力具有較大的影響，而彎拉應(yīng)力及其撓度會(huì)隨著路面載重量的增加而減少，所以，保持接縫具有較高的傳荷能力，選擇有利的撓度比值的傳荷方法可有效地防止混凝土路面由于板邊及板角的應(yīng)力或撓度過大而引起的斷裂破壞，提高路面的使用性能，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

［1］周德云，姚祖康.水泥混凝土路面接縫傳荷能力的分析［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，(10).

［2］胡偉.有限元法在分析混凝土路面?zhèn)髁U傳荷能力中的應(yīng)用［J］.西部探礦工程，2005，(5).

［3］楊斌.接縫具有傳荷能力的混凝土路面有限元分析方法［J］.公路交通科技，2002，(12).

［4］姚祖康 水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)理論和方法［M］.人民交通出版社，2003.