[发明专利]一种连续配筋混凝土路面膨胀剂掺量确定方法

说明书

技术领域

本发明属于连续配筋混凝土路面领域，具体涉及一种连续配筋混凝土路面膨胀剂掺量确定方法。

背景技术

国内外学者经过多年研究发现：相比于普通水泥混凝土路面，连续配筋混凝土路面(简称CRCP)在纵向配置连续钢筋，不设缩缝，耐久性大幅提高，且行车舒适。但在重载交通和环境因素作用下，CRCP也会出现各种病害，其中冲断是最主要的表现形式。冲断指两个间距很小(小于0.6m)的横向裂缝与短的纵向裂缝和路面边缘(或纵向接缝)所围成的区域及剥落、破碎等严重的“Y”型裂缝。初期的横向细微裂缝在车辆荷载和环境作用下逐渐发展变宽，外界的盐和水进入板底，造成路面板和钢筋的侵蚀。在车辆荷载的作用下，裂缝处的剥落及不均匀的板底支撑会造成路面板横向拉应力过大，产生纵向裂缝，进而形成冲断。研究表明，CRCP裂缝宽度对于冲断影响很大。裂缝过宽时，裂缝处的剥落会比较严重，裂缝处的传荷能力会降低，造成车辆荷载作用下路面板内的拉应力增大，造成板的纵向开裂，进而造成冲断。故一般裂缝宽度越大，冲断越多。

在连续配筋混凝土中掺加膨胀剂可以降低裂缝宽度，进而减少冲断。膨胀剂掺量过小，不能有效降低裂缝宽度，不能有效减少冲断；反之，掺量过大，则容易造成CRCP的拱起破坏，故需要确定膨胀剂的最佳掺量。但是，目前膨胀剂的掺量仅根据经验直接给定。如文献1(李九苏，刘朝晖、姚佳良.粉煤灰、膨胀剂双掺技术提高连续配筋混凝土性能的试验研究J中外公路，2006，(3):242-244)仅凭经验直接给出了一个膨胀剂掺量，没有给出确定的过程或依据。因此，目前尚缺乏一种定量确定连续配筋混凝土膨胀剂最佳掺量的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种连续配筋混凝土路面膨胀剂掺量确定方法，能够定量确定连续配筋混凝土膨胀剂最佳掺量。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，制备不同膨胀剂掺量下的连续配筋混凝土试件，测定不同膨胀剂掺量下连续配筋混凝土干缩应变、温缩系数；

步骤二，计算不同膨胀剂掺量下连续配筋混凝土路面的裂缝宽度、应力；

步骤三，分别绘制膨胀剂掺量与裂缝宽度、应力的关系曲线；

步骤四，根据关系曲线确定膨胀剂的最佳掺量。

所述步骤一中，干缩应变、温缩系数的测定是通过水泥混凝土干缩、温缩试验得到的；干缩试验中养护箱内养护温度为20±2℃、相对湿度为60±5％；温缩试验中试验温度在0℃～40℃范围内变化，温度间隔采用10℃，每个温度点恒温3h。

所述步骤二中，计算不同膨胀剂掺量下连续配筋混凝土路面的裂缝宽度、应力的方法如下：

根据不同膨胀剂掺量下连续配筋混凝土的干缩、温缩系数，利用公式(1)计算连续配筋混凝土路面的裂缝宽度，利用公式(2)计算连续配筋混凝土路面的最大应力：

其中：

b₁＝(a₁+a₂-r₁²)/a₁；

b₂＝(a₁+a₂-r₃²)/a₁；

r₂＝-r₁；

r₄＝-r₃；

其中，μ_c为连续配筋混凝土路面裂缝宽度，单位为mm；σ_s|x＝0为连续配筋混凝土路面的最大应力，单位为MPa；α_c为混凝土温缩系数，单位为10^-6/℃；ΔT为温度下降，单位为℃；ε_sh为混凝土干缩应变，单位为10^-6；E_c为混凝土弹性模量，单位为Pa；L为裂缝间距的一半，单位为m；As为钢筋面积，单位为m²；ds为钢筋直径，单位为m；Es为钢筋弹性模量，单位为Pa；b为纵向钢筋间距，单位为m；k_s为钢筋与混凝土间的粘结刚度系数，单位为Pa/m；k_c为基层与面层间的摩阻力系数，单位为Pa/m；h为面层厚度，单位为m；Ac为混凝土面积，单位为m²。