论文总字数：25612字

摘 要

连续配筋混凝土路面（Continuously Reinforced Concrete Pavement简称CRCP）是道路工程师为了克服普通水泥混凝土路面的各种病害及改善路用性能而采用的一种路面结构形式，主要表现为在路面纵向配有足够数量的钢筋来控制混凝土路面板纵向收缩产生的裂缝。与普通混凝土路面（Jointed Concrete Pavement）相比，CRCP在很大程度上解决了因接缝引起的振动与噪音，改善了路面平整度，提高了行车舒适性以及路面使用寿命；从长期使用性能来看，其维修费用较小。所以CRCP被认为是高等级公路的理想结构形式。

本文首先参照了AASHTO法中的板厚设计方法，并对比了我国现行水泥路面设计规范(JTG D40-2011)，结合工程实例进行CRCP的板厚设计，并结合现有规范进行了纵向配筋设计以及端部锚固设计。大量工程实际表明，CRCP纵向钢筋的承载作用并不明显，只是起到约束横向裂缝发展的作用。

连续配筋混凝土路面在行车荷载及温度和湿度变化所产生应力的反复作用下，横向裂缝处混凝土和钢筋的疲劳破坏形成的冲断已经成为连续配筋混凝土路面的主要破坏形式。因此本文接下来分析了CRCP的疲劳破坏机理，以及疲劳破坏的三个方面：板底脱空、轮载作用以及纵向钢筋疲劳断裂。最后从设计和施工角度提出控制疲劳破坏的方法。

关键词：连续配筋混凝土路面，结构设计，疲劳分析

ABSTRACT

Continuously Reinforced Concrete Pavement (CRCP) is one of the high performance pavement structures with enough continuous steel bars in the longitudinal direction and without joints in the transverse direction. Compared with JCP (Jointed Concrete Pavement), CRCP eliminates the vibration and noise caused by the joints, improves the pavement evenness, riding quality, and pavement life. In the long term of performance, it has less maintenance work. So CRCP is considered to be the ideal structure for high-grade pavement.

At first, with reference to the AASHTO and Specifications for Design of Highway Cement Concrete Pavement (JTG D40-2011), an engineering example of CRCP design is made, which includes slab thickness, longitudinal reinforcement and end structure. A large number of practical engineering show that the bearing role of the longitudinal reinforcement is not obvious, which only play the role of constraining transverse crack development.

Withstand the repeated role of the stress of traffic load and the change of temperature and humidity, fatigue fracture at the transverse cracks which leads to punchout has become the major damage form of CRCP. So, the fatigue failure mechanism of CRCP is analyzed in this paper, which includes three aspects: hollow base, wheel load and fatigue fracture of longitudinal reinforcement. At last, method to control fatigue damage for design and construction is put forward.

Keywords: CRCP, Structural design, Fatigue analysis.

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 绪 论 1

1.1 问题的提出 1

1.2 国内外研究概况 2

1.2.1 CRCP国内外发展研究概况 2

1.2.2 疲劳损伤研究概况 4

1.3本文研究内容及技术路线 4

第二章 CRCP结构设计 6

2.1 CRCP板厚设计 6

2.1.1 AASHTO法中的板厚设计 6

2.1.2 《规范》中的板厚设计 7

2.2 CRCP配筋设计 9

2.2.1 横向裂缝平均间距 9

2.2.2 横向裂缝缝隙平均宽度计算式 11

2.2.3 纵向钢筋应力计算式 11

2.2.4 纵向配筋率计算步骤 12

2.3 CRCP端部锚固设计 12

2.3.1 CRCP端部变形与受力特点 12

2.3.2 CRCP端部锚固设计类型 13

2.3.3 CRCP端部锚固设计流程 14

2.4 小结 16

第三章 CRCP结构设计实例 18

3.1 板厚设计 18

3.1.1交通分析 18

3.1.2初拟路面结构 18

3.1.3路面材料参数确定 18

3.1.4荷载疲劳应力 19

3.1.5温度疲劳应力 20

3.1.6 结构极限状态校核 20

3.2 配筋设计 21

3.2.1计算参数 21

3.2.2裂缝间距 21

3.2.3横向裂缝平均缝隙宽度 22

3.2.4裂缝处纵向钢筋应力 22

3.2.5钢筋间距和根数计算 22

3.3 端部锚固设计 23

3.4 小结 27

第四章 CRCP疲劳分析及防治方法 28

4.1 CRCP疲劳损坏的类型 28

4.2 CRCP疲劳损坏的机理 28

4.2.1 板底脱空 28

4.2.2轮载作用 29

4.2.3 钢筋疲劳断裂 30

4.2.4 CRCP的疲劳损坏过程 31

4.3 CRCP冲断预估 31

4.4 CRCP疲劳破坏防治方法 34

4.5 小结 34

第五章 结论和展望 36

参考文献 38

致 谢 40

第一章 绪 论

1.1 问题的提出

连续配筋混凝土路面作为一种高级路面结构形式，由于具有使用寿命长、养护工作量小、能源消耗少、施工简便、对交通等级和环境适应性强等优点，在国外得到广泛应用。由于我国缺乏优质的沥青资源，沥青价格不断上涨，导致了沥青路面的发展受到了沥青材料和优质石料资源的严重制约，其建设和养护成本也大幅度增加。而我国是水泥生产大国，水泥价格一直稳定在较低的水平，这种形势为我国发展水泥混凝土路面提供了有利条件和竞争优势。我国水泥混泥土路面总里程约占高级和次高级路面总里程的一半，但在高等级公路(尤其是高速公路)路面中所占比例较小，并且仍在下滑。其原因主要是普通水泥混凝土路面由于接缝的存在，易产生渗水、唧泥、错台、脱空等病害，严重影响水泥混凝土路面的行车舒适性和使用寿命，而且一旦损坏，修复比饺困难。

连续配筋混凝土路面（简称CRCP）指面层配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。CRCP 行车平顺舒适，耐久性好，使用寿命长，对养护要求很低，是符合公路交通发展趋势的高性能路面结构形式之一，在国外已大量应用于干线公路和机场道路。随着汽车运输向大流量、大型化方向发展，可以预见CRCP 将在我国高等级公路中得到广泛的应用。CRCP与普通混凝土路面相比，具有以下优点：

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