早龄期固化翘曲对重载刚性路面力学行为的影响机制研究

重载交通下水泥混凝土路面经常出现早期断板破坏并且开裂位置复杂。近年来国外研究发现，面板早龄期阶段形成的固化翘曲显著影响路面的力学行为和破坏模式，但有关固化翘曲对重载交通路面力学行为的影响机制还缺乏研究，国内则尚未关注固化翘曲方面研究。因此，本项目拟首先通过足尺路面板早龄期性状现场监测、室内试验、反算和路面早龄期温、湿度场数值模拟，研究不同施工气候条件下面板早龄期固化翘曲的产生机制、性状特征与等效值量级；然后将固化翘曲参数引入车路系统动力分析方法中，基于影响线分析和神经网络算法优化技术，建立考虑固化翘曲、重车动载、温度场共同作用的全路面板位置动力响应和疲劳损伤分析方法，将固化翘曲与重车车辆特性、路面平整度、温度场、路面结构特征参数联系在一起，深入研究揭示固化翘曲与各参数不同组合条件下对面板力学行为和疲劳损伤的影响机制。基于以上以期为重载交通刚性路面性能改善、设计和施工优化提供理论和技术支持。

经过近三年的研究，课题组吸收国外最新的研究成果，结合我国路面技术特点，先后开展了路面早龄期温度场、湿度场、固化翘曲的量级与反演技术、固化翘曲与车辆动荷载共同作用下对路面力学行为的影响等方面研究，并在福建省实际工程中开展了应用。从相关成果来看，本项目研究已达到预期目标。本研究主要开展以下两个方面工作：（1）按照我国路面工程特点，通过不同季节和施工时段的现场性状监测试验、室内试验，研究揭示我国水泥混凝土路面早龄期固化翘曲发生机制、性状和等效EBITD量值、国外相关监测和反演技术的适用性，以期为我国相关理论研究提供数据和实践技术基础。（2）将固化翘曲参数引入车路系统动力分析方法中，重点开展早龄期固化翘曲对重载交通刚性路面力学行为、车路动力相互作用的影响机制研究，进而了解我国水泥混凝土路面重载交通过早破坏与早龄期性状参数的关系。经过资助前的准备和资助后近三年的研究，课题组查阅了大量国外相关文献，开展了包括试验路、足尺板以及四个季节和不同施工时段多种工况的大量现场试验，并平行开展了室内试验和理论研究，2009～2012年累计培养相关研究领域硕士研究生毕业8名，发表论文8篇，形成待发表论文9篇，部分成果在《福建省公路水泥混凝土路面》专著和福建省3个地方标准中进行了发布和应用，4项相关研究成果获省部级科技奖励。