低弯拉模量机场道面混凝土特性试验研究.pdf

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1、２０１６年第１２期（总第１８９期）江西建材交通工程低弯拉模量机场道面混凝土特性试验研究■张迎春■中国航空港建设第十工程总队，河北保定０７１０５１摘要：针对高弯拉强度机场道面混凝土同时具有较高弯拉弹性模量情况，研究４抗弯拉弹性模量对比试验了模量提高对荷载应力和温度应力的影响；在荷载不变的情况下，模量对素混凝土、钢纤维混凝土、钢纤维乳胶混凝土的抗弯拉弹性模量提高时荷载应力和温度应力都有大幅度的增长，所以在提高强度的同时进行了研究。采用的配合比如表１所示，其中乳胶含量５０％。需要控制模量的增长。采用钢纤维乳胶混凝土等新型混凝土

2、，研究了降低弯拉弹性模量的途径。研究结论认为在温暖地区，不考虑抗冻性时，表１钢纤维乳胶混凝土的配合比采用钢纤维乳胶混凝土，可以降低模量２０％以上，减小荷载应力２０％以上，减小温度应力２０％以上，改善了道面板的受力条件，水水泥砂大石小石钢纤维乳胶强度抗弯拉弹性模量关键词：机场工程道面工程弯拉模量荷载应力温度应力钢纤维乳胶（ｋｇ）（ｋｇ）（ｋｇ）（ｋｇ）（ｋｇ）（ｋｇ）（ｋｇ）（Ｍｐａ）（Ｍｐａ）混凝土７．４４１５．５３３．６７１６．７２５５．４３．５００×１０４ＭＰａ近年来，机场道面混凝土弯拉强度由过去的４．５ＭＰａ，普遍

3、提高到７．４４１５．５３３．６７１６．７２５３．１８６．０４．０００×１０４ＭＰａ５．０ＭＰａ，有的机场道面强度会达到６．５ＭＰａ以上。但随着混凝土弯拉７．０５７５１５．５３３．６７１６．７２５３．１８０．７７５５．６２．７９７×１０４ＭＰａ强度的提高，其弯拉弹性模量也增大；而弯拉弹性模量的增大，会对道６．６６５１５．５３３．６７１６．７２５３．１８１．５５５．４２．４６８×１０４ＭＰａ面板的荷载和温度应力产生影响，导致混凝土板的应力增大，部分抵消６．２７７１５．５３３．６７１６．７２５３．１８２．３２５５．２２．２３×

4、１０４ＭＰａ混凝土的强度的提高。因此，需要研究道面水泥混凝土的弯拉强度与根据试验结果，钢纤维乳胶混凝土的抗弯拉强度略有下降，但是其弯拉弹性模量之间的关系，寻求低模量、高强度的道面新型材料。抗弯弹性模量有了大幅度的下降，不仅比钢钎维混凝土的抗弯弹性模１荷载应力与弯拉弹性模量之间的关系量低，而且比素混凝土的抗弯弹性模量还低，其抗弯弹性模量随乳胶加按现行规范规定计算飞机作用在道面上产生的应力随混凝土弯拉量的增加而进一步下降。弹性模量的变化。计算参数：某型飞机，道面板长Ｌ＝４ｍ，板宽Ｂ＝４ｍ，５不同模量混凝土的应力比较结果板厚ｈ

5、＝２０，２５，３０，３５ｃｍ，Ｅｃ由２８０００ＭＰａ至４００００ＭＰａ（每次变化当道面厚度相同时，不同模量混凝土的应力不同，按照某型飞机考１０００ＭＰａ）的变化幅度。均质半空间地基的弹性模量和泊松比：Ｅ０＝３００ＭＰａ，μ０＝０．３０。计算结果表明，在保持其它参数不变的情况下，随虑，板长Ｌ＝４ｍ，板宽Ｂ＝４ｍ，板厚ｈ＝３０ｃｍ，均质半空间地基的弹性模着弯拉弹性模量的增加，即Ｅｃ／Ｅ０增加，则荷载应力也相应地增加。荷量和泊松比：Ｅ０＝３００ＭＰａ，μ０＝０．３０。传统混凝土与钢纤维乳胶混凝载应力与Ｅｃ／Ｅ０基本上呈线性关系

6、。所以，在提高混凝土强度的时候，土的内应力比较见表２板中的荷载应力也在呈线性增长。表２不同混凝土的应力比较２弯拉弹性模量对温度应力的影响荷载应力温度应力混凝土种类模量ＭＰａ强度ＭＰａ应力比ＭＰａＭＰａ对于温度应力而言，混凝土模量变化对其温度应力影响比荷载应力的影响要大得多。增长趋势显著。当混凝土弹性模量从２８０００ＭＰａ素混凝土３．５００×１０４１．６５１．４４５．４０．７２变化至４００００ＭＰａ时，荷载应力增长幅度不超过１０％，然而温度应力增钢纤维混凝土４．０００×１０４２．１９１．９１６．００．６８长幅度在６０～８０

7、％之间。也就是说，在提高混凝土抗弯拉强度的同时，钢纤维乳胶混凝土１２．７９７×１０４１．３２１．１５５．６０．４４温度应力也随弯拉弹性模量的增加而呈明显的线性增加。钢纤维乳胶混凝土２２．４６８×１０４１．１６１．０１５．４０．４０３弯拉弹性模量对水泥混凝土道面疲劳寿命的影响钢纤维乳胶混凝土３２．２３×１０４１．０５０．９２５．２０．４６采用《公路水泥混凝土路面设计规范》中的疲劳方程。σ６采用钢纤维乳胶混凝土时需要的道面结构层厚度ｌｇ(ｐ)＝ｌｇａ－ｂｌｇＮｆｒ－σｔｒ由于钢纤维乳胶混凝土道面结构的受力条件好，可以适当降低

8、道（１）式中：σｐ为混凝土道面的荷载应力（ＭＰａ）；σｔｒ为混凝土道面面结构层厚度。通过计算如果采用普通素混凝土的结构层厚度为的温度疲劳应力（ＭＰａ）；ｆｒ为混凝土设计抗弯拉强度（ＭＰａ）；ａ、ｂ为方３０ｃｍ时，钢纤维乳胶混凝土１时道面结构层的厚度经过计算为２４ｃｍ。程回归系数，按《公路水泥混凝土路面设计规范》采用的