水泥混凝土路面板長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中,除交通荷載的作用外還受到環(huán)境中溫度和濕度等條件的影響,水泥混凝土路面板可能發(fā)生翹曲變形并導(dǎo)致板底脫空,板底脫空后路面板在荷載作用下非常容易產(chǎn)生斷裂。目前人們對(duì)水泥混凝土路面板翹曲的認(rèn)識(shí)多局限在板內(nèi)部溫度不均勻所產(chǎn)生的溫度翹曲,然而除溫度翹曲外板內(nèi)還存在由于濕度不均勻所產(chǎn)生濕度翹曲。濕度發(fā)生變化時(shí)水泥混凝土?xí)a(chǎn)生干縮,當(dāng)水泥混凝土路面板的干縮不均勻時(shí)就會(huì)發(fā)生濕度翹曲。目前有關(guān)濕度翹曲的相關(guān)研究較少,現(xiàn)有方法對(duì)水泥混凝土路面板濕度翹曲應(yīng)力的分析不完善,不能夠準(zhǔn)確反映水泥混凝土路面的濕度翹曲,這使人們一直低估了濕度翹曲對(duì)水泥混凝土路面板的危害。因此建立一個(gè)準(zhǔn)確有效的水泥混凝土路面板濕度翹曲分析方法對(duì)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)具有重要意義。水泥混凝土路面板的濕度翹曲是因內(nèi)部濕度梯度產(chǎn)生的,而濕度梯度又與水分遷移緊密相關(guān),因此在分析濕度梯度時(shí)應(yīng)從水分遷移入手。針對(duì)上述情況,本文開展了水泥混凝土路面板內(nèi)部水分遷移和濕度翹曲研究。首先,確定水泥混凝土內(nèi)部水分遷移理論模型,開展外部干燥和外部濕潤(rùn)條件水泥混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度監(jiān)測(cè)試驗(yàn),得到水泥混凝土內(nèi)部不同位置的相對(duì)濕度變化情... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

密封式濕度傳感器和試驗(yàn)示意圖[29,30]

?瘸〈嬖謔?缺ズ�、綑n禿筒ǘ??黿錐危?餿?黿錐嗡??時(shí)刻和幅值取決于接觸邊界條件和自然環(huán)境條件。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的葛昕[33]在單面干燥的混凝土試件中預(yù)埋膠管并塞住，在達(dá)到一定齡期時(shí)打開并插入HMP42型溫濕度傳感器探頭，對(duì)相對(duì)濕度和濕度收縮關(guān)系進(jìn)行了研究。交通部公路科學(xué)研究院的田波[34]使用同樣的濕度傳感器進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)方式對(duì)混凝土表面1cm以內(nèi)的相對(duì)濕度受影響較大，對(duì)距離混凝土表面3cm處相對(duì)濕度的影響已經(jīng)較校此外，劉寶忠[35]也采用該型號(hào)的濕度傳感器對(duì)混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度進(jìn)行了試驗(yàn)研究。圖1-2插入式濕度傳感器和試驗(yàn)[33,35]然而，密封式和插入式濕度傳感器為了防止保證傳感器不受水泥漿體硬化時(shí)的影響和破壞，必須在混凝土凝結(jié)完成后才能開始放置監(jiān)測(cè)。伊利諾伊斯大學(xué)香檳分校開發(fā)了可嵌入式濕度傳感器[36,37]來研究混凝土內(nèi)部濕度，將小型電容式傳感器封裝在帶有戈?duì)柼厮贡∧さ奶坠苤�，該薄膜允許蒸汽傳輸?shù)耐瑫r(shí)能夠防止液體水分和離子的滲透，使傳感器能夠在混凝土澆筑時(shí)就進(jìn)行測(cè)量收集數(shù)據(jù)，保護(hù)傳感器不受損傷。GranjaJL等[38]通過試驗(yàn)對(duì)各種濕

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-度傳感器進(jìn)行了對(duì)比，證明該種傳感器的監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，戈?duì)柼厮贡∧さ拇嬖诓粫?huì)影響混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度監(jiān)測(cè)時(shí)的精確度。圖1-3伊利諾伊斯大學(xué)香檳分校開發(fā)的濕度傳感器和試驗(yàn)示意圖[36,37]1.2.3水泥混凝土路面板濕度翹曲研究Rao等[39]發(fā)現(xiàn)水泥混凝土板的翹曲變形在早齡期時(shí)就會(huì)出現(xiàn)，齡期在28天時(shí)的翹曲變形可達(dá)到最大變形的70%。Wei等[40]發(fā)現(xiàn)在極端干燥環(huán)境下濕度翹曲的等效溫度梯度非常大，與日常的溫度梯度相當(dāng)。2017年，魏亞[41]研究發(fā)現(xiàn)徐變對(duì)濕度翹曲變形和應(yīng)力的影響很大，徐變使?jié)穸嚷N曲變形降低36%、使?jié)穸嚷N曲應(yīng)力降低45%。目前我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范中還沒有考慮濕度梯度的影響。而在美國(guó)AASHTO2002MEPDG水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法中，將混凝土板干縮深度范圍內(nèi)的變形簡(jiǎn)化為三角形的線性分布，并將濕度梯度等效為溫度梯度進(jìn)行計(jì)算：()()23--23100ssuhhavesSHhhSShETGhεα=（1-1）式中SHETG——等效溫度梯度（℉）；suε——混凝土最終收縮變形；——可逆收縮因子；hS——某個(gè)月的相對(duì)濕度（%）；haveS——年平均的相對(duì)濕度（%）；sh——收縮區(qū)域的深度（in）；h——板厚度（in）；α——混凝土熱膨脹系數(shù)。溫度梯度下混凝土板的翹曲和應(yīng)力計(jì)算研究比較成熟。當(dāng)溫度梯度和濕度梯度下板的翹曲變形相等時(shí)，將濕度梯度等效為溫度梯度eT來進(jìn)行濕度翹曲分析。Westergaard和bradbury采用的等效線性溫度梯度下的彎矩：


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