BFRP-CRCP配筋设计方法和参数敏感性分析

作者：冀志远; 王骁帆; 周舟

来源：公路交通科技, 2022, 39(12): 60-66.

• 道路工程
• 配筋设计指标
• 有限元
• 连续配筋混凝土路面
• 玄武岩纤维增强塑料

目前现有的玄武岩纤维增强塑料(BFRP)连续配筋混凝土路面(CRCP)配筋设计规范比较缺乏，相关研究也较少关注BFRP-CRCP结构响应的特点及参数敏感性。针对理论研究的不足，分析了CRCP的横向开裂机理，推导了CRCP配筋设计指标的解析公式。建立了CRCP的三维有限元模型，利用有限元计算验证了解析公式的合理性。将BFRP作为纵筋替代材料，对现有CRCP试验路的面层进行了结构优化。对温缩和干缩作用下的BFRP-CRCP进行了解析计算和比较分析，对横向裂缝间距和宽度设计极值给出了推荐范围。根据BFRP弹性模量、黏结刚度系数和线膨胀系数取值的不同，对BFRP-CRCP进行了参数敏感性分析。结果表明：通过分析纵筋和混凝土应力、位移的分布规律，表明板中间容易发生二次断裂，裂缝位置相对滑移最大；横向裂缝间距越大，纵筋应力极值、混凝土应力极值和横向裂缝宽度也越大；现行规范中关于配筋设计指标的范围取值偏保守，建议BFRP-CRCP横向裂缝间距的上限取2.2 m,横向裂缝宽度上限取1.2 mm;虽然BFRP会增大裂缝缝隙的宽度，但是能够大幅降低CRCP应力；提高BFRP的弹性模量和黏结强度，能够减小裂缝缝隙的宽度，但是会提高CRCP的应力极值。研究成果为BFRP-CRCP配筋设计指标提供了理论参考范围，有助于BFRP合理的材料性能参数选取，也对推广BFRP在水泥混凝土路面中的应用有一定的理论和实践意义。

• 单位
  扬州大学; 浙江省交通规划设计研究院