从1989年中国第一条连续配筋水泥混凝土路面在盐城出现以来，连续配筋路面在国内的应用并不广泛.但随着交通重载情况的日益严重，以及道路工程全寿命费用评价的逐渐推广，连续配筋路面的应用前景亦逐步变得明朗起来.
中国目前的连续配筋水泥混凝土路面的设计计算方法[1]是简单地沿用国外以前的设计思路，然后稍加改进而成.它只考虑了温度荷载，却没有考虑车轮荷载.相较而言，美国现今的设计方法已经将车辆荷载以分级输入的方式计入路面板的疲劳损伤[2].
正常情况下，连续配筋路面浇注完成之后，随着环境温度的改变，以及水泥水化过程的不断进行，CRCP路面板基本会在一两年内横向断裂形成一个个单独的长板条[3].如果板条的应力计算只考虑温度应力，那么在受到板体周边约束的情况下，板条中出现温度应力最大的地方应该是板体正中间的上下表面.相应地，在环境温度的反复作用下，这些单个长板条会在正中间发生纵向断裂.而事实上，CRCP的特有破坏方式却是小板段的Punchout破坏，其发生位置一般在板条靠近路面边缘1m左右的地方，也就是轮载作用附近.这就从直观上说明了：研究CRCP的Punchout破坏不能不考虑荷载作用因素.另外，在CRCP的温度场和车轮荷载的耦合计算中，车轮荷载对板体的应力作用是不能忽视的.
国内外通用的CRCP板厚设计原则是：与同等设计交通量下普通水泥混凝土板的设计厚度一致[4]，配筋只是用来控制裂缝的分布形态.配筋控制裂缝分布，裂缝分布控制板间传荷，传荷又影响荷载应力，并最终反映到CRCP的破坏上面.所以，从这个方面来讲，研究CRCP的荷载应力，在考虑车辆荷载的情况下合理配筋，以维护CRCP的良好工作性能，较好地延缓脱空和破坏极限状态的出现，是非常有必要的.
湖南大学学报（自然科学版）2013年
第6期白桃等：连续配筋水泥混凝土路面的临界荷位
以美国的连续配筋设计方法为例，它的设计方法大多数公式都是建立在实测数据的统计分析之上，具体的计算模型也是外界所无法获取的，加上地域气候的差距，其成熟的设计方法是无法直接拿过来使用的.而现实是中国目前CRCP的有用实测数据少之又少，无法支撑计算公式的统计获取.所以，参照已有的普通水泥混凝土板设计方法，将温度应力和荷载应力分开进行理论计算，找出对应的临界荷位，然后进行叠加，不失为一个可行的方法.本文即对CRCP的临界荷位做相关研究.
1理论背景
1.1板间传荷定义
计算CRCP板体的荷载应力，就必须考虑横缝处板体之间的相互传力作用，这是CRCP结构计算中的难点.本文在计算中将CRCP的板体传荷作用分为两部分分别进行考虑，一部分是钢筋的传荷，另一部分是横缝断面上的混凝土嵌锁传力.
1.1.1钢筋传荷
通常，普通接缝混凝土路面中的传力杆长度为40～60cm[5]，即埋入单块混凝土板的长度为20～30cm，而发生Punchout破坏的板长一般在30～60cm.如果将CRCP从某一个裂缝处断开来看，左右两边埋入混凝土的钢筋都足以满足传力杆的锚固长度，可以在裂缝处将CRCP的钢筋竖向传荷类比于普通水泥混凝土路面传力杆的竖向传荷计算.其与普通混凝土板的特别之处在于CRCP的钢筋还可以提供沿路面纵向的传力作用.但本文只关心裂缝处的竖向传力，CRCP裂缝两端的混凝土板在本文中被看作是一个存在许多横向裂缝的整体板.
Friberg于1940年根据Timoshenko理论提出的传力杆力学模型[6]是混凝土路面中传力杆设计的理论基础.该模型将传力杆视为埋设在弹性介质（指传力杆周围混凝土）上的梁.钢筋的传荷刚度包括混凝土对钢筋的支撑刚度DCI和钢筋自身的剪切刚度C两部分[7].如表1所示.
由于在实际中，很少出现钢筋拉断的情况，因此，在本文中不考虑钢筋在横缝处的应力计算.在不关注传力杆与周围混凝土接触界面的应力分布时，可假设钢筋在横缝处断开，横缝两侧埋设于混凝土内的钢筋与周围混凝土完全绑定，整体计算；而在横缝处，将钢筋端头对应的混凝土节点以弹簧连接，各方向上的弹簧刚度取钢筋传荷刚度.
1.1.2混凝土传荷
目前，由于中国基本上所有的高速公路都使用的是半刚性基层，参照文献[1]设计方法，半刚性基层路面板嵌锁刚度为：
在有限元分析中，路面实体模型经过离散化生成单元后，混凝土板横缝处侧面的结点可分为板角结点、板边结点和板中结点.通过在对应结点设置弹簧单元，并使弹簧刚度方向与裂缝剪力方向一致，即可实现裂缝处集料嵌锁作用的传荷模拟.按照3种不同类型结点对接缝刚度的贡献面积，将裂缝的总刚度分配到每个弹簧单元上[8].在混凝土传荷刚度计算中排除钢筋所占节点，如图1所示.
在混凝土的刚度分配中，将板中钢筋节点排除在外，则混凝土3种位置按照结点的贡献面积进行接缝刚度分配.各类型节点的刚度贡献面积分别为：板角ab，板边2ab，板中4ab.
刚度分配面积之比为1∶2∶4，相应节点的分配刚度可以分别设置为k，2k，4k.3种位置节点数量分别为：板角4，板边2（N所得的节点刚度计算公式如表2所示.
2有限元模型及其验证
（www.fabiaoba.com），是一个专门从事期刊推广期刊发表、投稿辅导、发表期刊的网站。
本站提供如何投稿辅导、发表期刊，寻求论文刊登合作，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级论文刊登/国家级论文刊登/
CSSCI核心/医学投稿辅导/职称投稿辅导。
投稿邮箱：fabiaoba365@126.com
在线咨询：
275774677、
1003180928
在线咨询：
610071587、
1003160816
联系电话：18796993035
