Оценка Слэб формы в контролируемых условиях среды

Как портландцемент бетон (PCC) тротуары лечения, постоянной деформации развиваются из неоднородных температурных и влажностных условий в плит. Последующие суточных и сезонных экологических велосипедного причиной плит сможет расширяться и сжиматься горизонтально и изменения средней температуры и влажности, а также скручивания и деформации вертикально, как температура и влажность изменения градиента через слой глубиной. Эти деформации влияют на величину нагрузки передается на соседние плиты и вертикальной поддержки со стороны основного слоя основания. Дюбель баров часто размещаются на тротуар соединений для облегчения передачи нагрузки.

Два 3,66 м (12 футов) в ширину, по 13,72 м (45 футов) в длину, на 254 мм (10 дюйма) в толщину бетонных покрытий были построены в Огайо Ускоренная загрузка Pavement фонда (APLF). Поперечные соединения сокращения были размещены на 4,57 м (15 футов) с периодичностью, создать три смежных 4,57 м (15 футов) в длину плит в каждом тротуаре. Дюбель баров были добавлены в суставах в один тротуар, и другие тротуара оставалось undoweled. Pavement деформации, реагирование, и температура их мониторинг в течение целого ряда контролируемых условиях окружающей среды с датчиков, установленных во время строительства. Большие вертикальные деформации вверх наблюдались вдоль края плиты в начале отверждения, и эти деформации, продолжает увеличиваться на протяжении всего периода испытаний. Чуть меньше вертикальных движений наблюдается в штырями тротуаре были обусловлены наличием дюбель баров.

Ключевые слова: керлинг; тротуара плиты.

ВВЕДЕНИЕ

В лечении портландцемент бетон (PCC) тротуар, температуры и влажности градиентов в бетонные плиты тротуара вызывать деформацию от своих первоначальных как-помещены фигуры. Последующие температуры и влажности велосипедного создает дополнительные деформации, которая влияет на величину нагрузки передается на соседние плиты, а также величины и распределения поддержки со стороны основного слоя основания. Повышение температуры и / или влаги в верхней части плиты PCC причиной этого слоя, чтобы расширить по сравнению с нижней части плиты, тем самым вынуждая плиты ребрами вниз. С другой стороны, высокая температура и / или влаги в нижней части плиты приводит края поднял. Слэб искажения, вызванные дифференциальных температуры называют керлинг и плиты искажения, вызванные дифференциальных влаги называется деформации.

Любое дифференциальных вертикальное перемещение PCC плиты от своей первоначальной высоты результаты в неоднородных поддержку в соответствии с плиты и мертвым грузом изгиба внедряются в плите. Это искажение имеет большое влияние на долгосрочные показатели жесткой мостовой. В тех местах, где поверхность плиты выше, чем ее первоначальные как-помещены высота, свяжитесь с подстилающего слоя поддержка может быть воспринято как минимальные на несуществующие. Мертвый груз напряжения изгиба будет развиваться в плиту как мосты области сокращения поддержки. Высшее, чем обычно, временная нагрузка изгиба будет накладываться на нагрузке напряжения изгиба в этих областях, когда трафик проходит через неподдерживаемые районах плиты. Мере перемещения плит и величины статической нагрузки изгиба зависит от нескольких факторов, в том числе: температура и влажность градиентов в слое, конкретные свойства, сляб размерами и граничных условий вдоль края плиты. Live нагрузки изгиба продиктованы эти же параметры плюс вес и распределение нагрузки на колеса и вокруг плиты ..

Одним из механизмов, обычно используемых для ужесточить PCC плиту концами дюбель баров укладывается по соединений для передачи вертикального и горизонтального сдвига изгибающих моментов в продольном направлении прилегающих плит. Эти бары, как правило, гладкие, округлые, с эпоксидным покрытием, от 32 до 38 мм (1-1/4 до 1-1/2 дюйма) в диаметре, 457 мм (18 дюймов), а интервал 305 мм (12 дюйма) о центрах по всей ширине тротуара. Они устанавливаются, как сборные корзины в момент бетонных, а также один конец каждого бара смазывается до покрытия для предотвращения связи с конкретными, и тем самым способствовать продольного движения плит. Хотя эти полоски обеспечивают дополнительную жесткость плиты концов, силы, которые они передачи сопротивление напряжения, в барах и в конкретных окружающих баров.

Математические модели, включая метод конечных элементов, были использованы для имитации жесткого ответа на тротуарах динамических нагрузок. Эти модели предполагают, что PCC плиты плоские, в форме контакта с основной материально-технической базы. Любая потеря поддержки со стороны первоначального лечения и от последующих экологических скручивания и деформации традиционно игнорируется. Исследования показывают, однако, что PCC края плиты начинают деформироваться в течение нескольких часов после бетонных и продолжать деформировать за рамки традиционного 28-дневного периода лечения, даже если условия окружающей среды остаются относительно постоянными. Это смещение вызвано в первую очередь потери влаги в верхней части пластинки в процессе вулканизации. Как температуре окружающей среды или изменения условий увлажнения, дальнейшие положительные и отрицательные смещения накладывается на плиты. Потому что динамические характеристики жестких тротуарах зависит от плиты поддержки, точных расчетов ответ требуют, чтобы модели учитывают должным образом неоднородной плиты поддержки.

При больших нагрузках трафика переходить деформированной плиты тротуара, значительный временной нагрузки напряжения добавил окружающей среды и мертвым грузом подчеркивает, уже существующих в плит. Различные математические модели были разработаны для описания комбинированного ответа жестких плит тротуара к экологической езда на велосипеде и динамической нагрузки, но, к сожалению, достаточно данных, которые не доступны для надлежащей проверки и калибровки их.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Существенное исследование было сделано на дюбель баров в реальных бетонных покрытий. Мало исследований, однако, была выполнена в контролируемых условиях. Досрочного исполнения возраста, в том числе плиты керлинг и коробление, передача нагрузки через суставов и потерю поддержки со штырями и undoweled плиты, была исследована в условиях контролируемой температуры на ускоренное Pavement Загрузка фонда (APLF) в Ланкастере, штат Огайо. Результаты этого исследования помогают объяснить, как температура и влажность влияют на форму плиты и, в конечном счете, эффективность бетонных плит. Эти данные будут указывать на более совершенные методы проектирования, моделирования и анализа PCC тротуар.

ИСТОРИЯ

Два последних контрактов, заключенных Федерального управления шоссейных дорог оказали существенную информацию, касающуюся последствий лечения, охраны окружающей велосипеде, а также динамические нагрузки на ответ тротуаров PCC. Первый проект был расположен на новый раздел, США 50, к востоку от Афин, штат Огайо. Instrumented баров дюбель были установлены высокопроизводительные жесткое покрытие для мониторинга деформации, индуцированной в барах, как тротуар вылечить, так как он был разоблачен в месте влажности и температуры на велосипеде, и, как падающий груз дефлектометр (FWD) нагрузок были применены во всем суставах. Эти результаты испытаний показали, что крупные изгибающие моменты были созданы в дюбель баров и больших подшипников подчеркивает были получены в окружающем бетоне баров сопротивление кривизны пластинки заканчивается во время лечения и экологических велосипеде. Принимая напряжений в бетоне, представляющих особый интерес в течение первых нескольких дней после размещения из-за снижения прочности бетона.

Второй проект предусматривал строительство и мониторинг 3,65 м (12 футов) в ширину и 9,14 м (30 футов) в длину и 203 мм (8 дюймов) толстые PCC плита APLF. Датчики были установлены 1 дюйм от верхней и нижней плиты в различных местах для измерения деформации индуцированных в процессе отверждения, контролируемых велосипедного температуры, а колеса нагрузки. Линейные дифференциальные трансформаторы переменного (LVDTs) были установлены в восьми точках вдоль краев плит для контроля вертикального отклонения поверхности на каждом этапе тестирования. Кроме того, поверка была использована периодически определить форму поверхности плиты путем вертикальной высоты, измеренной вдоль похода по всему периметру плиты и по одной диагонали. Данные, полученные в этих тестах показал, что искривление вверх, в результате потери влаги в поверхность плиты PCC в процессе отверждения, было начато в начале и продолжали далеко за рамки стандартного 28-дневного лечения период.

ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ СТРОИТЕЛЬСТВО И INTRUMENTATION