板底动水压力循环冲刷下水泥路面脱空演化微观机理及疲劳损伤特性研究

水泥混凝土路面普遍严重的早期断裂现象已经成为了制约水泥混凝土路面应用与发展的关键问题，而板底动水压力下流体对基层的冲刷掏空作用是造成断板的重要原因。但因板底动水压力理论和试验研究的缺乏，我国水泥混凝土路面设计理论没有考虑板底动水压力冲刷作用下脱空区的动态扩展，而是假定全寿命期内面板与基层始终连续接触，这与水泥路面的实际工作状态不符。鉴于此，本项目设计一套模拟板底动水压力冲刷的实体模型试验装置，并进行疲劳加速加载试验直至破坏，力求掌握全寿命周期内的板底动水压力冲刷规律及路面疲劳损伤特性，并在试验基础上进行板底动水压力非线性流固耦合瞬态动力学分析及其冲刷脱空微观机理研究，同时考虑寿命期内脱空区的动态扩展及板底动水压力对板底微裂缝的劈裂效应，建立更符合实际工作状态的疲劳损伤理论模型。该项目研究成果能为水泥混凝土路面设计和养护提供理论基础，对于促进水泥混凝土路面技术的发展具有重要意义。

水泥混凝土路面普遍严重的早期断裂现象已经成为了制约水泥混凝土路面发展与应用的关键问题，而板底动水压力下流体对基层产生循环作用是导致板底脱空后水泥板受荷断裂的重要原因。本项目按计划圆满完成了水泥混凝土路面板底动水压力循环冲刷下水泥路面脱空演化微观机理及疲劳损伤特性研究，利用光纤光栅技术分析了板底脱空区的动水循环压力分布，通过有非线性流固耦合理论对路面模型进行了力学分析，对脱空状态下水泥混凝土路面的疲劳寿命进行理论分析，解决了水泥混凝土路面板底脱空这类微观机理的隐蔽性问题。并研究了板底脱空注浆布孔设计及注浆压力计算，提出一套合理的注浆方案及注浆有效性指标，解决了水泥混凝土路面板底脱空方面的诸多问题。