接缝传荷能力对水泥混凝土路面使用性能有着重要影响,横缝处设置传力杆能够明显提高板间传荷能力,降低板边和板角处竖向变形,从而延缓错台发展速度,保证水泥路面的长期使用性能。国外一些现场调查结果也表明,接缝设置传力杆后,水泥路面错台和板角的开裂率都能够明显降低 。我国开始将传力杆布设到重载交通水泥路面横向缩缝位置,由于传力杆自动植入设备 (Dowel Bar Inserter)能够明显提高施工效率,DBI方法2006 年在广东省首先应用,DBI 方法是我国水泥路面接缝传力杆主要采用的施工工艺。然而,在施工过程中由于多种因素的影响,传力杆并不能准确达到理想的设计位置,导致传力杆偏差的发生 。
传力杆结语
(1)在轮载以及轮载和温度变化共同作用下,传力杆与混凝土界面存在明显应力集中现象。接触应力集中现象发生在离接缝面0 ~8 cm 范围内,而考虑均匀降温作用时, 高拉应力和主应力发生在杆两端附近及接缝面附近。
(2)无论在正温度梯度还是负温度梯度作用下,最大主应力均接近材料的破坏极限, 从而容易在界面处形成初始裂缝和挤碎, 使传力杆松动量增大,降低传递荷载能力, 甚至出现传力杆周围混凝土的严重碎裂。
(3)为减小接触应力, 有必要改进传力杆装置,以避免出现传力杆与混凝土接触应力集中现象, 从而在路面使用寿命内保持传力杆的传递荷载效能,并避免接缝处混凝土板出现碎裂、断板等破坏现象。
传力杆温度的影响
温度沿面板厚度的不均匀分布,使面板产生翘曲变形,传力杆也随之发生弯曲变形,传力杆的弯曲使传力杆与混凝土接触面出现应力。随着交通荷载作用,传力杆弯曲变形增加,这将进一步增大传力杆与混凝土界面的接触应力。开裂是混凝土路面损坏的主要形式,包括板中横向裂缝、板边和板角断裂。板长5. 0 m 时在温度与交通荷载共同作用下的传力杆与混凝土界面最大主应力、最大剪应力和垂直应力分布规律。由图5 可知,所有情况下最大剪应力和最大压应力均出传力杆与混凝土界面顶部,表明与传力杆顶部相接触的混凝土承受弯曲变形,主应力值最大,而最大主应力出底部附近。因此,与传力杆顶部和底部相接触的混凝土存在压碎或者拉裂的可能。另外, 计算结果还表明, 板长对传力杆与混凝土界面接触应力分布规律无明显影响,最大接触应力值不因板长而变化。
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