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玄武岩纤维筋(BFRP筋)连续配筋混凝土路面是一种新型路面,其将玄武岩纤维筋用于连续配筋混凝土路面中,取代现有连续配筋水泥混凝土路面中的钢筋,具有节省钢筋、耐腐蚀、节能环保等优点。冲断破坏是BFRP筋连续配筋混凝土路面的主要病害形式,较窄的横向裂缝间距、横向裂缝传荷能力下降以及板底脱空是导致冲断破坏产生的三个主要因素。为便于推广和应用BFRP筋连续配筋混凝土路面,迫切需要研究以冲断破坏为极限破坏状态的BFRP筋连续配筋混凝土路面的结构力学状态,为提出合理的BFRP筋连续配筋混凝土路面设计方法提供参考,具有重要的现实意义。本文用粘结单元定义裂缝接触面的法向和切向接触关系,即用裂缝剪切刚度来模拟裂缝间的嵌锁作用及裂缝的传荷能力,假定混凝土板底脱空模式,利用ABAQUS有限元软件,建立了考虑冲断破坏的BFRP筋连续配筋混凝土路面车辆荷载有限元模型。研究横向裂缝间距、板底脱空尺寸变化对BFRP筋连续配筋混凝土路面板力学状态和裂缝传荷能力的影响;分别对板底连续和板底脱空状态下BFRP筋连续配筋混凝土路面板荷载力学响应进行参数敏感性分析。探讨横向裂缝剪切刚度对BFRP筋连续配筋混凝土路面板的力学影响。研究表明,横向裂缝间距越小,受荷板板顶最大横向拉应力、受荷板最大竖向位移越大,横向裂缝传荷系数越小。较窄的横向裂缝间距可产生较大的受荷板板顶最大横向拉应力和竖向变形,裂缝传荷能力差,更易产生冲断破坏。随着脱空区域宽度的增加,受荷板板顶最大横向拉应力先增大后减小。受荷板最大竖向位移随着脱空区域宽度的增大而增大,初期增长速度快而后期增长速度慢。脱空区域宽度显著影响横向裂缝传荷系数LTE,随着板底脱空区域宽度的增大LTE值急剧下降。板底脱空使混凝土板的力学条件恶化,良好的板底支撑可以防止冲断的出现。敏感性分析结果表明,增加板厚可明显改善混凝土板的力学状态,提高混凝土板的模量、基层弹性模量、BFRP筋模量及配筋率可在一定程度上改善板的受力状态。提高地基反应模量虽然可以降低竖向位移,但会使横向裂缝传荷系数大幅降低,可能会增大裂缝处的BFRP筋连续配筋混凝土路面板的破坏。横向裂缝剪切刚度大,即集料嵌挤强度高,荷载传荷能力强,可以极大地改善混凝土板的力学状态。