水泥混凝土路面损坏形式与设计指标的关系PPT课件

水泥混凝土路面损坏形式与设计指标的关系 目录 CONTENTS 1 2 3 4 病害分类 产生原因 设计指标 路面常见病害分类 水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐恶化 以至出现各种类型的损坏现象 接缝处是混凝土板体的应力分布比较集中的地方 是最容易引起破坏的位 初期的病害主要是集中在接缝处的破坏 接缝类损坏 4 错台 错台产生的原因 渗水 路基压实 Text3 Text4 错台 荷载分布 嵌缝板 6 拱起 混凝土路面板在热膨胀受阻时 接缝两侧的板突然向上拱起的现象 拱起产生的原因是混凝土板收缩使缝隙张开 填缝料失效 坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙 使板在膨胀时产生较大的压应力 从而出现纵向压曲失稳 7 车辆行经接缝或裂缝时 由缝内喷溅出稀泥的现象 是由车辆荷载作用下 面板接缝 裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物的强制性位移造成的 唧泥 1 2 路基或基层的土壤处于松散状态 亦即存在松散之细粒土 在面板与基层及路面之间有自由水存在 并与松散细粒土混合形成泥浆 3 频繁的重载车辆轴载的作用 水泥混凝土路面板产生泵吸作用将泥浆喷出 吸入 脱空 填缝料失效 脱空 混凝土板不再与基础保持连续接触 填缝料失效 接缝材料在使用一段时间后 在荷载与外在环境的反复作用下容易产生老化和疲劳损坏 如果不进行及时处治 容易导致更严重的路面损坏 表面裂缝 贯穿裂缝及断板 坑槽 磨光 混凝土板面的表面裂缝的产生主要是由于混凝土混合料的早期过快失水干缩和炭化收缩 贯穿裂缝是指贯穿板全厚的裂缝 其明显特征是裂缝贯通混凝土板全厚 水泥混凝土表面局部破损 面层出现一定深度的洞穴 路面磨成光滑面 其摩擦系数已达到极限以下 致使路面平整度和抗滑性差 面板内损坏 表面裂缝 11 裂缝处有中等剥落 未封缝的裂缝宽度为3 25mm 己封缝的裂缝无剥落或剥落轻微 但填缝料明显损坏 裂缝无剥落或轻微剥落 未封缝的裂缝宽度为3mm 己封缝的裂缝宽度不限 但封缝良好 贯穿裂缝及断板 裂缝处有严重剥落 未封缝的裂缝宽度大于25mm 断板形成原因 有的断板是在施工期间由于混凝土的初期收缩受到阻碍而产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度而造成 有的是因为板块尺寸过大所产生的温度翘曲应力超过混凝土抗弯拉强度而引起的 也有因为车载过大 应力集中等造成的断板 12 3 2 4 1 5 使用了质量差的水泥或矿渣水泥 或水灰比增大 或高温下施工 水分蒸发快 养护不及时 混凝土强度不足出现露骨 在抹面时 用砂浆找平或集料表面不洁被土粒包裹 使胶结力下降导致集料被剥离造成剥落 由于轮胎防滑链或履带车辆通过造成剥落 施工不良 冻融作用产生起皮等病害发展而成 坑槽 产生原因 重型交通下的表面磨损 骨料强度不足 磨光 磨光 施工期间 混凝土还未达到足够强度 雨水就冲刷了新刻痕的表面 或由于初凝后才压纹 效果不理想等 设计标准 1 水泥混凝土路面板具有较高的力学强度 在车轮荷载作用下变形小 同时按照现行的设计理论 混凝土板工作在弹性阶段 也就是在计算汽车荷载作用下 板内产生的最大应力不超过水泥混凝土的比例极限应力 当水泥混凝土板工作在弹性阶段时 基层和土基所承受的荷载单位压力及产生的变形也微小 它们也都工作于弹性阶段 因此从力学体系上看 水泥混凝土路面结构也属于弹性层状体系 2 作为刚性路面的水泥混凝土路面 同柔性路面相比 有其自己的特性 首先 混凝土路面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和土基的相应模量和强度 其次 混凝土的抗弯拉强度远小于抗压强度 约为其1 7 1 6 因此决定水泥混凝土板尺寸的强度指标是抗弯拉应力 同时 由于混凝土板与基层或土基之间的摩阻力一般不大 所以在力学图式上可把水泥混凝土路面结构看作是弹性地基板 用弹性地基板理论进行分析计算 设计标准 3 由于水泥混凝土为脆性材料 路面板的结构型损坏表现为各种形式的断裂裂缝 对于由于施工期间因混凝土的初期收缩受到阻碍而产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度而引起的横向裂缝 可以通过控制施工质量 如水灰比 水泥品质 缩缝锯切时间等予以防止 而板的温度翘曲应力可通过缩短缩缝间距 采取短板块而予以降低 板底脱空现象可通过对路基 垫层和基层采取适当的结构措施予以减轻或避免 对于重复荷载作用所引起的疲劳损坏断裂 则被选作确定混凝土面层厚度的主要损坏模式 我国规范采用混凝土面层厚度的设计方法 是按重复荷载产生的荷载应力和温度应力综合作用所产生的疲劳损坏确定混凝土板厚 设计标准 水泥混凝土路面是一种复合结构 所以 在对其进行设计时要考虑到结构 材料和表面特性这三个方面 具体如下 路基和基层的设计 路基必须密实 均匀 稳定 在路基为膨胀土或者冰冻作用时 应加强排水 并根据实际情况加设垫层 以保证路面具有足够的防冻厚度 基层必须平整 坚固 其顶面的当量模不得小于规定值 混凝土材料组成设计 选择合适的组成材料和配合比 以获得高强 耐磨和抗冻的混凝土路面板 路面板几何尺寸设计 板厚和平面尺寸的确定 应使行车荷载应力和温度翘曲应力的综合作用保持在混凝土弯拉强度的容许范围内 设计标准 接缝额配筋设计 合理选择接缝类型 布置接缝位置 确定接缝构造 以提高接缝的传荷能力 在混凝土板的自由边边缘和角隅应力较大处 应配