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文档简介
水泥混凝土路面材料与结构设计,交通部公路科学研究所2010年3月11日哈尔滨,田波研究员,邮箱:b.tian电话高速公路,二级路,这条路修建于1974年,结构为混凝土板24cm,半刚性基层25cm,未设粒料防冻层,五十年路龄的水泥混凝土路面,摄于秦皇岛2007,武黄高速公路,武黄高速公路,材料,结构设计,养护,施工,1、原材料,水泥、集料、外加剂和水近半个世纪以来水泥颗粒由原来较粗颗粒变得越来越细,但水泥越细,前期水化热释放地越剧烈,那么也增加了混凝土内部出现裂缝的几率。人们越来越重视水泥的强度,但高强并不代表高性能。,2003-02-26,立窑和旋窑两种工艺,2003-02-26,1、反应速度铝酸三钙、硅酸三钙2、强度硅酸三钙,硅酸二钙铁铝酸四钙对抗折强度有利,水泥的比表面积在300m2/kg400m2/kg硅灰的比表面积在10000m2/kg磨细的矿渣粉在8002000m2/kg,一般而言水泥石强度并不一定随水泥细度的增加、组分水化活性的提高而提高。但颗粒越细,水化活性越高。水泥细度通常用筛余或比表面积来衡量。3-30m的颗粒是担负水泥强度增长的主要粒级。,2003-02-26,水泥的分类,2、结构设计,结构设计不仅仅是板厚的设计,而且包括结构组合设计、接缝设计。水泥混凝土路面的设计标准是疲劳破坏,实际上我国大部分水泥混凝土路面尚未达到疲劳破坏已经产生断板、错台等破坏。路面的破坏多是冲刷破坏。,2axles,3axles,4axles,5axles,6axles,Totalweightnotexceed20t,Totalweightnotexceed30t,Totalweightnotexceed40t,Totalweightnotexceed50t,Totalweightnotexceed55t,Vehicle,2.1水与冲刷,据试验接缝两侧板底的水压力差,可达71kPa(轴载80kN,速度72公里/小时),压力,时间,71KPa,减少基层冲刷的措施,(1)、减少板角挠度(2)、选择耐冲刷基层,(1)、减少板角挠度,1、混凝土板厚增加25%,板角挠度仅减少18%。这说明为减少挠度单纯增加混凝土板厚是不经济的。2、混凝土模量增加2倍,板角挠度仅减少18%。同样也不经济。3、地基模量增加3倍,板角挠度减少50%,可见提高地基模量对减少板角挠度是有效的。,(1)、减少板角挠度,4、传力杆直径增加50%,板角挠度仅减少3%。然而,粗传力杆可以降低传力杆和混凝土间的支撑应力,提高传力杆支承模量,防止接缝错台。而且两块板从没有传力杆到有,板角挠度降低20%,所以为降低板角挠度应采用传力杆,且直径宜粗。5、传力杆与混凝土的间隙0.25mm使得传力杆失去支承,板角挠度增加14%。6、如果采用双轴荷载,那么板角挠度将增加30%,这说明双轴荷载是产生地基冲刷的不利荷载,其对应临界荷位在板角。,(2)、选择耐冲刷基层,1级(极耐冲刷的材料):如贫混凝土(水泥含量7%或8%),沥青混凝土(沥青含量6%以上);2级(耐冲刷的材料):如厂拌5%水泥稳定粒料;3级(较耐冲刷的材料):如厂拌3.5%水泥稳定粒料,3%沥
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