水泥混凝土路面損壞形式與設(shè)計(jì)指標(biāo)的關(guān)系PPT課件

水泥混凝土路面損壞形式與設(shè)計(jì)指標(biāo)的關(guān)系 目錄 CONTENTS 1 2 3 4 病害分類 產(chǎn)生原因 設(shè)計(jì)指標(biāo) 路面常見(jiàn)病害分類 水泥混凝土路面的使用性能在行車和自然因素的不斷作用下逐漸惡化 以至出現(xiàn)各種類型的損壞現(xiàn)象 接縫處是混凝土板體的應(yīng)力分布比較集中的地方 是最容易引起破壞的位 初期的病害主要是集中在接縫處的破壞 接縫類損壞 4 錯(cuò)臺(tái) 錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因 滲水 路基壓實(shí) Text3 Text4 錯(cuò)臺(tái) 荷載分布 嵌縫板 6 拱起 混凝土路面板在熱膨脹受阻時(shí) 接縫兩側(cè)的板突然向上拱起的現(xiàn)象 拱起產(chǎn)生的原因是混凝土板收縮使縫隙張開(kāi) 填縫料失效 堅(jiān)硬碎屑等不可壓縮材料塞滿縫隙 使板在膨脹時(shí)產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力 從而出現(xiàn)縱向壓曲失穩(wěn) 7 車輛行經(jīng)接縫或裂縫時(shí) 由縫內(nèi)噴濺出稀泥的現(xiàn)象 是由車輛荷載作用下 面板接縫 裂縫和板邊下部產(chǎn)生的水和細(xì)粒土混合物的強(qiáng)制性位移造成的 唧泥 1 2 路基或基層的土壤處于松散狀態(tài) 亦即存在松散之細(xì)粒土 在面板與基層及路面之間有自由水存在 并與松散細(xì)粒土混合形成泥漿 3 頻繁的重載車輛軸載的作用 水泥混凝土路面板產(chǎn)生泵吸作用將泥漿噴出 吸入 脫空 填縫料失效 脫空 混凝土板不再與基礎(chǔ)保持連續(xù)接觸 填縫料失效 接縫材料在使用一段時(shí)間后 在荷載與外在環(huán)境的反復(fù)作用下容易產(chǎn)生老化和疲勞損壞 如果不進(jìn)行及時(shí)處治 容易導(dǎo)致更嚴(yán)重的路面損壞 表面裂縫 貫穿裂縫及斷板 坑槽 磨光 混凝土板面的表面裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土混合料的早期過(guò)快失水干縮和炭化收縮 貫穿裂縫是指貫穿板全厚的裂縫 其明顯特征是裂縫貫通混凝土板全厚 水泥混凝土表面局部破損 面層出現(xiàn)一定深度的洞穴 路面磨成光滑面 其摩擦系數(shù)已達(dá)到極限以下 致使路面平整度和抗滑性差 面板內(nèi)損壞 表面裂縫 11 裂縫處有中等剝落 未封縫的裂縫寬度為3 25mm 己封縫的裂縫無(wú)剝落或剝落輕微 但填縫料明顯損壞 裂縫無(wú)剝落或輕微剝落 未封縫的裂縫寬度為3mm 己封縫的裂縫寬度不限 但封縫良好 貫穿裂縫及斷板 裂縫處有嚴(yán)重剝落 未封縫的裂縫寬度大于25mm 斷板形成原因 有的斷板是在施工期間由于混凝土的初期收縮受到阻礙而產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度而造成 有的是因?yàn)榘鍓K尺寸過(guò)大所產(chǎn)生的溫度翹曲應(yīng)力超過(guò)混凝土抗彎拉強(qiáng)度而引起的 也有因?yàn)檐囕d過(guò)大 應(yīng)力集中等造成的斷板 12 3 2 4 1 5 使用了質(zhì)量差的水泥或礦渣水泥 或水灰比增大 或高溫下施工 水分蒸發(fā)快 養(yǎng)護(hù)不及時(shí) 混凝土強(qiáng)度不足出現(xiàn)露骨 在抹面時(shí) 用砂漿找平或集料表面不潔被土粒包裹 使膠結(jié)力下降導(dǎo)致集料被剝離造成剝落 由于輪胎防滑鏈或履帶車輛通過(guò)造成剝落 施工不良 凍融作用產(chǎn)生起皮等病害發(fā)展而成 坑槽 產(chǎn)生原因 重型交通下的表面磨損 骨料強(qiáng)度不足 磨光 磨光 施工期間 混凝土還未達(dá)到足夠強(qiáng)度 雨水就沖刷了新刻痕的表面 或由于初凝后才壓紋 效果不理想等 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 1 水泥混凝土路面板具有較高的力學(xué)強(qiáng)度 在車輪荷載作用下變形小 同時(shí)按照現(xiàn)行的設(shè)計(jì)理論 混凝土板工作在彈性階段 也就是在計(jì)算汽車荷載作用下 板內(nèi)產(chǎn)生的最大應(yīng)力不超過(guò)水泥混凝土的比例極限應(yīng)力 當(dāng)水泥混凝土板工作在彈性階段時(shí) 基層和土基所承受的荷載單位壓力及產(chǎn)生的變形也微小 它們也都工作于彈性階段 因此從力學(xué)體系上看 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)也屬于彈性層狀體系 2 作為剛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 混凝土路面板的彈性模量及力學(xué)強(qiáng)度大大高于基層和土基的相應(yīng)模量和強(qiáng)度 其次 混凝土的抗彎拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度 約為其1 7 1 6 因此決定水泥混凝土板尺寸的強(qiáng)度指標(biāo)是抗彎拉應(yīng)力 同時(shí) 由于混凝土板與基層或土基之間的摩阻力一般不大 所以在力學(xué)圖式上可把水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)看作是彈性地基板 用彈性地基板理論進(jìn)行分析計(jì)算 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 3 由于水泥混凝土為脆性材料 路面板的結(jié)構(gòu)型損壞表現(xiàn)為各種形式的斷裂裂縫 對(duì)于由于施工期間因混凝土的初期收縮受到阻礙而產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度而引起的橫向裂縫 可以通過(guò)控制施工質(zhì)量 如水灰比 水泥品質(zhì) 縮縫鋸切時(shí)間等予以防止 而板的溫度翹曲應(yīng)力可通過(guò)縮短縮縫間距 采取短板塊而予以降低 板底脫空現(xiàn)象可通過(guò)對(duì)路基 墊層和基層采取適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)措施予以減輕或避免 對(duì)于重復(fù)荷載作用所引起的疲勞損壞斷裂 則被選作確定混凝土面層厚度的主要損壞模式 我國(guó)規(guī)范采用混凝土面層厚度的設(shè)計(jì)方法 是按重復(fù)荷載產(chǎn)生的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力綜合作用所產(chǎn)生的疲勞損壞確定混凝土板厚 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 水泥混凝土路面是一種復(fù)合結(jié)構(gòu) 所以 在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到結(jié)構(gòu) 材料和表面特性這三個(gè)方面 具體如下 路基和基層的設(shè)計(jì) 路基必須密實(shí) 均勻 穩(wěn)定 在路基為膨脹土或者冰凍作用時(shí) 應(yīng)加強(qiáng)排水 并根據(jù)實(shí)際情況加設(shè)墊層 以保證路面具有足夠的防凍厚度 基層必須平整 堅(jiān)固 其頂面的當(dāng)量模不得小于規(guī)定值 混凝土材料組成設(shè)計(jì) 選擇合適的組成材料和配合比 以獲得高強(qiáng) 耐磨和抗凍的混凝土路面板 路面板幾何尺寸設(shè)計(jì) 板厚和平面尺寸的確定 應(yīng)使行車荷載應(yīng)力和溫度翹曲應(yīng)力的綜合作用保持在混凝土彎拉強(qiáng)度的容許范圍內(nèi) 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 接縫額配筋設(shè)計(jì) 合理選擇接縫類型 布置接縫位置 確定接縫構(gòu)造 以提高接縫的傳荷能力 在混凝土板的自由邊邊緣和角隅應(yīng)力較大處 應(yīng)配