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我国混凝土水泥路面结构组合及材料组成设计

2020-01-18浏览量: 42发布者:

       目前,我国混凝土水泥路面采用的设计方法为力学-经验法,采用的设计理论为弹性地基板体系理论。结构设计依赖的是反映各设计因素与结构响应之间定量关系的模型,设计因素有荷载、材料、环境及结构组合和构造措施,结构响应表现为路面内产生的应力、应变及变形量,同时,还要考虑路面结构对使用性能的要求。水泥路面中设置了各种不同类型的接缝,用于平衡板体胀缩变形,但是,对于垂直变形,特别是不均匀沉降变形,设计中却考虑甚少。而一般板底脱空超过2mm或不均匀沉陷时,荷载作用就会在板底产生很大的脱空附加应力,导致早期断板或破损。
  按照现行设计规范,板厚计算仅考虑了两种应力,即荷载疲劳应力和温度疲劳应力,而且假定面板底部的支撑是均匀的,并未考虑橱氏脱空所产生的附加疲劳应力。而正是这种板底垂直沉降、唧泥、脱空产生的附加应力致使一些混凝土水泥路面使用不到10年,甚至3-5年内出现早期破坏。
  另外,我国水泥路面结构设计还存在着总体结构偏薄、基层类型单一、强度偏低等问题。破损较多、较早的混凝土路,绝大多数仅设置了一层20cm左右的半刚性基层,而很少使用贫混凝土基层、沥青碎石或沥青混合料基层,有些半刚性基层强度偏低。实践表明,在特重及重交通条件下,总体厚度过薄的路面使用年限仅为设计年限的1/3。因此,要提高混凝土水泥路面使用寿命,一方面要严格限制超载,同时要适当加大面板及总结构厚度,增大安全储备,减少早期病害。
  目前,我国在混凝土水泥路面修补料组成设计方面,也存在着指标单一,计算公式陈旧的问题。尽管《公路混凝土水泥路面设计规范》(JTGD4O-2002)和《公路混凝土水泥路面施工技术规范》(JTGF30-2003)相继颁布,但配合比计算参数还采用多年前国家025课题提出的经验公式,组成设计仅以抗弯拉强度为设计指标,未考虑混凝土的其它重要路用性能,如收缩性、耐磨性、抗渗性、抗冻比、抗腐蚀性和抗滑性等,加之原材料不够精良,致使所确定的设计参数和混凝土所达到的性能无法全面反映现代混凝土路面的使用性能。
  按预定性能进行混凝土水泥混合料组成设计是混凝土科学的永恒课题和追求的目标。路面混凝土水泥有哪些性能要求,这一间题目前还没有得到统一认识。生产或使用单位往往认为,抗弯拉强度满足设计要求就代表满足路用性能要求。目前混凝土水泥路面施工技术规范虽提出满足施工性、抗弯拉强度、耐久性和经济性的要求,但耐久性指标并不明确。因此,应加大混凝土水泥路面修补料组成设计的研究力度,提出一套科学的组成设计方法,进一步完善混凝土水泥路面设计、施工和养护规范。
  

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