湿热地区水泥混凝土路面板底脱空的影响因素分析.pdf

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1、论文THEsIs湿热地区水泥混凝土路面板底脱空的影响因素分析文／内蒙古交通设计研究院有限责任公司刘学成郑霜杰武汉轻工大学赵炎炎板底脱空是水泥混凝土路面在服役期间最容易出现的早期病害之一。本文通过对典型湿热地区半刚性基层和刚性基层水泥混凝土路面的实际调查，从基层类型、基层使用状况、水和温度等方面分析特定气候条件下，水泥混凝土路面板底脱空病害影响因素的共性与特性，从而起到指导湿热地区水泥混凝土路面养护管理工作的作用。基层类型水泥混凝土路面的基层使用状况优劣，直接决定了板底脱空发生的时间及程度，其中，基层的类型也会对板底脱空的发生有显著影响。典型湿热地区水稳碎石基层和贫混凝土基层水

2、泥混凝土路面的弯沉检测结果，如表1所示。分析表1中弯沉盆曲线特征值，并结合两种基层水泥}昆凝土路面的钻芯取样结果综合分析可知：在其他影响因素一致的情况下，半刚性基层和刚性基层水泥混凝土路面体现出了较大的区分度。水稳基层与混凝土面层结合较差，尤其在板边处呈分离状态，混凝土板受到约束作用小，容易引起翘曲变形，对混凝土板受力极为不利。而采用贫混凝土基层的水泥混凝土路面，其层间结合较为紧密，在基层芯样底部也有松散、冲刷、脱空等现象，但各板块情况变化小，总体来看，混凝土板与基层结合紧密，脱空小，受力状态较好。造成上述两种基层类型水泥混凝土路面弯沉检测结果出现较大差距的原因在于，半刚性基

3、层材料的抗冲刷能力较差，尤其在湿热地区环境中由于雨水较多的客观原因，基层受侵蚀后十分容易出现唧泥、脱空等。然而，我国现行规范虽然对基层抗冲刷能力及刚度提出了要求，但仅限于定性建议，未作定量要求，半刚性基层材料组成设计控制的指标只有7d浸水后无侧限抗压强度．很难反映基层抗冲刷能力。基层使用状况在基层使用状况中，基层开裂情况、基层冲刷情况、基层约束状况等，均是影响水泥混凝土路面板底脱空的主要因素。基层开裂对半刚性基层而言，基层出现开裂后破坏了基层原有的整体性和连续性，使面板荷载应力非正常增加。对刚性基层而言，基层本身存在切缝，开裂后使得基层刚度降低，有利于减小温度应力带来的不利影

4、响。但基层开裂后会导致水分侵入造成冲刷、脱空等现象的加剧。基层冲刷基层冲刷脱空及温度应力引起的翘曲变形d。(um)d，(um)d2(um)d3(um)d6(um)编号半刚性贫混凝土基半刚性贫混凝土基半刚性贫混凝土基半刚性贫混凝土基半刚性贫混凝土基基层130．729．226．425．O24．321．220．118_213．211-2230．528．125．825．524．323．619．721．513．013．2332．O33．327．129．124．826．719．724．611．8196丑29-238．824．432．222．027．617．822．O11．310．4527

5、．439．322舟32_820．527．716_822．411．011．5631．228．927．425．125．522．620．619．312．812_5735．429．832．126．432423．828．520．325．713．O830．126_226．723724．119．920．811．914．4930．931_727．126．925．622_821．519．O14．413．510231229．619．226_718-224．915．323．010．318．1平均值30．131．8825_927．624．124．520．021．113．4137变异系数10．3％12

6、_7％12．9％10_2％155％8．9％17．9％9．0％33_2％21．9％表1典型湿热地区水稳碎石基层和贫混凝土基层水泥混凝土路面连续10块板的板中FWD弯沉盆曲线特征值124chinoHighwoyTHEsIs论文脱空，是板底脱空的两大组成部分。由于水稳基层和贫混凝土基层均较密实，水从接缝处渗入后会滞留在基层顶部，因此，基层与面层的层间结合处成为冲刷最直接作用部位，反复的动水压力作用会加速面板与基层出现粘结不良甚至分离。同时，混凝土板边由于负温度梯度作用而向上翘曲脱空，当出现翘曲脱空后，冲刷影响的范围不断扩展，出现粘结不良和分离的范围进一步扩大，脱空也随之发展严重。基

7、层约束通常而言，水泥混凝土面层与基层之间的结合状态介于完全光滑至完全连续之间。因此，基层约束条件处于复杂的动态变化过程中。一方面，由于施工水平的原因，路面使用初期混凝土面板和基层问的结合状态，就体现出各项异性的特征。经过长期使用，内外因的作用下，基层与面层间结合状况将持续复杂化。工程实践表明，层间结合状态总体上都会呈现逐渐衰弱的趋势，而层间结合状况的不同将改变基层和混凝土面板共同受力时的荷载分配比例，也影响到混凝土板的受力均匀性。因此，层间结合状态的劣化会加速冲刷及脱空等现象的发展。水的影响湿热地区年降