关于水泥混凝土路面耐久性研究

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1、关于水泥混凝土路面耐久性研究　　【摘要】随着国民经济的发展，我国的公路建设得到了大力发展，因此，如何确保公路的有效使用寿命，确保维护管理的经济性是一个值得我们探讨的问题。本文主要对水泥混凝土路面耐久性的影响因素进行了分析，提出了于使用寿命的耐久性设计方法与思路，以供同仁参考！【关键词】水泥混凝土路面；耐久性指标；使用寿命结构耐久性是工程领域的一个重要的课题，需要从多个方面进行研究，但大多数仍集中在房屋建筑和大型工业建筑方面，对混凝土路面结构耐久性的研究相对较少，同时水泥混凝土路面结构与其他的建筑结构从受力、环境、载荷等方面也有着较大的差异。因此，作为

2、一名公路设计者，我们更应该了解水泥混凝土路面的耐久性，从而有效的确保在设计和施工的过程中更加注重公路的耐久性和使用寿命。一、水泥混凝土路面耐久性的影响因素水泥混凝土路面耐久性的影响因素主要是材料和结构设计。材料的耐久性决定着路面结构的耐久性，路面结构长期承受着外界载荷的作用，当路面结构达到设计的累积轴载作用次数或使用寿命年限而不产生结构破坏，称该路面结构耐久，否则结构会出现早期破坏。影响结构耐久性的内部因素主要有结构设计和材料的选择。51、材料耐久性对路面的影响（1）各层材料对结构耐久性的影响。公路由路基、基层、面层构成，面层材料的失效只影响到了路面

3、结构，若破坏了可以及时修复，难度不大。基层材料失效不能只是简单的修复，需要开挖基层，重新修筑才能完成，基层材料的破坏对路面耐久性的影响很大。同样，路基材料的失效更将引起整个结构功能的失效。（2）混凝土对结构耐久性的的影响。①混凝土的碳化：混凝土的碳化速度主要是受时间的影响，同时还与其他很多因素有关，具体可以根据相关的经验公式进行确定。②温度变化的影响：温度变化对混凝土结构耐久性有着重要的影响，内外温度差容易引起路面的开裂。③碱集料反应：碱集料反应的破坏是相当严重的，直接影响到混凝土结构内部受力，一旦发生就难以控制。④化学侵蚀：路面结构内部发生各种化学

4、反应，朝着路面结构耐久性不利的方向发展。2、路面结构设计对耐久性的影响5路面结构设计的内容，主要包括路面结构组合、路面的厚度、材料的选择等来确定的。材料的性能对路面结构的影响很大，比如说水泥混凝土材料和半刚性基层材料的模量不同，受力也不会相同，因此，耐久极限也会不同，从而在设计的时候，要确保结构的耐久性所采用的结构层厚度也会不同。当路面结构受到外界载荷的长期作用后，若所承受的载荷超过了结构材料的耐久性极限，就会引起公路路面的破坏，影响到了公路路面的使用寿命。从而可见，要确保公路路面结构的耐久性，结构设计至关重要。二、基于使用寿命的耐久性设计方法与思路

5、目前关于材料耐久性退化规律和理论的很多研究尚未完全成熟（碳化、氯离子侵蚀等），不少问题（例如混凝土的碱一骨料反应和冻融循环等）研究的还很不充分。尽管如此，从工程应用的角度，人们己经能够利用这些基础研究成果解决结构耐久性及寿命设计的一些实际问题。在现阶段要实现结构耐久性的定量化设计，以材料退化规律为基础的方法仍是唯一可能的选择。以下要讨论的基于使用寿命的耐久性设计方法也是以环境因素作用下的材料及构件性能退化为基础的。在直接基于概率原理的耐久性设计方法中是通过对时变抗力及时变环境荷载的模拟来确定结构的耐久可靠度的。它虽然理论上可行，但由于部分问题尚处于研

6、究阶段，且操作过程复杂，又与目前常用的属于“确定性”的设计方法（但隐含“可靠性”）在操作上有较大差别，不便于推广使用。5因此，提出一种适用于水泥混凝土耐久性的概念明确、计算简单的确定性设计方法就很有必要了。在使用多年的以半经验、半概率理论为基础的承载能力极限状态设计方法中是以材料安全系数来考虑材料性能及计算模式不确定性对于承载力计算结果的影响，由此计算得到的抗力具有相应的保证率，只是这个数值具体是多少难以确定。2004年颁布的以可靠度理论为基础的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62一2004）》中，同样使用了材料分项系数来考虑材料

7、性能及计算模式上不确定性，不同之处在于通过大量数据的统计分析，得到了分项系数对应的可靠度。这两种方法在表达及计算过程上都属于确定性方法。借鉴这个思路，根据材料性能退化模型，它可以表示为材料及构件等参数的函数，通过计算而得到。为了反映使用寿命计算过程中不确定性及离散性因素的影响，可以构建一个类似于材料分项系数的参数来确保计算得到的使用寿命有足够的可靠性。为更清楚认识二者的关系，可以将传统的基于承载能力极限状态的设计方法与基于使用寿命的耐久性设计方法的比较列于表1。5要得到结构使用寿命的分项系数，除了必须像确定材料分项系数那样有大量的基础性统计样本外，还

8、需要理论研究的支持。国内目前很缺乏这方面的数据及研究，而一些欧洲国家在这方面进行了一些探索。例如，欧洲BIL