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亚博网页版登陆_水泥砼路面断裂的形成和预防

本文摘要:1.阐述了水泥混凝土路面破坏过程是一个微小的缺失构件,开始并逐渐扩展,逐渐形成贯穿全线的裂缝,即最终形成横穿路面板的裂缝。

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1.阐述了水泥混凝土路面破坏过程是一个微小的缺失构件,开始并逐渐扩展,逐渐形成贯穿全线的裂缝,即最终形成横穿路面板的裂缝。这个过程可以分为三个阶段,第一阶段是初始损伤和初始裂纹形成阶段。路面板混凝土在加热、提升和形成水土保持过程中形成的微空隙。微裂纹是路面板的初始损伤。

这种初始损伤要求路面板在荷载作用下进一步膨胀的临界条件,即损伤变形的阈值。路面板底部的初始裂缝是在固化过程中产生的。初始裂缝往往会引起路面板在荷载作用下的应力集中,使靠近裂缝尖端的区域成为损伤最严重的区域。

这一阶段是水泥混凝土路面板使用寿命之前的阶段,也是破坏过程的初始阶段。第二阶段是损伤累积不平衡和裂纹有限扩展阶段。

由于路面板在投入使用前底部经常出现裂缝,在荷载作用下,应力集中发生在靠近裂缝尖端的区域。根据混凝土的损伤演化规律,裂尖附近区域是损伤最严重的区域,也就是说,在裂尖附近区域,微裂纹消除、扩展和聚集最慢,承受变形的有效面积增加最慢,因此开裂韧性也上升最慢。反复加载后,裂纹尖端附近区域损伤积累较大,成为开裂韧性较低的部位。

当裂纹尖端某一载荷产生的变形强度因子小于裂纹尖端附近区域的劈裂韧性时,裂纹会穿透严重损伤区域的微小裂纹的整条线而扩展,从而穿过严重损伤区域,裂纹尖端达到新的取向。由于新裂纹尖端附近区域损伤程度小,裂纹韧性小于载荷引起的变形强度因子,裂纹扩展中止。新裂纹尖端附近已成为另一阶段损伤最严重的区域。在反复荷载作用下,开始了新一轮的损伤积累和裂纹扩展。

以上过程大大重复,裂缝大大加剧。在裂纹加剧的过程中,裂纹尖端的变形强度因子随着裂纹深度的减小而减小,并且要断裂的脱落韧性更大,也就是说,深度越大,裂纹越容易扩展。这个阶段涵盖了水泥混凝土路面的整个使用寿命,是破坏过程中最长的阶段。每个载荷都可以用混沌方程描述,而未损伤状态对应稳态,损伤累积状态对应终态,裂纹扩展状态对应混沌状态。

第三阶段是脱落阶段。当裂纹尖端在一定载荷下的变形强度因子小于裂纹尖端附近区域的开裂韧性时,裂纹穿过严重损伤区域,尖端达到新的取向,此时裂纹尖端新的变形强度因子仍小于新尖端附近区域的开裂韧性,因此裂纹扩展后必然经历新一轮的损伤积累。由于新裂尖附近区域的混凝土在开裂后无法扩展,裂缝很快穿过路面板的整个厚度,使板完全脱落破坏。

这个阶段是水泥混凝土破坏过程中的最后时刻,也是最漫长的阶段。根据混凝土断裂力学的双K准则,当混凝土路面板脱落时,裂尖的变形强度因子已经小于混凝土的失稳开裂韧性。2.水泥混凝土路面破坏过程的影响因素1。

初始损伤的影响因素水泥混凝土的初始损伤还包括杂质、孔隙、气孔和微裂纹等缺陷。影响这些缺陷的数量、形状和产生状态的因素都是水泥混凝土路面板初始损伤的影响因素。影响混凝土中杂质及其有害产物的组成和产生的因素还包括骨料中土壤、有机质、重质等有害物质的含量,水的pH值,水中有害物质的含量。对于工程中少见的对混凝土质量有良好影响的各种杂质,这些杂质的含量没有具体的技术指标和质量指标。

吊装过程中的振动和捣固质量是影响混凝土气密性的最重要因素。在振捣过程中,由于振动,处于流动塑性状态的混凝土混合料不会形成一系列裂缝,这些裂缝包括避开空气的地下通道。捣固效果越好,混凝土中的孔隙越多。

混凝土中的孔隙是未用水泥浆填充的骨料空隙。影响孔隙组成的因素有五个:一是骨料的级配。第二,水泥的用量。三、供暖质量。

第四,用水量。第五,振捣质量。

混凝土的收缩裂缝是由混凝土中的水冷却引起的。影响混凝土中水冷却的因素有两个,一个是有水冷却的地下通道,即混凝土中的孔隙数量,另一个是混凝土内外的湿度梯度。

影响混凝土内外湿度梯度的主要因素是混凝土凝固过程中的表面湿度。因此,在水土保持期间,混凝土表面保温是影响混凝土收缩裂缝形成的最重要因素。

冷收缩裂缝是由混凝土内外温差引起的,因此它影响冷收缩裂缝的组成,即水泥的水化热、混凝土吊装时的温度、混凝土凝固时的表面温度。无论是干缩裂缝还是冷缩裂缝,变形都小于强度,混凝土的徐变与膨胀和弹性模量的差异要求变形的大小,所以混凝土的早期强度、弹性模量和徐变是形成各种裂缝过程中最重要的影响因素。

2.导致初始裂缝形成的因素水泥混凝土路面的初始裂缝是由路面的变形引起的,路面的膨胀受到基底的限制后,路面的变形小于水泥混凝土的强度。因此,混凝土的收缩率和早期强度、路面长度和基层的抗力对初始裂缝的影响最大。路面混凝土凝固过程中的膨胀变形主要是干缩变形。混凝土的早期强度与材料夹杂和施工工艺有关。

如果早于强度剂或采用真空软施工技术,混凝土的早期强度不会降低。路面板的长度对板底纳米变形和板偏有显著影响。通过计算,各种长度的板的平均值仅次于纳米变形,板的端部仅次于膨胀。结果表明:28天的混凝土板仅次于膨胀纳米变形和膨胀偏移量。

表1基层对路面板膨胀变形的抗力要求过渡层的抗剪强度和剪切破坏后界面的粗糙度。3.影响裂纹扩展的因素裂纹扩展的条件是载荷引起的变形强度因子小于裂纹尖端区域的光滑裂纹韧性。因此,影响裂纹尖端变形强度因子和混凝土开裂韧性的因素是影响裂纹扩展的因素。第三,避免水泥混凝土路面脱落的预防措施,水泥混凝土的防裂措施,至少在以下五个方面之一,充分发挥: (1)增加混凝土的不足;提高混凝土的韧性;增加路面板的膨胀变形。

从本质上讲,很多工程措施不是纯粹在一个方面再发生,而是同时在几个方面发挥作用。有些措施在某些方面下了很大的功夫,有些措施则产生了有益的效果。有些措施在很多方面不利于混凝土路面的抗裂性。1.增加混凝土的匮乏意味着增加混凝土中的杂质、孔隙、微孔和微裂缝,减少路面板的初始损伤。

根据规范,配套材料是控制混凝土材料短缺的根本措施。增加气孔,加强振动和捣固是避免空气的方法。

为了增加孔隙率,需要使骨料的级配更加密实,并保证水泥用量不超过l
保温保水养护水泥混凝土表面。增加温度膨胀裂缝的关键是增加混凝土内外温差。有三个明确的方法:一是尽可能避免在有利的温度环境下施工,二是配较低水化冷的水泥,三是及时保暖。

因此,在水泥混凝土固化过程中加强水土保持是增加混凝土微裂缝的最重要措施。提高混凝土早期抗拉强度不利于增加裂缝。一般来说是加在强剂之前。

另外,采用真空软施工技术不利于早期强度的构成。2.通过降低初应力和有效应力面积来提高混凝土的韧性是一种有效的措施。此外,钢筋、纤维或聚合物等材料可用于改变混凝土的应力响应模式。

钢筋混凝土是一种常见的复合建筑材料。纤维混凝土是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体,金属材料、无机纤维或有机纤维增强材料的复合材料。

目前,用作混凝土的纤维包括钢纤维、有机纤维、无机纤维和合成纤维,但更多地应用于钢纤维和合成纤维。钢纤维混凝土在路面工程中应用最少。

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从宏观上看,钢纤维混凝土与普通混凝土相比,抗压强度提高5 ~ 20%,抗拉强度提高20 ~ 40%,膨胀裂缝总量提高50%左右,冲击荷载下的抗裂性能提高2 ~ 3倍。近年来,合成纤维逐渐被用作纤维材料。合成纤维可以大大改善混凝土的性能。3.增加路面板的膨胀变形路面板的膨胀变形是由板的膨胀变形引起的,变形是有限的。

板收缩变形的控制就是混凝土收缩的控制。板的冷缩变形不同,温度变化和混凝土的热膨胀性能对工程措施的响应影响不大。

要增加路面板的变形容限,首先要提高基层的平整度,增加路面板与基层之间的摩擦力;其次,必须阻止过渡层的分解,如在基层上铺设塑料薄膜。增加路面板膨胀变形的另一个重要措施是及时释放。

因此,做好水泥混凝土路面的切割时间至关重要。指出水泥混凝土20年膨胀的14 ~ 34%再次出现在水泥混凝土14d龄期,40 ~ 80%再次出现在3个月龄期。因此,在路面板的强度组成开始时,有必要切割接缝以释放膨胀变形。切割时间与水泥混凝土施工的温度和湿度有关。

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一般规律是:当气温为20 ~ 30时,切割时间应为水泥混凝土吊装后3 ~ 10小时。气温为10 ~ 20时,切割时间应为水泥混凝土吊装后10 ~ 12小时。4.增加路面板的承重变形。

路面板的承载变形是不同的。车辆荷载是一种冲击荷载,它不仅与车辆轮胎在路面上的惯性压力有关,还与车辆的灾害程度有关。为了增加轮胎在路面上的惯性压力,需要对车辆进行限载管理,禁止故障车辆上路。

要巩固车路灾合作,从车路两方面采取措施。对于汽车,应采取速度措施,降低车辆载荷的振动频率;至于道路,需要提高路面的平整度,降低车辆的振动幅度。

温度荷载的大小与路面的温度梯度有关,当基层和路面与水泥和水一起加热时,聚合物和水泥水合物之间会发生离子键型化学熔融。此外,聚合物和无机化合物可以通过氢键和范德华键相互作用。第三,聚合物充分发挥减水作用。

聚合物需要改善水泥的和易性
聚合物提高了混凝土的韧性,这可能与粘混凝土土裂纹尖端的奇异性转变有关。裂纹尖端的奇异性是指裂纹尖端的变形在载荷作用下稍微集中的性质。当裂尖到达聚合物颗粒时,由于聚合物具有良好的柔性,需要产生较小的变形,裂尖处材料的屈服范围不断扩大,应力集中水平上升,材料的脱落韧性提高。4.水泥混凝土路面的防裂措施是为了避免或巩固水泥混凝土路面开裂破坏过程中不利因素的影响。

在总结水泥混凝土路面开裂破坏的有利影响因素的基础上,阐述了水泥混凝土路面的防裂措施不能具有增加混凝土匮乏、提高混凝土韧性、增加路面板膨胀变形和增加路面板荷载变形的作用,以及目前工程中应用的防裂措施的主要作用。一般来说,水泥混凝土路面的破坏是疲劳开裂,其破坏过程分为三个阶段。

首先是吊装和凝固过程中的初始损伤和开裂。由于水泥混凝土的材料和工艺特点,以及固化过程中的物理化学反应,在路面板固化过程中会形成大量的微小缺陷,包括初始损伤场。而且因为固化过程中路面板的膨胀是基层允许的,所以板的底部构成了初始裂缝。

然后用于损伤激活和期间载荷引起的裂纹扩展。在荷载作用下,路面板再次出现不均匀破坏,板底部靠近裂尖的区域成为破坏最严重的部位,该区域的开裂韧性上升最慢。随着加载次数的减少,裂纹尖端附近区域的损伤程度和韧性大大降低。

当裂纹尖端载荷引起的变形强度因子小于裂纹尖端附近区域的劈裂韧性时,裂纹扩展。裂尖向前移动到新的位置后,新的附近区域以更高的韧性阻挡裂纹,然后扩展,于是新一轮的损伤累积开始。

这样,断裂尖端运动和尖端附近损伤积累两个过程是交错的,使断裂大大扩展。最后,脱落破坏阶段。此时,裂缝尖端荷载引起的变形强度因子小于混凝土的失稳开裂韧性,裂缝扩展不受限制,迅速穿越整个路面板的厚度,导致面板脱落。

水泥混凝土路面通过遵循这一机制完成了其整个破坏过程。在这一破坏过程中,荷载引起的损伤加剧和裂缝扩展所用的时间包括水泥混凝土的使用寿命周期。水泥混凝土路面在固化过程中会产生裂缝。在载荷作用下,损伤累积与裂纹端部裂纹的对话对裂纹在薄板上扩展起着作用。

裂纹扩展过程可以用混沌方程定量描述。

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