水泥混凝土路面快速薄层修补设计
根据老混凝土路面现状及修补所要达到的目标,水泥混凝土路面快速修补薄层修补设计可分为两种方法:
{1.结构补强设计
当水泥混凝土路面结构承载能力不足,需要增强路面结构承载能力时,采用水泥混凝土路面快速薄层修补结构补强设计。结构补强的设计内容包括:
(l)确定薄层修补厚度。为满足路面结构承载能力要求,需要增大路面面层厚度,修补层厚度的确定可以参考水泥混凝土路面结合式加铺层修补设计方法,利用经验法或力学分析法确定路面需要加铺的修补厚度。
(2)计算新老混凝土粘结面剪切破坏应力。新老混凝土粘结面剪切破坏应力种类主要有:荷载剪切应力、混凝土收缩剪切应力和路面板翘曲剪切应力。
(3)确定新老混凝土界面抗剪粘结强度。设计新老混凝土界面处理方式,选取适当界面粘结剂,确定新老混凝土界面抗剪粘结强度。
(4)材料组成设计。根据混凝土收缩应变和新老混凝土界面抗剪粘结强度,确定满足使用要求的修补材料组成及其配合比,包括新铺混凝土配合比和界面粘结剂配合比。
(5)确定新老混凝土复合结构疲劳寿命。依据新、老混凝土抗折强度及界面抗剪粘结强度,计算新老混凝土复合结构疲劳寿命。
(6)检验分析。验算新老混凝土路面板界面抗剪粘结强度是否满足要求;检验在荷载应力和温度应力循环作用下,新老混凝土复合结构疲劳寿命是否满足要求。
2.恢复路表功能设计
当路面结构承载能力满足使用要求二修补目的只是为恢复路表使用功能时,采用水泥混凝土路面快速薄层修补恢复路表功能设计。恢复路表功能修补设计与结构补强设计内容相同,也包括上述6方面内容。但是,在确定薄层修补厚度时,两种设计方法有明显区别。
恢复路表使用功能修补设计主要是考虑恢复路表使用功能(如恢复路表平整度、抗滑性和水稳性),而并非为增强老混凝土路面板结构承载能力,因此确定薄层修补厚度主要基于以下两方面考虑:
(1)老混凝土路表平整度状况和使用要求。老混凝土路表平整度状况(如坑槽的深度、错台的高度)和路面的使用要求(路拱横坡、路面纵坡)是决定修补层厚度的一个方面。
(2)薄层修补费用。修补层厚度决定修补费用。修补层厚度越大,修补工程量越大,修补费用越高;但并不是修补层厚度越薄,修补费用就越低。理论分析和试验结果表明,修补层厚度越薄,混凝土产生的收缩应变就越大,同时,车辆荷载和温度变化在新老混凝土粘结面上产生的剪切破坏应力也越大,新老混凝土界面抗剪粘结设计强度要求就越高,对新铺混凝土材料性能要求就越高,施工的难度也会增大,这样反而增大修补费用。因此,薄层修补费用也是修补层厚度的一个方面。
确定薄层修补厚度时,首先对老混凝土路表的坑槽深度、错台的高度进行检侧和评价,同时,结合路面的使用要求(路拱横坡、路面纵坡)初定薄层修补厚度最低值,综合考虑修补费用后,确定最经济的修补厚度。
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