连续配筋混凝土路面的应用

连续配筋混凝土路面的应用

与沥青路不同，水泥混凝土路面具有高度的抗高差、能见度好、使用寿命长等优点。此外,由于目前我国沥青资源相对较为缺乏且产品质量较差,而水泥资源相对较为丰富,这将决定了水泥混凝土路面必将成为我国今后公路行业发展的一个重要方向。然而水泥混凝土路面由于在外界环境温度改变时,体积将发生收缩或膨胀,尤其在温度变化时易产生变形。连续配筋混凝土路面(简称CRCP)主要是指通过在水泥混凝土路面施工过程中,在行车方向配有一定数量的钢筋,从而用来抵制在自身及外界条件下混凝土面板纵向收缩所引起的变形。此外,由于在施工过程中完全不设胀缝及缩缝,从而使道路表面较为完整,不仅增大了路面板的整体强度和刚度,同时也提高了汽车行驶的舒适性。1连续配筋混凝土路面应用前景与思考尽管连续配筋混凝土路面在初期建设过程中的投资相对较高,但由于其耐久性好、致使使用寿命长,其优点主要包括以下几个方面:1)由于在水泥混凝土路面内布置了横向和纵向钢筋,能够很好地控制板的裂缝宽度,使得裂缝能够产生应力松弛,在较小的作用力范围内紧密闭合,不仅减少了裂缝剥落,而且还提高了裂缝处得传荷能力。2)由于在水泥混凝土路面中配置了连续配筋,在施工过程中能够消除横向接缝,致使水泥混凝土路面具有优异的平整度和较好的整体性能,车辆行驶过程中平顺舒适,国外一些道路学者曾对不同类型路面的平整度进行对比,调查研究结果显示有接缝的路面板路段的平均平整度与连续配筋混凝土路面相比远不如CRCP好。3)连续配筋混凝土路面的强度以及刚度与普通接缝混凝土路面相比,都具有较大的提高。4)连续配筋混凝土路面能够适应于不同地质条件的变形特性,应用范围广。我国幅域广阔,不同地区气候条件不同,且存在着迥然不同的地质情况。例如东南沿海地带土质以软粘土为主,而在我国西部地区地质明显不同,主要为湿陷性砂土或黄土。当在这些地区修筑高等级公路时,路基处理难度大,且不易处理,不仅需要消耗大量的人力和物力,而且往往达不到预期的效果,在经过一段时间的气候作用下,路基仍然能够产生沉陷,致使这些地区高等级公路中的沥青混凝土路面和普通水泥混凝土路面较易发生严重破坏,且需养护费用大为增加。而在西北和东南这些地质条件较为特殊的地区,在路面设计时若采用连续配筋混凝土路面结构,不仅能够保证道路的整体性,而且当出现地质灾害时,在钢筋和混凝土的协调作用下,能够降低甚至较少以此带来的危害,从而保证了路面的使用寿命,降低了路面的养护费用。5)连续配筋混凝土路面具有较好的耐久性能,使用寿命长,虽然施工费用相对普通混凝土路面有所增加,但若设计、施工得当,能够导致养护费用大幅度降低。6)由于充分利用了国内的资源,将对本国建材工业的发展产生良好的促进作用。目前国内已建和在建的高速公路中,由于沥青路面具有行车舒适的特点,90%以上为沥青路面,然而由于我国的沥青资源较为短缺,且产品质量达不到路用要求,致使我国在道路建设过程中多数采用进口沥青,因此,长期下去不仅导致了国内的大量资金流向国外,对于我国经济发展极为不利,而且对本国沥青产业的发展也有很多不利影响。而采用连续配筋混凝土路面,不仅不需要国外购置原材料,而且在施工建设过程中也带动了本国建筑行业发展,对于我国国民经济的快速发展具有积极地意义。7)连续配筋混凝土路面的经济性能好。通过道路学者对连续配筋混凝土路面、沥青混凝土路面和普通水泥混凝土路面以及钢纤维混凝土路面的经济性比较,研究结果表明,虽然连续配筋混凝土路面的早期建设投资稍大,但其长远经济效益分析来看明显优于其它三者。实际情况下,包括连续配筋混凝土路面在内的所有路面都会产生裂缝,连续配筋混凝土路面相对来说较为不易产生,主要是在受力过程中水泥混凝土的收缩变形被钢筋所约束,而钢筋的变形能力较大,能够承受较多的应力,使得裂缝在更多的位置进行分散,裂缝宽度也相应的减小。2钢筋与混凝土的作用力钢筋与混凝土之间的粘结是一种不同材料之间非常复杂的相互交互作用,在这种粘结作用条件,两者间所受到的应力能够相互传递,协调水泥混凝土路面的变形。因此,粘结效应是连续配筋混凝土路面能够承受应力较少变形的主要作用力。主要包括以下三个部分:(1)钢筋表面混凝土对钢筋的摩擦力,钢筋与混凝土的摩擦力对连续配筋混凝土道面受力变形具有很重要的作用。它主要取决于道面承受的荷载、水泥与钢筋的匹配性,以及二者间的摩擦系数等因素。(2)由于钢筋与水泥浆之间具有很好的粘附性,连续配筋混凝土中的水泥胶体在钢筋表面能够产生较大的握裹力和化学粘着力,其大小主要由水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度所决定。(3)钢筋与混凝土之间产生的机械咬合作用。在不同类型的钢筋混凝土构件中,由于结构受力后所产生应力的性质不同,目前将粘结力主要分为以下两大类:第一类,主要是钢筋嵌入混凝土中,在混凝土内部产生的锚固粘结问题;第二类,主要包括在不同的裂缝之间的粘结强度裂缝距离的关系问题。两种粘结类型如下图1所示。当钢筋混凝土出现开始后,在一定长度范围内,钢筋的应力分布主要受到钢筋与混凝土粘结应力的影响,因此,钢筋应力的变化不仅能够反映钢筋与混凝土之间的粘附程度,而