论文发表：水泥混凝土路面表面构造破坏的耐磨

发布时间：2022-10-05 10:12 热度：

摘要：路面水泥混凝土的磨损过程复杂而影响因素繁多，材料的本身性能、磨损方式及条件甚至环境因素都会影响材料的磨损性能。本文在考虑路面混凝土表面构造特性的基础上，从磨损和方面分析了其破坏机理，并提出了提高混凝土路面耐磨性的措施。
关键词：混凝土路面构造；路面破坏机理；路面磨损

水混混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损、高稳定性等诸多优势，在我国高等级公路中水混混凝土路面日渐增多，加上一些地域的路基更适合水混路面，使得水混凝土路面科学化施工摆在许多施工单位面前。水泥混凝土路面长期暴露在空气当中，除了承受行车荷载的冲击和碾压作用外，还会受到外界环境的侵蚀、冻融等各种作用，因此，混凝土路面表面构造的破损形式较多。分析破坏机理，研究改善措施，可为避免混凝土路面表面构造过多破坏导致的抗滑性能严重下降，提供必要的技术支持。
1水泥混凝土路面表面构造的特点
混凝土路面表面纹理构造与表层混凝土的性能的耐久性息息相关。表面的混凝土和内部核心混凝土相比，在孔结构特征及物理力学性能上有较大差别。混凝土表面构造的耐久性受到很多因素的影响，但大致可分为外界环境因素和混凝土自身因素。
(1)气温影响。水泥混凝土是体积敏感性材料。混凝土路面直接受大气温度变化的影响而发生温度的日变化和年变化，大气变化的影响随距离路表的深度而逐渐减弱。温度状况随时间和深度的变化，在混凝土中产生温度应力梯度，使得面层混凝土表面构造出现相对于较深处混凝土结构的胀缩变形。这些表面构造的相对变形受到下面混凝土板的整体约束作用，混凝土表面会产生膨胀压应力、收缩拉应力和翘曲应力。
（2）自然环境影响，主要包括以下几个方面：冻融循环，自然界中雨雪、冰冻融解循环作用在混凝土中产生内应力，促使裂缝产生、发展，结构疏松直至产生麻面或整体冻酥脱落；环境水的作用：包括淡水的浸溶作用、含盐水和酸性水的侵蚀作用等，其中含有硫酸盐、氯盐、镁盐和酸性溶液在一定条件下可对混凝土表面产生剧烈腐蚀作用，导致混凝土表面构造的迅速破坏；风化作用：包括外界于湿条件的循环作用。在这种变化幅度大、变化快的地区以及兼有其他破坏因素(例如盐、碱、海水、冻融等)作用时时，常能加速混凝土的风化破坏过程，导致表面构造损失殆尽；碳化作用：空气中的某些酸性气体，如C12、H2S和CO2在适当温、湿度条件下使混凝土中液相的碱度降低，引起某些组分的分解，并使体积发生变化。
(3) 行车作用影响。行车对表面构造的破坏作用包括荷载和轮胎两方面的影响。行车荷载是直接作用在路面结构上的主要外界因素，也是促使路面结构产生损坏的主要肇因。荷载经由轮胎传给路面，轮胎与路面的接触压应力以及轮胎的变形情况对路面表面纹理构造的受力及变形有直接影响。
（4）表面工艺影响。为保证混凝土路面满足抗滑性能的要求，表面一般都做抗滑构造，如拉毛、刻槽、拉槽、露石等形式，不同的表面纹理构造在轮胎荷载下有不同的受力形式，耐久性程度也不同。施工成型工艺(如真空脱水、静压抹面)关系到表层混凝土的水灰比，从而影响其强度。
（5）养护影响。养护工艺对表面构造的影响主要在于养护期间保证强度增长，覆盖洒水养生保证混凝土早期强度形成，以使得混凝土路面在通车后能够有足够的强度承受荷载和抵抗磨耗。
2水泥混凝土路面的磨损机理
水泥混凝土的磨损是个复杂的物理力学过程，除了本身材料性能的影响外，它还与磨损方式及条件关系密切。
(1)粘着磨损
由于路面表面是粗糙构造，在轮胎与路面相互接触时，并非完全接触而是在一些凸出点上首先接触，在法向载荷作用下，接触点的压力很大，接触点的变形将导致凸出的部分被破坏，于是轮胎与路面直接接触，在接触点上的颗粒被粘附到轮胎上。滑动时