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信托定融政信知识：

分析表面功能构造的破坏机理，研究耐久性改善措施，可为延缓水泥混凝土路面表面构造过早破坏导致的表面功能品质的严重下降，提供必要的技术支持

     【关键词】水泥混凝土路面；构造破坏；耐磨性；服务年限；冲击作用；应力重分布 0 引言 水泥混凝土路面承受着包括履带车和防滑带钉轮胎在内轮胎磨耗作用，处于表层的功能构造与轮胎胎面直接接触，首当其冲遭到破坏

     1 路面混凝土表面构造特点及破坏影响因素 1.1 气温影响 水泥混凝土是体积敏感性材料

    水泥混凝土路面直接受环境温度变化的影响而发生温度的日变化和年变化，大气变化的影响程度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，在混凝土内部产生温度应力梯度，使得表层混凝土功能构造出现相对于核心处混凝土结构的胀缩变形

    这些表面构造的相对 变形受到下层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

    由于路表构造载体是组成各种纹理的面层混凝土，具有不均匀的结 构，故这种内应力的变化会在表面构造薄弱环节处首先产生裂缝，然后随时间发展造成整个表层剥落

     1.2 自然环境影响 1.2.1 冻融循环 1.2.2 环境水的作用 1.2.3 风化作用 1.2.4 碳化作用 1.3 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

     1.4 表面工艺影响 为保证水泥混凝土路面满足抗滑、排水性能的要求，表面一般都做功能构造，如拉毛、刻槽、拉槽、露石等形式，不同的表面功能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、密实程度，从而影响其强度

    抹面方式及次数影响到表 面混凝土的含水量，二次抹面能够减少空隙微裂缝等原生缺陷，使表层混凝土密实，提高功能持久性

     1.5 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，以使得路面在通车后能够有足够的强度承受荷载 和抵抗轮胎磨耗

    如果养护措施不当，对表层混凝土强度的增长有很大的不利影响，表面往往会出现干缩裂纹甚至塑性收缩裂纹

    冬季施工的路面如果保温措施不 当，可能出现早期冻害，尤其以表层混凝土最严重

     2 水泥混凝土路面磨损机理 2.1 粘着磨损 2.1.1 机理 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，粘着点发生剪切和材料的转移，同时，在临近区域新的粘着 点又可能形成

    所以，粘着磨损的过程可描述为：路面表面产生相对滑动时发生粘着，粘着点被剪切和转移，然后再粘着、再剪切、转移，最后使得摩擦表面破坏并 形成磨屑

    因此，粘着磨损的大小与粘着点的剪切位置有关

     2.1.2 影响因素 粘着磨损材料损失量与所加法向荷载和摩擦距离长度成正比，荷载越大，摩擦距离越长，损失越多；另外，损失量还与二者实际接触面积有关

    对材料而言，脆性材料比塑性材料更能抵抗粘着磨损的影响，因此，水泥混凝土路面的粘着磨损相对较小

     2.2 磨粒磨损 2.2.1 机理 通过借鉴其他材料磨粒磨损机理的分析方法，可以将水泥混凝土路面表面功能构造的磨粒磨损机理分为以下部分： 第一，微观切削磨损

     磨粒在材料表面的作用力分为法向力和切向力两个分力

    法向力使磨粒压入表面；切向力使磨粒向前滑动，当磨粒形状与运动方向适当时，磨粒如同刀具一样，在表面进行切削而形成切屑

    但这种切屑的宽度和深度都很小，因此切削也很小，所以称之为微观切削

     第二，重复塑变磨损

     塑性变形降低了材料应力重分配的能力，有些截面由于应力集中而逐渐丧失塑性并转变为脆性状态，在冲击力作用下裂断成磨屑

     第三，微观断裂磨损

     磨损时由于磨粒压入被磨材料表面而具有静水压的应力状态，所以大多数材料都会发生塑性变形

    但是有些材料尤其是脆性材料，可能是断裂机理占主要地位

    对水泥混凝土这种脆性材料来说，磨粒对其表面挤压会形成明显的表面裂纹，而且断裂韧性越低，裂纹也就越长

     2.2.2 影响因素 1）硬度：磨粒磨损与水泥混凝土表层的硬度有关，但由于水泥浆的存在，一般条件下混凝土表层的硬度难以超过磨粒硬度；从磨粒导致表层混凝土变 形的角度分析，降低弹性模量，增大水泥混凝土表面弹塑性变形能让磨粒从摩擦界面通过，则可避免被磨表面被犁削，从而可提高抗磨损能力

     2）磨粒尺寸与几何形状：磨料磨损过程中，磨料尺寸对耐磨，存在一个临界尺寸

    当磨粒尺寸在临界尺寸以下时，体积磨损量随磨粒尺寸的增大而增 加；当磨粒尺寸超过临界尺寸时，磨损体积量增加的幅度呈明显降低趋势，不同物质构成的材料其直线斜率不同，临界尺寸也有区别

    磨粒的几何形状对磨损率也有 较大的影响，特别是磨粒为锐角时更为明显

     2.3 疲劳磨损 2.3.1 机理 水泥混凝土路面承受的最大法向正应力虽然就在表面上，但最大剪应力却发生在表层以下的次表面层，在受力点前后分别形成压力区和拉力区，由于接 触应力的移动和反复作用，水泥混凝土表面不断承受着压应力和拉应力的交替循环，形成周期性扰动

    同时水泥混凝土在硬化过程中，由于干燥收缩、温度应力及界 面不均匀等原因，将产生许多微裂纹等原生缺陷，而这些原生缺陷则成为磨损时循环扰动力的疲劳裂缝引发源，可导致表层裂缝的扩展，最终引起路面表层的局部断 裂

    当疲劳裂缝扩展后，砂浆因嵌埋不深极易脱落

     2.3.2 影响因素 1）水泥混凝土材料自身性能：水化作用充分、密实性好、空隙连通等原生缺陷少的混凝土，耐疲劳磨损性能就好

    疲劳磨损与材料的断裂韧性有很大 关系，加强施工质量控制中减少孔隙、微裂缝等原生缺陷，提高均匀性，增强非均质界面的薄弱区，增大韧性，降低脆性，则可有效改善水泥混凝土的抗疲劳磨损性 能

     2）路面荷载的影响：重载车辆对路面表面的冲击大，容易加剧表面构造的疲劳磨损

     3）路面表面状况：表面粗糙程度对疲劳磨损影响很大

    出于表面功能的需要，水泥混凝土路面需要粗糙的表面构造，因此疲劳磨损所占比重较大，因此提高水泥混凝土路面表面功能构造的抗冲击韧性和断裂性能显得尤为重要

     2.4 腐蚀磨损 当接触界面相互之间存在可产生化学反应的物质（如侵蚀水、除冰盐），经接触、滑动摩擦造成磨损，在表面形成反应物且演变为磨蚀残留物或形成更大的颗粒停留在摩擦界面上

     此外，高速行驶的汽车如遇到路面凹凸不平时会产生负压，在反复负压作用下，路面会出现类似水工混凝土结构物遭遇含砂水流那样的空蚀效果，形成空洞

     3 结束语 总之，水泥混凝土路面长期暴露在自然环境中，持续受到车辆轮胎磨耗与冲击作用，此外还会受到环境介质对混凝土的侵蚀、对于季冻区混凝土路面还必须具备抵抗冻融循环的能力，因此，处于水泥混凝土路面表层的功能构造的必须具备良好的耐久性

     【参考文献】 【1】赵桂娟.水泥混凝土路面抗滑性能研究【J】.山东交通学院学报，2006，14（2）：34-36. 【2】刘洪辉.水泥混凝土路面抗滑性能评价指标与方法研究【D】.西安：长安大学，2009. 【3】张铭光，刘遵纪.滑模摊铺混凝土路面耐磨性的研究【J】.公路，2001，37（3）：36-38. 【4】王吉忠.轮胎与路面之间的摩擦和附着【J】.轮胎工业，2002，22（2）：67-70. 建筑的抗震设计主要受到受力结构的影响，并且在结构受力强度、结构整体性等方面都受到了重要的影响

    因此，我们需要从设计、施工等多个方面和角度采取有效的抗震措施，进而提高民用建筑的稳定性和抗震性

    本文对房屋结构抗震性能所存在的问题及房屋结构抗震设计方法进行了分析和探讨

      关键词：房屋 建筑 结构 抗震 设计  针对抗震设计标准和建筑类型， 在设计中要考虑地区和建筑结构条件， 双重的进行建筑结构抗震设计， 在建筑物本身的材料、 地理位置、 结构层、 基础结构等方面进行抗震设计， 采取有效的抗震措施， 降低建筑物在地震作用下的不稳定性， 提高建筑物的整体稳定性

      1 房屋建筑结构抗震设计概述  目前在我国建筑结构的抗震设计时，需要做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”

    这是对于抗震设计的具体要求

    即在发生的地震烈度低于建筑的抗震设防烈度时，建筑建筑处于弹性工作状态，即其在地震中不会受到损坏，仍可以正常进行使用；而对发生的地震烈度与建筑的抗震烈度相当时，则此时建筑结构处于非弹性阶段，建筑物可能受到损坏，但经一般性的修理即可继续使用，即建筑物在地震破坏下经修理后仍可以继续进行使用，即建筑结构处于可修复的范围；而当发生较大震级的地震时，其烈度高于建筑物设防的烈度，在这种情况下，建筑物处于非弹性变开中，但要求建筑结构防震设计不致于倒塌或危及生命安全，在非弹性变形下人员可以从建筑物内进行逃离

      2 房屋结构抗震性能所存在的问题  地震所造成的损害主要来源于地震发生时所产生的地震波，地震波具有较强的穿透力，可以在非常短的时间内，通过土壤、岩层和低级，使建筑物发生外部的裂变和挤压，当结构内部的力量超过了建筑物的承受能力，就会发生建筑物的变形、损坏甚至倒塌

      现阶段，房屋的抗震技术主要采用等效斜撑的方法，该方法具有一定的有效性，但是由于其精确度较低，所以在实际的应用的过程中具有一定的局限性

    对于结构抗震的刚度，按照相关理论有些学者企图从非线有限元的角度进行模型的填充，但是实施过程过于复杂，实际效应并不高

    在抗震设计的过程中，我们应该对其有理论上的把握

    影响建筑物抗震能力主要在于建筑物的刚度，所谓的规定，与在按空框架分析的基础上乘以小于 1 的周期修正系数体现填充墙对结构的刚度贡献，而不去计算填充墙的刚度

    周期修正系数与地震作用下混凝土结构的反应密切相关

    所以在抗震设计中对于周期修正系数的确定是确定框架填充墙结构是否合理的一个重要的因素

    如果我们没有进行精确的计算，那么将直接导致在建筑施工和使用过程中稳定性和抗震性的不精确

    另外，对于结构周期修正系数的合理性，现阶段也存在一定的疑问，并没有十分肯定的理论依据和学界认可

      3房屋结构抗震设计方法  第一，以房屋建筑结构的基本构造为依据

    传统的抗震设计方案的确定主要依据房屋的基本机构，以钢筋混凝土框架为主要特点的房屋为例，则主要考虑钢筋混凝土的构件尺寸、最小配筋率等等方面

    近些年来，随着科学技术的发展，我国的抗震技术有了一定水平的提高，抗震设计规范也得到了一定程度的完善，对建筑结构从整体到局部的设计都形成了一套完整的抗震措施，对于大部分建筑，只要按照规范进行合理的设计，就能保证建筑结构具有较好的抗震性能

      第二，以房屋建筑规划和场地为依据

    为了提高房屋的抗震水平很多开发商在建筑的前期对建筑场地进行较为科学准确的测定和选择

    抗震层对于建筑物未来的稳定性具有十分重要的作用

    同时在建设的过程中，房屋的外部情况与其他建筑物之间物理空间关系也应该进行综合的考虑，例如邻栋楼之间的距离、建筑物的外观等等都十分重要

    同时在设计的前期，应该考虑到建筑物上部位移的特点、位移的性能等等方面

    我们知道建筑物的使用周期较长，所以在设计的过程中，在建筑能够移动的范围内不能有其他物体成为障碍物

    所设计的入出口等等要保证在出现地震时的绝对安全

      第三，以房屋建筑结构的结构性能目标为依据

    抗震设计的最终目标就是为了保证在发生地震的时候能够保证建筑物的安全性

    因此，在设计的过程中，应该根据建筑物所在区域的抗震设防烈度对建筑结构进行结构抗震性能的设计，保证结构在地震力作用下的小震不坏，中震可修，大震不倒

    同时，对于没有进行地震作用设计的建筑非结构构件，也应该满足相应的构造措施，使房屋发生故障时，可能造成的损害程度在可控的范围内

    同时，大风对于建筑的影响也很大，所以在进行设计方案确定的过程中，应该考虑到大风对于建筑物水平震动所能带来的影响，从而保证建筑物的抗震性

      4 提高房屋筑工程杭震设计质量的有效措施  第一，选择恰当的建筑场地

    在进行建筑抗震设计方案前，对于重大工程来说，应该综合考量建筑地址的地理特性，对其进行较为科学详细和准确的地震安全性评估

    形成评估结果后，在设计和施工的过程中，应该严格按照评估的结果，设计较为科学的防震标准要求，然后进行相关施工

    所以拟定进行建筑的前期，应该选择地震发生频率较低、发生地震后能够有效降低地震影响的地方进行选址，尽量避免那些本身就容易给建筑物带来不良影响的地方

      第二，选择科学、合理的结构形式

    近些年，随着科学技术的发展，建筑施工的材料和建筑的结构特点也开始呈现多样化的特点

    现阶段主要使用的结构包括钢筋混凝土结构、钢结构、砖混结构以及钢混结构

    在实际选择中，由于地域不同和设防烈度等不同因素的影响也会对建筑结构的选择产生一定的影响

    所以在设计抗震方案的过程中，应该选择科学合理的结构形式

    对于以上几种结构形式而言，钢筋混凝土具有一定的优越性，它具有较强的柔韧性，在承受高压的条件下变形能力较强，是现阶段使用较为广泛的一种结构形式

    但是实际操作的过程中，也应该结合建筑的时期情况进行综合的考量

    我们知道随着房屋层数的不断增加，在发生地震的时候所能造成的水平位移也不断增大

    建筑的内部结构也会发生一定的变化，所以在设计的过程中，应该给予较多的考量和关注

      第三，提高抗震设计的质量

    地震的破坏力很大，一旦发生地震，建筑本身的抗震的能力与人们的生命财产关系密切

    我国对于建筑的抗震能力的关注较晚，现阶段的发展水平也不是很高

    如果建筑的设计防范不够合理，不仅会加大建筑工程的成本，同时对于建筑的质量而言也并不会有很大的提高

    所以在设计的过程中，应该遵循合理科学的观点，提高建筑结构自身的可靠性和安全性

    在设计过程中，对于建筑的内部细节能够给予较多的关注，提高抗震能力

      第四，建筑的体型要简单，平立面布置宜规则  当建筑物其体型较为简单和规则时，在设计时能够更好地明确其受力性能，而且对于其在地震发生时的实际反应及其内力也能够进行准确地分析，而且结构内部具体的构造也易于处理，这样的结构即使在地震作用下其受到的损害也较小

    而相对于体型及平面不规则的建筑物，由于立面上高低错落，这样就会形成刚度和强度上的突变，极易使应力或是变形集中出现，导致薄弱环节产生，在地震作用下其薄弱处会首先发生变形损坏，产生较大的危害

      5 总结  综上所述，房屋建筑的抗震设计是判断整个建筑质量的重要依据，也是保证人们安全生活的重要保障，甚至可以在一定程度上，对于整个社会的稳定都具有一定的影响

    所以在抗震设计的过程中，首先我们应该认识到抗震意识应该成为建筑设计的重要理念之一，并且在设计的过程中，对于该理念进行严格的执行和操控

    本文论述了传统房屋抗震的方法，并且在实际实践中提出了自己的建议，旨在希望可以提高建筑自身的安全性，使建筑行业朝着更加健康安全稳定的方向发展

      参考文献：  【1】胡逢秀，刘春刚.房屋结构抗震探索与研究【J】.中国高新技术企业，2010(34).  【2】娄宇，温凌燕，徐小燕，王庆扬，王传甲，陈志强，彪仿俊.基于大震弹塑性时程分析的结构抗震设计【J】.建筑结构，2011(05).  ［3］王丽红． 叠层钢板橡胶垫隔震结构的应用研究［D］． 辽宁: 沈阳建筑工程学院，2004．  ［4］关于发布国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》的通知［J］． 中国建设信息，2009，( 24) ．