水泥混凝土路面

10水泥混凝土路面第一节概述定义：指由水泥混凝土面板和基（垫）层所组成的路面，也称刚性路面，包括普通水泥混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土、连续配筋混凝土、钢纤维混凝土、复合式混凝土、混凝土预制块路面等。�普通混凝土路面——除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。连续配筋混凝土路面水泥混凝土路面优点：1）强度高，具有较高的抗压、抗弯拉强度及抗磨耗能力。2）色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利－“白色路面”。3）抗滑性能好，粗糙度好，能保证车辆有较高的安全行驶速度，提高车辆行驶的稳定性。4）养护费用少，全寿命经济效益高。5）耐久性好，一般能使用20～40年，能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。6）稳定性好，受到水、温度等自然因素影响时，强度变化小，不存在“老化”现象。水泥混凝土路面缺点：1）开放交通较迟，铺筑后一般要经过15～20天的养生，才能开放交通。2）水泥和水的需要量大，给水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。3）有接缝，增加施工和养护的复杂性，而且影响行车的舒适性。同时接缝处板边和板角处容易破坏。4）修复困难，破坏后开挖很困难，修补工作量也大，且影响交通。普通水泥混凝土路面病害类型接缝破坏挤碎：出现于横向接缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内，表现为板的伸长受阻，板发生剪切挤碎。拱起：混凝土面板在受膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起，表现为纵向压曲失稳。错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。唧泥：汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。面板破坏表现为面板的断裂和裂缝：面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现横向或纵向以及板角的断裂和裂缝。断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。表面损坏类：包括起皮、磨损、露骨、磨光等。露骨脱皮第二节水泥混凝土路面构造土基通过刚性面层和基层传到路基上的压应力很小，一般不超过0.05Mpa。然而如果路基的稳定性不足，在水、温度等自然因素的变化影响下，路基将出现较大的变形，造成不均匀沉陷，导致对面层板的不均匀支撑，使面层板在荷载作用下底部产生过大的弯拉应力而破坏。引起土基不均匀支承的可能原因：不均匀沉陷：压实不均匀、填挖结合位置、土基未充分固结；不均匀冻胀：含水量在温度平面上分布不均匀、土质不均匀；特殊土质：膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。处治方法：P420防唧泥：混凝土面层如直接放在路基上，会由于路基土塑性变形量大，细料含量多和抗冲刷能力低而极易产生唧泥现象。铺设基层可减轻以至消除唧泥。但未经处治的砂砾基层，其细料含量和塑性指数不能太高，否则仍会产生唧泥。防冰冻：在季节性冰冻地区，用对冰冻不敏感的粒状多孔材料铺筑基层，可以减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用。减小路基（土基）顶面的压应力缓和路基不均匀变形对面层的影响。防水：在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，可以排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断地下毛细水上升。为面层施工((如立侧模，运送混凝土混合料等))提供方便。提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。基层水泥混凝土路面基层类型粒料类（碎石、砂砾等）；稳定类（水泥、石灰粉煤灰或沥青稳定粒料）；贫混凝土和碾压混凝土等；上述基层分别具有不同的刚度、耐冲刷能力和透水性，要根据交通等级、当地条件和经济性因素选用。耐冲刷能力分5级：1级（极耐冲刷）——贫混凝土（水泥含量7％或8％）、碾压混凝土、沥青混凝土；2级（耐冲刷）——厂拌水泥稳定粒料（水泥含量5％）；3级（较耐冲刷）——厂拌水泥稳定粒料（水泥含量3.5％），沥青稳定粒料（沥青含量3％）；4级（较易冲刷）——现场拌水泥稳定粒料（水泥含量2.5％），粒料；5级（易冲刷）——混杂的粒料，细粒土。基层厚度范围与宽度：基层厚度以20cm-40cm左右为宜。研究资料表明，用厚基层来提高土基的支承力，或者说借以降低面层应力或减薄面层厚度一般是不经济的。但是随着稳定类基层厚度的减小，基层底面的弯拉应力随之增大，因此基层厚度不宜太薄。基层宽度一般比水泥混凝土面层每边宽出25-35cm（小型机具或轨道式摊铺机施工时）或50-60cm（滑模摊铺机施工时）。在冰冻深度大于0.5m的季节性冰冻地区，为防止路基可能产生的不均匀冻胀对混凝土面层的不利影响，路面结构应有足够的总厚度，否则应加垫层。��各类基层的适宜交通等级与适宜厚度范围见下表所列：混凝土面板为施工方便，一般采用等厚度板型式，要求其表面平整、耐磨、抗滑。平整度标准：不大于3mm（高速、一级公路），或不大于5mm（二级及其以下公路）抗滑标准：以构造深度表征，不低于0.8mm（高速、一级），或0.6mm（其它等级公路）。厚度初步选定抗滑要求的构造深度表面构造：为保证行车安全，路面混凝土板表面构造应采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法制作。构造深度在使用初期应满足下表的要求。1．纵向接缝纵向接缝的布设应根据路面宽度和施工铺筑宽度而定。一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝，纵向施工缝采用平缝形式；一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝，纵向缩缝采用假缝形式。拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚的中央，并对拉杆中部100mm范围内作防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，可参照表16-30选用。连续配筋混凝土路面的纵缝拉杆可由板内横向钢筋延伸穿过接缝代替拉杆。2．横向接缝每日施工结束或临时中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能设在横向缩缝或胀缝处。施工缝应采用设传为杆的平缝形式。横向缩缝可等间距设置，采用假缝形式。特重和重交通公路、收费广场及邻近胀缝或自由端部的三条最靠近的缩缝，均应采用设传力杆假缝形式。其他情况可采用不设传力杆的假缝形式。横向胀缝只在邻近桥梁或其他固定构造物处或与其他道路相交处设置。胀缝设置条数视膨胀量大小而定。低温浇筑混凝土面层或选用膨胀性高的集料时，根据具体情况决定胀缝的设置。传力杆采用光面钢筋。其尺寸和间距按表16-31选用。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离150～250mm。缩缝和施工缝接缝设置接缝的理由（1）水泥混凝土硬化过程中的收缩；（2）施工工作缝；（3）混凝土面板的热胀冷缩温度均匀变化时：水平拉伸、水平压缩温度不均匀变化时：白天，面温度高于底温度，水泥板中部有向上隆起的趋势，受阻后，顶面受压、板底受拉；夜晚，相反；为此，主动将水泥混凝土路面用接缝划分为小尺寸板块。横向接缝：垂直于行车方向的接缝，包括缩缝、胀缝和工作缝缩缝：为保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，从而避免产生不规则裂缝而设的缝。胀缝：为保证板在温度升高时能部分伸张，从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏而设的缝，同时胀缝也能起到缩缝的作用。施工缝：因施工不连续，暂时停止施工时而要设置的缝。常设置在缩缝、胀缝位置处，必须添加传力钢筋，保证纵向整体性。传力杆：对交通繁重道路，为保证混凝土板间有效传递荷载，防止形成错台等病害，在胀缝处板厚中央设置的传力钢筋。设置胀缝位置：在邻近桥梁或其它固定构筑物处、与柔性路面相接处、板厚改变处、隧道口、小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。缺陷：薄弱环节；施工不便；传力杆设置不当（未能正确定位）使胀缝处的混凝土碎裂；渗水；砂石进入胀缝后，造成胀缝处板边挤碎、拱胀；引起行车跳动；填缝料又要经常补充或更换。我国现行公路水泥混凝土路面设计规范规定，胀缝应尽量少设或不设。减少胀缝措施：增大基层表面的摩阻力在气温较高时施工横缝的构造与设置胀缝的构造由于缩缝缝隙下面板断裂面凹凸不平，能起一定的传荷作用，一般不必设置传力杆，但特重和重交通的道路，横向缩缝应加传力杆；其它各级交通的公路上，在邻近胀缝或路面自由端部的3条缩缝内，均宜加设传力杆。缩缝的构造缩缝间距一般4~6m，同板长，根据气温状况、地质水文情况选择。如：5m×4m的板块，按5m固定间距设置缩缝。设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同；设在缩缝处的施工缝应采用平缝加传力杆型。需设在缩缝之间时，采用设拉杆的企口缝形式。施工缝的构造施工缝一般尽量选择在胀缝、缩缝处设置，构造与重交通的缩缝构造相似，或者选用企口缝。纵缝的构造与设置纵缝：平行于行车方向的接缝，用来控制路面板因翘曲应力与荷载应力共同作用下产生不规则的纵向裂缝；1、混凝土摊铺机仅能摊铺一个车道宽度，纵缝做成真缝形式（平头缝）2、混凝土摊铺机全路幅摊铺，摊铺宽度两侧做成真缝；摊铺宽度范围内按照车道宽度设置纵缝，做成假缝或者企口缝；纵缝的设置1、根据路面设计宽度，按3-4.5m设置，一般等间距。2、一般选择在车道标线处；靠近中央分隔带的内侧车道，路缘带与车道间不另设纵缝；外侧车道，纵缝外移路缘带宽度；拉杆的设置拉杆：指用于纵缝，以保证板块间沿道路横向的联系为主要目的设置的钢筋。一般采用长度50-70cm，直径18-20mm，间距1.0-1.5m。拉杆设置要求：一般纵缝应设拉杆。�传力杆钢筋布置纵缝拉杆钢筋布置分别是什么缝？纵横缝的布置目前国外流行一种新的混凝土接缝布置形式，即胀缝甚少，缩缝间距不等，按4、4.5、5、5.5、6m的顺序设置，而且横缝与纵缝交成80º左右的斜角，如设传力杆，则传力杆与路线平行，其目的是使一辆车只有一个后轮横越接缝，减轻由于共振作用所引起的行车跳动的幅度，同时也可缓和板伸张时的顶推作用。纵缝与横缝一般垂直正交，纵缝两旁的横缝一般成一条直线。横缝间距：4~6m（缩缝），我国缩缝间距5m；纵缝间距：3-4.5m，我国车道宽度3.75m在交叉口、匝道位置处，尽量使得纵横缝的夹角为钝角；边缘钢筋：一般设置在纵向，横向只在胀缝两侧或起终点处设置。采用两根直径12-16mm的钢筋，用直径6mm的钢筋固定，端部应弯起，放置在板厚下1/4-1/3处，并保证离板边缘5cm的净距。角隅钢筋：设置在纵缝两侧板的角隅处，采用两根直径12-14mm，长度2.4m的螺纹钢筋，设在板的上部，并离板顶留有5cm以上净距，距板纵、横边缘各10cm。当交叉口或斜桥处，出现板块锐角时，应增加双层补强钢筋网，以直径6mm钢筋，10cm间距斜交平行排列，设在距板顶、底5-7cm处。混凝土路面与桥梁相接的处理斜交桥梁设置渐变板，斜角大于70°，设置一块；45°-70°，设置两块；小于45°，设置至少三块；并要求渐变板短边不小于5m。长边不大于10m。角隅处要设置钢筋网补强。渐变板和搭板均应按计算配筋量设置钢筋。一般桥梁设置桥头搭板，一端放置于桥台上，设置防滑锚固钢筋。水泥混凝土路面与其它路面相接时的处理设置胀缝并以混凝土预制块过渡，以混凝土平道牙隔断。设置水泥混凝土埋板，其上设置渐变厚度的联结层。面层混凝土必须具有较高的抗弯拉强度和耐磨性，良好的抗冻性以及尽可能低的膨胀系数和弹性模量。此外，混合料还应有适当的施工和易性。①水泥一般水泥的强度等级不得低于42.5，特重交通道路的路面不宜低于52.5。水泥用量不得小于300kg/m3（非冰冻地区）或320kg/m3（冰冻地区）。②粗集料指粒径4.75mm的碎（砾）石，应质地坚硬、耐久、洁净，颗粒应接近立方体，表面粗糙，空隙率和比表面积大，最大粒径不应超过40mm。最好不用石灰岩碎石，因为它易被磨光，导致路面表面过滑。符合使用要求的砾石也可采用，但在使用时宜掺加占总量1/3～1/2以上的轧碎砾石。砾石混凝土一般用于双层式混凝土路面板的下层。采用连续级配的集料，混凝土的和易性和均匀性较好；采用间断级配的集料则强度较高。第三节水泥混凝土路面的原材料③细集料混合料中4.75mm的细集料可采用天然砂、人工砂或石屑。细集料颗粒要求坚硬耐磨，具有良好的级配，表面粗糙而有棱角，清洁和有害杂质少。工程中一般采用细度模数在2.3～3.2之间的中砂。④水清洗集料、拌和混凝土及养生所用的水，不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等。一般以饮用水为宜；非饮用水，经化验合格也可使用。⑤外加剂主要类型：缓凝剂、膨胀剂、减水剂、引气剂等。接缝材料接缝板－能适应混凝土面板的膨胀收缩，且施工时不变形、弹性复原率高、耐久性良好的材料。填缝料－能与混凝土面板