水泥混凝土路面

第十五章水泥混凝土路面CementConcretePavement东南大学交通学院黄晓明[e-mail]:025-83795184SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容第一节概述第二节水泥混凝土路面的结构要求第三节水泥砼路面的接缝构造与布置第四节其它类型混凝土路面简介第五节水泥混凝土路面施工第六节水泥混凝土的材料设计（自学）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述◆1、水泥混凝土路面及其特点1）水泥混凝土路面的定义是指由水泥混凝土面板和基层或底基层所组成的路面，也称刚性路面，包括普通混凝土路面（JPCP）、钢筋混凝土路面（JRCP）、钢纤维混凝土路面（SFCP）、预应力混凝土路面、连续配筋混凝土路面（CRCP）、装配式混凝土路面等。2）普通水泥混凝土路面JPCP由普通混凝土面层板和基层或底基层所组成的路面，是除接缝区和局部范围（边缘及角隅）外，不配置钢筋的混凝土路面。有时也被称为白色路面。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述TheAutobahn1930sFromDHChenFromDHChenSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述Concrete/Flexible2%JPCP4%CRCP94%FlexibleFromDHChenSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述3）普通混凝土路面的特点（1）强度高（2）稳定性好（3）耐久性好（可以使用20～40年或更长）（4）夜间行车效果好（5）使用初期养护费用少，经济效益取决于使用效果SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述4）普通混凝土路面的缺点（1）初期造价高（目前与进口沥青比造价已不高，且沥青路面使用寿命长，因此单位年费用更低）；（2）对水泥和水需求量大，因此总体污染（水泥生产过程）；（3）噪声大、行驶舒适性差；（4）有接缝（受力薄弱、行车舒适性差、易进水）；（5）修筑周期长，开放交通迟；（6）养护维修困难。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述2、普通水泥混凝土路面的病害类型1）接缝破坏•1）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。•2）拱起：混凝土面板在受膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板向上拱起，表现为纵向压曲失稳。•3）错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。•4）唧泥：汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述2）面板破坏（断裂）表现为面板的断裂和裂缝，主要是面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现的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。3）表面损坏包括起皮、磨损、露骨、磨光等SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述唧泥SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述板块断裂、破碎SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述FromDHChen拱起SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述裂缝挤碎SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述表面剥落China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述横向裂缝局部沉陷SchoolofTransportationSoutheastUniversity，局部修补Depth(mm)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科0200y=56.571x+198.43400600800y=17.221x+444.48100001020305.35ksi12.54ksi第一节概述FromDHChenNumberofBlows第一节概述错台FaultingSchoolofTransportationSoutheastUniversity，ChinaFromDHChen东南大学道路与铁道工程国家重点学科SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述FromDHChen错台FaultingSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述FromDHChen路面错台FaultingSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节概述4-in.CoreLane2Lane3Broken#4TieBarBasepumped,formingvoid3inchesdeepby5incheswideYellowrepresentslayerofcleancoarseaggregateleftbehindafterpumpingFaultedasmuchas2inches5in.DetailatFaultedJoint3in.FromDHChen接缝传力杆破坏示意图SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求1、土基（1）性能要求：因水泥混凝土路面强度、刚度都很大，传递到土基的应力很小（一般不超过0.05MPa），对土基的强度要求要比沥青路面低。对土基的支承要求主要是保证基层的稳定性（尤其是水稳定性和路基稳定性），特别是不出现不均匀的支承，从而保证水泥混凝土板处于均匀面支承的受力状态。因此，要求路基（即土基）密实、稳定和均匀，一般要求基层采用水稳定性好的材料、路基处于干燥或中湿状态，沉降稳定。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求（2）引起土基不均匀支承的可能原因不均匀沉陷：压实不均匀、填挖结合处理不佳、土基未充分固结（施工期沉降不稳定）；不均匀冻胀：含水量在等温面上分布不均匀、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。（3）处治方法土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科••①支承路面板提供合适地基模量，提高路面结构的承载能力，延长路面使用寿命。减小路基（土基）顶面的压应力，减小地基的不均匀变形，缓和路基不均匀变形对面层的影响。②防唧泥混凝土板如直接放在路基上，会造成路基土塑性变形过大，铺设基层可减轻以至消除唧泥，但未经处治的砂砾基层细料含量和塑性指数不能太高，否则仍会产生唧泥。第二节水泥混凝土路面的结构要求2、基层（1）基层的作用SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科•••③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。④防水在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层可排除路表渗入水及隔断地下毛细水。⑤施工面层施工(如立侧模，运送混凝土混合料等)提供方便第二节水泥混凝土路面的结构要求（1）基层的作用SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求2、基层（2）水泥混凝土路面的基层类型•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。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求2、基层（3）基层的抗冲刷性•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(水泥用量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SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求2、基层（4）基层的设计要求（5）基层的厚度要求SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求2、基层（6）基层的材料要求•最大粒径不超过基层厚度的1/3；•小于0.075mm的细料含量不超过7%；•粒料可采用开级配或密级配，其级配组成应符合技术规范规定要求，并应采用重型压实标准压实到较高的压实度（98～100％）。（7）基层的宽度要求SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求3、水泥混凝土面层•水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨和平整。•面层一般采用设接缝的普通混凝土；面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、填挖交界段的路基等有可能产生不均匀沉降时,应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。其他面层类型可根据适用条件按规范取用。第二节水泥混凝土路面的结构要求（1）面层的几种类型有或无传力杆的横缝有拉杆的纵缝钢丝网2、有接缝的钢筋混凝土路面钢筋丝4、预应力混凝土路面东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、水泥混凝土面层有或无传力杆的横缝1、有接缝的普通混凝土路面连续配筋3、连续配筋混凝土路面SchoolofTransportationSoutheastUniversity，ChinaSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求FromDHChenSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节水泥混凝土路面的结构要求（2）水泥混凝土