混凝土设置纵横缝

一、接缝设置的原因混凝上面层是由一定厚度的混凝土面板组成的，具有热胀冷缩的性质。由于一年四季气温的变化，混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩。而在一昼夜户，白天气温升高，混凝土板顶面温度较底面为高，这种湿度坡差会造成面板的中部突起。夜间气温降低，混凝土板顶面温度较底面为低，会使板的周围和角隅翘起；(如图2-8-6a)。这些变形会受到面板与基础之间的摩阻力和粘结力，以及板自重和车轮荷载等的约束。致使板内产生过大的应力，造成板的断裂(图2-8-6b)或拱胀破坏(图2-8-6c)。由图2-8-6可见，由于翘曲而引起的裂缝，则在在裂缝发生后被分割的两块板体尚不致完全分离，还具有传递荷载的能力，倘若板体温度均匀下降引起收缩，则将使两块板拉开(图2-8-6c)，从而失去传递荷载的能力。为了避免这些缺陷，水泥混凝土路面不得不在纵横两个方向设置许多接缝．把整个路面分割成为许多板块。水泥混凝土路面的接缝可分为纵缝和横缝两大类。与路线中线平行的接缝称为纵缝，与路线垂直的接缝称为横缝。接缝设计应能：①控制收缩应力和翘曲应力所引起的裂缝出现的位置；②通过接缝提供足够的荷载传递；③防止坚硬的杂物落入接缝缝隙内。二、纵缝及其构造1．纵向缩缝当一次铺筑的宽度大于4.5m时，应增设纵向缩缝。纵向缩缝可采用假缝加拉杆型，其构造如图2-8-7所示。设置拉杆，可以防止板块横向位移使缝隙扩大，拉杆应设置在板厚的1／2处；在缩缝上部设置的槽口，一般应在混凝土浇筑后，并达到一定的抗压强度(碎石混凝土为6.0~12.0MPa．砾石混凝土为9.0~12.0MPa)时，用切缝机进行切割，或在混凝土浇筑时振人木条。槽门深度要适中，过浅，则混凝土截面的强度削弱得不够，从而不能保证以后的开裂发生在接缝位置上；过深，则不规则断裂面面积过少，接缝传荷能力降低。根据经验，槽深—般为板厚的1／4—1/5，槽口宽度根据施工条件，宜尽可能窄些，通常为3~8mm。2．纵向施工缝由于施工条件等原因，当—次铺筑宽度小于路面宽度需分两次以上浇筑时，则应设置纵向施工缝。纵向施工缝按其构造的不同，可分为平缝和企口缝两种形式：一般采用平缝，并应在板厚中央设置拉杆，以防止接缝张开和板的上下错动。其构造如图2-8-8所示。根据国内外的实践经验，企口缝易产生破坏，其原因有：①榫舌尺寸过大，降低了接缝处的强度，并可能导致榫舌破坏；②大而深的企口，在浇筑混凝土时出现漏浆，榫舌和棱角变形，拆模困难、振动大，常给企口造成早期损伤，有时甚至振坏企口，需重新修补。这些损伤以细微纹潜于阴企口，在重复荷载作用下．局部应力集中，导致裂缝发展直至破坏。此外，施工比较麻烦。三、横缝及其构造横缝一般分为横向缩缝、胀缝和横向施工缝。1．胀缝在胀缝处混凝土面板完全断开，因而也称之为真缝。胀缝的设置目的是为混凝土板的膨胀提供伸长的余地，从而避免产生过大的热压应力。胀缝的构造如图2-8-9所示。胀缝必须贯穿到底，缝壁垂直：缝宽为2．0~2．5cm，在板厚的中央设置传力杆。传力杆的一半以上应涂沥青或加塑料套，并加长10cm的小套子，套底和传力杆头之间留3cm的空隙(用纱头填)。其下部设接缝板(木板涂以沥青)，上部3~4m范围内灌填缝料进行封层。同结构物相接处或与其他公路交叉处的胀缝，无法设置传力杆时，可采用边缘钢筋型或厚边型：其构造如图2-8-9a)、b)所示。设置胀缝，给施工带来不便。同时，由于施工时传力杆设置不当(未能正确定位)或封缝不好等原因．使胀缝处的混凝土板常出现碎裂等病害。使用经验和观测资料表明，胀缝间距较短的路段(100m以下)，在使用过程中往往会出现胀缝缝隙增大，使依靠集料嵌锁作用的接缝传荷能力大大降低；且因填缝料难于保持其效能，砂石等杂物便易于落入缝内，造成接缝区的混凝土在膨胀受阻时产生碎裂破坏，或者拱起。少设(加大胀缝间距)或不设(仅在同结构物交接处设)胀缝，一方面便利了施工，另一方面约束了板的位移．减少了接缝缝隙，使传荷能力增加，错台、碎裂和拱起等病害减少。因此，胀缝只设置在以下场合：邻近桥梁或其他固定构筑物处；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。在邻近构造物处的胀缝，应根据施工温度至少设置两条。除上述位置以外的胀缝宜尽量不设或少设，其间距可根据施工温度、混凝土集料的膨胀性并结合当地经验具体确定。2．1．拉杆拉杆是为了防止板块横向位移而设置在纵缝上的异形钢筋。拉杆应采用螺纹钢，设在板厚中央，并应对拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。拉杆的尺寸和间距可按表2-8-12选用。其最外边的拉杆距接缝或自由边的距离一般为25~35cm。值得注意的是：表2-8-12中的数据系按钢筋的屈服强度取286MPa，钢筋同混凝土的容许粘结力取1．8MPa计算的，当实际中采用的数值与上述数值不同时，拉杆的长度和面积可根据下式计算：式中：Aa——每延米纵缝长所需拉杆的截面积，cm2；B——设拉杆纵缝到相邻纵缝或自由边之间的距离，m；h——混凝土板厚，cm；fsy——钢筋的屈服强度；MPa；L0一—拉杆长度，cm；d——拉杆直径，cm；Za——钢筋同混凝土的容许粘结应力，Mpa。2．传力秆传力杆的设置目的是为了保证接缝的传荷能力和路面的平整度，防止错台等病害的产生。传力杆主要用于横向的接缝，采用光圆钢筋。由于其在胀缝和缩缝所起的作用不同，尺寸上应有所不同，前者要大些。对设在缩缝处的传力扦，其长度的一半再加5cm，应涂以沥青或加塑料套，涂沥青端宜在相邻板中交错布置；对设在胀缝处的传力杆，尚应在涂沥青一端加一套子，内留3cm的空隙，填以纱头或泡沫塑料。套子端宜在相邻板中交错布量。传力杆尺寸及间距可按表2-8-13选用。其最外边的传力杆距接缝或自由边的距离一般为15~25cm。五、水泥混凝土路面与构筑物的衔接与混凝土路面连接部位有沥青路面、桥梁、涵洞和通道等，相接部位与—般路段有所不同。这些部位的混凝土路面往往会发生跳车现象，严重影响行车速度和舒适性以及路面的使用寿命。其原因是多方面的，主要则是由于这些部位的差异沉降所致。防治的原则，一是减少这些部位的基础竣工后的沉降量；二是加强和提高路面整体的耐久性。1．混凝土路面与沥青路而相接在混凝土路面和沥青路面相接处，由于沥青路面难以顶住混凝土面板末端的水平推力，因而首先在沥青路面的一端，然后在混凝土路面的一端发生损坏。此外，出于沥青路面与混凝土路面之间的沉降不同，使得接头处变得不平整，引起跳车。因此，对高速公路和一级公路，混凝土路面与沥青路面相接时，应在沥青路面面层下埋设长度为3m的混凝土板，此板在混凝土路面相接的一端的厚度与混凝土面板相同，另一端不小于15cm，如图2-8-12所示。埋设在混凝土板与混凝土路面相接处的拉杆，应采用螺纹钢，直径一般为25cm，长70cm，间距40cm。对于其他各等级公路．由于汽车行驶速度较低，交通量不大，水泥混凝土路面与沥青路面相接，可采用混凝土预制块过渡或径相连接。2．混凝土路面与桥梁相接混凝土路面与桥梁相接，可根据公路等级，使用要求和当地经验选用以下或其他适当的措施。在各等级的公路上，特别是在高等级的公路上，应设置桥头搭板。搭板与混凝上路面之间采用钢筋混凝土面板过渡，其长度不小于5m。搭板与钢筋混凝土面板之间的接缝应设置传力杆。钢筋混凝土面板与混凝土面板之间应设置胀缝，如图2-8-13所示。当与桥梁为斜交时，钢筋混凝土面板的锐角部分应采用钢筋网补强，如图2-8-16所示。钢筋混凝土面板按钢筋混凝土路面的有关规定执行。搭板与钢筋混凝土面板相接处设拉杆，其尺寸、间距和混凝土路面与沥青路面相交时设置的拉杆相同。对于等级较低的公路，或作为高等级公路的过渡措施，桥头可铺筑一段混凝土预制块或沥青路面，待沉降稳定后，再铺筑混凝土路面。当桥头设有搭板时，其长度不小于5m；当桥头末设搭板时，其长度不小于8m。3．构造物横穿公路为了防止过路构造物如涵洞等上方的路面出现横向裂缝、错台和跳车等现象，应将构造物顶部及两侧适当范围内的混凝土面板采用钢筋网补强，或采用钢筋混凝土面板。对于箱状构造物，当项面至板底的距离d小于80cm时，其顶面及两侧各6m范围内的混凝土板采用钢筋网补强。当d小于30cm或嵌入基层时，应采用双层钢筋网补强。钢筋网分别布设在距板底和板顶1/3~1/4板厚处。钢筋采用直径为10~12mm的光面钢筋，纵筋间距10cm，横筋间距20~30cm。如构造物顶面上的基层厚度小于10cm，基层改为混凝土找平；当J当d为30~80cm时，可采用单层钢筋网补强，钢筋网布设在距板顶1/3~1/4板厚处、钢筋采用直径为8~10mm的光圆钢筋，纵筋间距10~15cm，横筋间距20~30cm。板厚处，钢筋采用直径为10~20mm的光面圆钢筋，纵筋间距10cm，横筋间距20~30cm。4．补强钢筋混凝土面板纵横自由边边缘下的基础，当有可能产生较大的变形时，宜在板边缘加设补强钢筋，角隅加设发针形钢筋或钢筋网。(1)板边补强混凝土面板边缘部分的补强，一般选用2根12~16mm的螺纹钢筋，布置在板的下部，距板底为板厚的1／4，并不应小于5cm，间距一般为10cm，钢筋两端应向上弯起，如图2-8-15所示。钢筋保护层的最小厚度不应小于5cm。r(2)角隅补强角隅补强部分的补强，可选用2根直径为12~16mm的螺纹钢，布置在板的上部，距板顶不应小于5cm，距板边为10cm，如图2-8-16所示。板角小于90°时，亦可采用双层补强钢筋网补强，钢筋可选用直径6mm，布置在板的上下部，距板顶和板底以5~10c为宜，如图2-8-17所示。钢筋保护层的最小厚度不应小于5cm。横向缩缝横向缩缝是为减少混凝土的收缩应力和温度翘曲应力而设冒的。一般采用假缝形式，不设传力杆。但在特重交通的公路上，由于荷载的重复作用次数多和轴载大，使接缝的传荷能力迅速降低，出现错台现象，故宜加传力杆：在其他各级交通的公路上，邻近胀缝或自由端的缩缝，其缝隙会随着相邻胀缝或路面自由凝土面板的反复伸缩而逐渐张开，为保证这些接缝的传荷能力，在邻近胀缝或路面自由端的三条缩缝内，均宜加设传力杆。横向缩缝的构造如图2-8-10所示。缩缝上部设置的槽口，在浇筑混凝土后．用切缝机进行切割，其宽度为3~8mm，深度为板厚的1／4~1／5，槽口内填填缝料，其目的是为了防止水分的渗入和杂质的嵌入。当设置传力杆时，传力杆长度的1／2以上要涂以沥青，以便接缝两侧的混凝土面板能自由收缩。