第二節(jié) 水泥混凝土路面

第二節(jié)水泥混凝土路面概述水泥混凝土路面是一種高級路面。水泥混凝土路面：由各種水泥混凝土面板與基層、墊層所構(gòu)成的路面。概述類型：普通砼、鋼筋砼、連續(xù)配筋砼、預(yù)應(yīng)力砼、裝配式砼、鋼纖維砼、砼小塊鋪砌、碾壓砼路面等。普通砼路面：除接縫區(qū)和局部范圍(邊緣和角隅)外不配置鋼筋的混凝土路面。一、水泥混凝土路面的優(yōu)缺點優(yōu)點：強度高：較高的抗壓強度/抗彎拉強度/抗磨耗能力穩(wěn)定性好：水穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性均較好；耐久性好；養(yǎng)護費用少、經(jīng)濟效益高；能見度好，有利于夜間行車。缺點：對水泥和水的需要量大；接縫：增加施工和養(yǎng)護的復(fù)雜性/易引起行車跳動/影響行車舒適性/強度薄弱點；需養(yǎng)護，開放交通較遲；修復(fù)困難。二、水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)層（一）基層基層修筑在土基與混凝土面板之間，它的作用是給混凝土面板提供均勻穩(wěn)定的支撐，防止出現(xiàn)唧泥、凍脹以及板底脫空，以保證混凝土路面的整體強度，延長路面的使用壽命。基層應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，且表面平整。（一）基層作用——良好的抗沖刷能力和一定的剛度防唧泥防冰凍減小路基頂面壓應(yīng)力，緩和路基不均勻變形對面層的影響防水為面層施工提供方便提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力，延長路面的使用壽命材料剛性：貧混凝土，碾壓混凝土等半剛性：水泥穩(wěn)定、二灰穩(wěn)定、石灰穩(wěn)定柔性：瀝青穩(wěn)定粒料、粒料排水基層：多孔隙水泥穩(wěn)定碎石、多孔隙瀝青穩(wěn)定碎石適宜各交通等級的基層類型交通等級基層類型特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土重交通水泥穩(wěn)定粒料或瀝青穩(wěn)定碎石中等或輕交通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級配粒料基層厚度與寬度厚度：由于提高基層的強度或剛度，對于降低面層的應(yīng)力或減薄面層的厚度，作用很小，因而混凝土面層下的基層不必很厚，需要依據(jù)形成結(jié)構(gòu)層、施工要求（攤鋪碾壓厚度）及排水要求等綜合考慮確定。寬度：比混凝土路面每側(cè)各寬出25～35cm（小型機具或軌道式攤鋪機施工）或50～60cm（滑模攤鋪機施工），或與路基同寬。各類基層厚度的適意范圍基層類型厚度適意的范圍（mm）貧混凝土或碾壓混凝土基層120～200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層150～250瀝青混凝土基層40～60瀝青穩(wěn)定碎石基層80～100級配粒料基層150～200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100～140瀝青穩(wěn)定碎石排水基層80～100墊層在路基土質(zhì)較差、水溫狀況不良時，需要在路基和基層之間設(shè)置墊層，以改善路基的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強度、剛度及穩(wěn)定性。墊層設(shè)置條件季節(jié)性冰凍地區(qū)，混凝土路面總厚度小于最小防凍厚度要求時其差值應(yīng)由墊層補足，以防止凍脹翻漿現(xiàn)象的發(fā)生；水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時，宜設(shè)置排水墊層；路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時，可加設(shè)半剛性墊層。墊層種類與厚度修筑墊層的材料，強度要求并不一定很高，但水穩(wěn)性和隔溫性能要好。常用的墊層有防凍墊層、排水墊層及半剛性墊層等。不論哪種墊層，其寬度均應(yīng)與路基同寬，最小厚度150mm。（二）水泥混凝土面板水泥混凝土面板直接承受自然因素和行車荷載作用，并直接體現(xiàn)使用功能好壞，應(yīng)具有較強的剛度、強度、穩(wěn)定性，表面平整耐磨，并有一定的粗糙度，達到規(guī)定的抗滑標準。（二）水泥混凝土面板混凝土面板的變形：白天：上熱下冷中部隆起晚上：上冷下熱周邊翹起變形導(dǎo)致應(yīng)力過大斷裂接縫的類型：縱縫：施工縫、縮縫橫縫：縮縫、脹縫和施工縫橫縫的構(gòu)造與布置橫向接縫是垂直于行車方向的接縫，共有三種：縮縫、脹縫和施工縫。縮縫保證板因溫度和濕度的降低而收縮時沿該薄弱斷面縮裂，從而避免產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。脹縫保證板在溫度升高時能部分伸張，從而避免產(chǎn)生熱天的拱脹和折斷破壞，同時脹縫也能起到縮縫的作用?；炷谅访婷刻焱旯ぜ耙蛴晏旎蚱渌虿荒芾^續(xù)施工時，應(yīng)盡量在脹縫處收工。如不可能，也應(yīng)在縮縫處收工，并按施工縫的構(gòu)造形式制作接縫。各種形式的接縫都必須提供相應(yīng)的傳荷與防水設(shè)施。橫向脹縫：在臨近橋梁或其他固定構(gòu)造物處，或與其他道路相交處設(shè)置。橫向縮縫橫向縮縫通常垂至于路中線方向等間距布置，間距一般在4～6m范圍內(nèi)選用，基層剛度越大，選用間距應(yīng)越短。橫向縮縫有假縫和設(shè)傳力桿假縫兩種形式。前者主要依靠混凝土斷裂面處集料的相互嚙合作用傳遞荷載；后者依靠傳力桿增強面層板的傳荷能力，以確保面層板的整體性。對于特重和重交通公路、收費廣場以及臨近脹縫和自由端部的3條縮縫，應(yīng)采用設(shè)傳力桿假縫形式，其它情況可采用一般假縫形式。橫向縮縫頂部應(yīng)鋸切口，深度為面層厚度的1/4～1/5，寬度為3～8mm，槽內(nèi)填塞填縫料。橫向施工縫設(shè)在縮縫處的施工縫，采用設(shè)傳力桿的平縫形式；設(shè)在脹縫處的施工縫，其形式與脹縫相同。遇有困難而須設(shè)在縮縫之間時，施工縫采用設(shè)拉桿的企口縫形式。橫向施工縫構(gòu)造（尺寸單位：mm）a）設(shè)傳力桿平縫型；b）設(shè)拉桿企口縫型（2）縱縫的構(gòu)造與布置縱縫分為縱向縮縫和縱向施工縫?？v向施工縫一次鋪筑寬度小于路面寬度時，應(yīng)設(shè)置縱向施工縫?？v向施工縫采用設(shè)拉桿的平縫形式。縱向縮縫一次鋪筑寬度大于4.5m時，需要設(shè)置縱向縮縫?？v向縮縫采用設(shè)拉桿的假縫形式，拉桿的作用是保證縱縫兩側(cè)路面層板在縱縫位置的緊密聯(lián)系，以免沿路拱橫坡向兩側(cè)滑動?？v縫構(gòu)造（尺寸單位：mm）a）縱向施工縫；b）縱向縮縫（3）縱橫縫的布置縱縫與橫縫一般作成垂直正交，使混凝土板具有90o角隅?？v縫兩旁的橫縫一般成一條直線。如橫縫在縱縫兩旁錯開，將導(dǎo)致板產(chǎn)生從橫縫延伸出來的裂縫。交叉口范圍內(nèi)，大多采用輻射式的接縫布置形式。目前國外流行一種新的混凝土路面接縫布置形式，即脹縫甚少，縮縫間距不等，而且橫縫與縱縫交成80o左右的斜角，如設(shè)傳力桿，則傳力桿與路中線平行，其目的是使一輛車只有一個后輪橫越接縫，減輕共振作用引起的行車跳動，同時緩和板伸張時的頂推作用?？s縫傳力桿的設(shè)置問題，國外一般認為：①低交通量道路，當(dāng)縮縫間距小于4.5～6.0m，可不設(shè)傳力桿；②對大交通量道路，任何時候都應(yīng)該設(shè)置傳力桿。當(dāng)采用板中計算厚度的等厚式板時，或混凝土板縱、橫向自由邊緣下的基礎(chǔ)有可能產(chǎn)生較大的塑性變形時，應(yīng)在其自由邊緣和角隅處設(shè)置兩種補強鋼筋。當(dāng)混凝土路面中必須設(shè)置窖井、雨水口等其他構(gòu)造物時，則宜設(shè)在板中或接縫處，在井口邊設(shè)置脹縫同混凝土面板分開，構(gòu)造物周圍的混凝土面板需用鋼筋加固。如構(gòu)造物不可避免地布置在離板邊小于lm時，則應(yīng)在混凝土板薄弱斷面處增設(shè)加固鋼筋。混凝土路面同橋梁相接處，宜設(shè)置鋼筋混凝土搭板。搭板一端放在橋臺上，并加設(shè)防滑錨固鋼筋和在搭板上預(yù)留灌漿孔。如為斜交橋梁，尚應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土漸變板。漸變板的塊數(shù)，當(dāng)橋梁斜角大于70o時設(shè)一塊，45o～70o時設(shè)兩塊，小于45o時至少設(shè)三塊。漸變板的短邊最小為5m，長邊最大為10m。7．特殊部位混凝土路面的處理混凝土路面同瀝青路面相接處，為避免出現(xiàn)沉陷和錯臺，或瀝青路面受頂推而擁起，宜按圖15-14的方式處理，或?qū)⒒炷涟迓袢霝r青路面內(nèi)，如圖15-15所示。水泥混凝土路面原材料一、水泥二、粗集料三、細集料四、水五、外加劑

1.分類減水劑或塑化劑引氣劑緩凝劑、速凝劑和早強劑

2．應(yīng)用

3.技術(shù)要求六、摻合料1．粉煤灰粉煤灰是燃燒煤粉后收集到的灰粒，亦稱飛灰。粉煤灰摻入混凝土后，不僅可以取代部分水泥，而且能改善混凝土的一系列性能，與水泥互補短長、均衡協(xié)和，充當(dāng)混凝土的減水劑、釋水劑、增塑劑、密實劑、抑熱劑、抑脹劑等一系列復(fù)合功能的基本材料。2．硅灰冶煉金屬硅或硅鐵合金的煙道中收集到的極細高水硬活性的硅質(zhì)灰粉。硅灰氧化硅含量很高，是目前配制高強與超高強高性能混凝土不可缺少的摻合料。由于其密度很大，需水量很高，必須與高效減水劑或超塑化劑共同摻用，在一般施工氣溫和工藝條件下均要求緩凝，使用緩凝高效減水劑。3．磨細礦渣礦渣是從冶鐵高爐排出、經(jīng)高溫水淬處理后的煉鐵爐渣。經(jīng)與水泥相同磨細后得到的自身具有相當(dāng)水硬活性的礦渣粉稱為磨細礦渣，而使用超細磨方式得到超細礦渣。當(dāng)以礦渣為主要成分，復(fù)合其他摻合料共同（超）磨細可得到復(fù)合礦渣（微）粉。七、接縫材料及技術(shù)要求1.接縫板用于脹縫內(nèi)，應(yīng)選用能適應(yīng)混凝土板膨脹收縮、施工時不變形、復(fù)原率高且耐久性好的材料。高速和一級公路宜選用塑膠、橡膠泡沫板、瀝青纖維板；其他等級公路可采用橡膠泡沫板、瀝青纖維板、杉木板、楊木板、松木板、纖維板、泡沫樹脂板等各種接縫板。其技術(shù)指標應(yīng)符合表15-9中規(guī)定。2.填縫料應(yīng)選用與混凝土接縫槽壁粘結(jié)力強、回彈性好、能適應(yīng)混凝土板塊收縮、不溶于水、不滲水、高溫時不流淌、低溫時不脆裂且耐老化的材料。常用的填縫料有：常溫施工式填縫料、熱施工式填縫料等。高速公路、一級公路應(yīng)優(yōu)選使用樹脂類、橡膠類或改性瀝青類的填縫材料及其制品，并宜在填縫料中加入耐老化劑；二級以下公路可采用各種性能符合要求的填縫材料。（1）常溫施工式填縫料：主要有聚（氨）酯、硅樹脂類、氯丁橡膠、乳化（改性）瀝青橡膠類等。（2）加熱施工式填縫料：主要有瀝青馬蹄脂類、聚氯乙稀膠泥類、改性或橡膠瀝青類等?！?5.4水泥混凝土路面施工與質(zhì)量控制一、施工準備工作選擇施工機械選擇混凝土拌和場地進行材料試驗與混凝土配合比設(shè)計基層檢查與整修二、混凝土路面板的施工程序和施工工藝攤鋪工藝：滑模攤鋪、軌道攤鋪、三輥軸攤鋪、小型機具攤鋪、碾壓攤鋪、手工攤鋪。施工程序：安裝模板設(shè)置傳力桿混凝土的拌和與運送混凝土攤鋪和振搗接縫的設(shè)置表面整修混凝土的養(yǎng)生與填縫1．模板安裝定位測量放樣，每20m設(shè)中心樁，每100m設(shè)臨時水準點；核對路面標高，面板分塊，接縫和構(gòu)造的位置。公路混凝土路面、橋面鋪裝層的施工模板應(yīng)采用剛度足夠的槽鋼、軌?；蜾撝七厒?cè)模板。軌道攤鋪機采用專用的鋼制軌模，模板縱向每隔1m設(shè)置支撐固定裝置。2．傳力桿設(shè)置設(shè)置各種接縫的傳力裝置，包括拉桿、脹縫板、傳力桿及其套帽、滑移端等，通常采用傳力桿鋼筋架安裝固定。攤鋪機裝備有傳力桿插入裝置時，縮縫傳力桿可不提前裝置，但應(yīng)在基層表面標明傳力桿的位置，以便于駕駛員準確定位壓入傳力桿。圖13-16脹縫傳力桿的架設(shè)（鋼筋支架法）1—先澆的混凝土；2—傳力桿；3—金屬套筒；4—鋼筋；5—支架；6—壓縫板條；7—嵌縫板；8—脹縫模板圖13-17脹縫傳力桿的架設(shè)（頂頭模固定法）1—端頭擋板；2—外側(cè)定位模板；3—固定橫木圖13-18預(yù)制定位支架固定傳力桿a)縮縫（假縫）；b)施工縫3．制備與運送每小時混凝土混合料的需要量：混合料拌合物應(yīng)均勻一致，有生料、干料、離析或外加劑、粉煤灰成團現(xiàn)象的非均質(zhì)拌合料應(yīng)廢棄。機械攤鋪混凝土路面應(yīng)系統(tǒng)配套運輸車的數(shù)量：為保證混合料在運送過程中不凝固、不離析，必須嚴格控制混合料出料至路面鋪筑完畢的最長時間，若不能滿足表示要求，應(yīng)通過試驗、加大緩凝劑或保塑劑的劑量。4．?dāng)備伜驼駬v（1）滑模攤鋪機鋪筑（2）三輥軸機組鋪筑（3）軌道攤鋪機鋪筑（4）小型機具鋪筑5．制筑接縫（1）脹縫（2）橫向縮縫壓縫法切縫法縱縫6．表面修整與防滑措施人工或機械抹面拉毛、刻槽7．養(yǎng)生與灌縫養(yǎng)生潮濕養(yǎng)生：濕麻袋、草墊、濕砂塑料薄膜或養(yǎng)生劑養(yǎng)生灌縫8．冬季和夏季施工混凝土路面盡可能在氣溫高于5℃時施工，低溫施工注意問題：采用高標號快凝水泥，或摻入早強劑，或增加水泥用量。加熱水或集料，較常用的方法是僅將水加熱；拌制混凝土?xí)r，先用溫度超過70℃的水同冷集料相拌和，使混合料在拌和時的溫度不超過40℃，攤鋪后的溫度不低于10（氣溫為0℃）～20℃（氣溫為-3℃時）。混凝土修整完畢后，表面應(yīng)覆蓋蓄熱保溫材料，必要時還應(yīng)加蓋養(yǎng)生暖棚。在持續(xù)寒冷和晝夜平均氣溫低于-5℃，或混凝土溫度在5℃以下時，應(yīng)停止施工。溫度高于30℃時施工，應(yīng)防止混凝土溫度超過30℃，以免水分蒸發(fā)過快?；炷涟韬臀镞\輸中要加以遮蓋，及時運至工地；各道工序應(yīng)銜接緊湊，盡量縮短施工時間；在已鋪好的路面上，搭設(shè)遮光擋風(fēng)設(shè)備，以避免混凝土遭到烈日暴曬并降低吹到混凝土表面的風(fēng)速，減少水分蒸發(fā)。三、施工質(zhì)量管理與驗收施工單位應(yīng)隨時對施工質(zhì)量進行自檢。拌和樓生產(chǎn)的混合料，除應(yīng)滿足所用機械的可攤鋪性之外，還應(yīng)重點檢查混合料的均勻性和各項質(zhì)量參數(shù)的穩(wěn)定性。施工現(xiàn)場對混凝土路面鋪筑的主要機具設(shè)備的運行穩(wěn)定性和各項工作質(zhì)量參數(shù)應(yīng)及時記錄在案。施工現(xiàn)場對各級公路混凝土路面的鋪