水泥路面与水泥路面设计水泥路面与水泥路面设计中南大学土木工程学院中南大学土木工程学院道路工程系道路工程系School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容主要内容p第一节第一节 概概 述述 p第二节第二节 水泥混凝土路面的结构要求水泥混凝土路面的结构要求p第三节第三节 水泥砼路面的接缝构造与布置水泥砼路面的接缝构造与布置p第四节第四节 水泥路面结构设计水泥路面结构设计 p第五节第五节 水泥路面的排水设计水泥路面的排水设计School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科1）水泥混凝土路面的定义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（刚性路面，包括普通混凝土路面（JPCPJPCP）、钢筋混凝土路面）、钢筋混凝土路面（JRCPJRCP）、钢纤维混凝土路面（）、钢纤维混凝土路面（SFCPSFCP）、预应力混凝土路面、）、预应力混凝土路面、连续配筋混凝土路面（连续配筋混凝土路面（CRCPCRCP）、装配式混凝土路面等。）、装配式混凝土路面等。2）普通水泥混凝土路面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。面。有时也被称为白色路面。11、水泥混凝土路面及其特点、水泥混凝土路面及其特点第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科3）普通混凝土路面的特点）普通混凝土路面的特点 （1 1）强度高（）强度高（抗压强度抗压强度、抗弯拉强度）抗弯拉强度）（2 2）稳定性好（水稳定性？）稳定性好（水稳定性？温度稳定性？）温度稳定性？）（3 3）耐久性好（）耐久性好（疲劳性能疲劳性能 使用使用20204040年或更长）年或更长）（4 4）夜间行车效果好）夜间行车效果好 （5 5）使用初期养护费用少（但是后期比较高）使用初期养护费用少（但是后期比较高）第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科4）普通混凝土路面的缺点）普通混凝土路面的缺点 （1 1）初期造价高（）初期造价高（目前与进口沥青比造价已不高，且目前与进口沥青比造价已不高，且沥青路面使用寿命也长，因此单位年费用更低沥青路面使用寿命也长，因此单位年费用更低）；）；（2 2）对水泥和水需求量大，总体污染（水泥生产）；）对水泥和水需求量大，总体污染（水泥生产）；（3 3）噪声大、行驶舒适性差（）噪声大、行驶舒适性差（尤其是错台后尤其是错台后）；）；（4 4）有接缝（受力薄弱、行车舒适性差、易进水）；）有接缝（受力薄弱、行车舒适性差、易进水）；（5 5）修筑周期长，开放交通迟（）修筑周期长，开放交通迟（维修交通影响大维修交通影响大）；（6 6）养护维修困难；）养护维修困难；（7 7）对路基沉降均匀性要求高。）对路基沉降均匀性要求高。第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科u2 2、普通水泥混凝土路面的病害类型、普通水泥混凝土路面的病害类型1 1）挤碎：）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。板的伸长受阻，板发生剪切挤碎。2 2）拱起：）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，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。表现为纵向压曲失稳。3 3）错台：）错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。4 4）唧泥唧泥：汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。1）接缝破坏）接缝破坏第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科2）面板破坏（断裂）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。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。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）表面损坏包括起皮、磨损、露骨、磨光等包括起皮、磨损、露骨、磨光等第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科唧泥唧泥第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科板块断裂、破碎板块断裂、破碎第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科拱起拱起From D H Chen第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科裂缝挤碎裂缝挤碎第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科表面剥落表面剥落第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科横向裂缝横向裂缝局部沉陷局部沉陷局部修补局部修补第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科错台错台 FaultingFrom D H Chen路面错台路面错台Faulting第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科错台错台 FaultingFrom D H Chen路面错台路面错台Faulting第一节第一节 概概 述述School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）性能要求：）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（一般不超过0.05MPa0.05MPa），对土基的强度要求要比沥青路面低。），对土基的强度要求要比沥青路面低。对土对土基的支承要求主要是保证基层的稳定性基的支承要求主要是保证基层的稳定性（尤其是（尤其是水稳定性水稳定性和路基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），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，一般要求基层采用基）密实、稳定和均匀，一般要求基层采用水稳定性好的材料水稳定性好的材料、路基处于干燥或中湿状态，沉降稳定。路基处于干燥或中湿状态，沉降稳定。u1 1、土基、土基第二节第二节 水泥混凝土路面的结构要求水泥混凝土路面的结构要求School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科（2）引起土基不均匀支承的可能原因）引起土基不均匀支承的可能原因 不均匀沉陷：不均匀沉陷：压实不均匀、填挖结合处理不佳、土基未充分压实不均匀、填挖结合处理不佳、土基未充分固结（施工期沉降不稳定）；固结（施工期沉降不稳定）；不均匀冻胀：不均匀冻胀：含水量在等温面上分布不均匀、土质不均匀；含水量在等温面上分布不均匀、土质不均匀；特殊土质：特殊土质：膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。（3）处治方法）处治方法土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层第二节第二节 水泥混凝土路面的结构要求水泥混凝土路面的结构要求School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）基层的作用）基层的作用支承路面板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。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。匀变形对面层的影响。防唧泥防唧泥混混凝凝土土板板如如直直接接放放在在路路基基上上，会会造造成成路路基基土土塑塑性性变变形形过过大大，铺铺设设基基层层可可减减轻轻以以至至消消除除唧唧泥泥，但但未未经经处处治治的的砂砂砾砾基基层层细细料料含含量量和和塑塑性性指指数数不不能能太太高高，否则仍会产生唧泥。否则仍会产生唧泥。u2 2、基层、基层第二节第二节 水泥混凝土路面的结构要求水泥混凝土路面的结构要求School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）基层的作用）基层的作用防冰冻防冰冻 在在季季节节性性冰冰冻冻地地区区，用用对对冰冰冻冻不不敏敏感感的的粒粒状状多多孔孔材材料料铺铺筑筑基基层层，可可以以减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用。减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用。防水防水 在在湿湿软软土土基基上上，铺铺筑筑开开级级配配粒粒料料基基层层可可排排除除路路表表渗渗入入水水及及隔隔断断地地下下毛毛细细水。水。施工施工面层施工面层施工(如立侧模，运送混凝土混合料等如立侧模，运送混凝土混合料等)提供方便提供方便第二节第二节 水泥混凝土路面的结构要求水泥混凝土路面的结构要求School of Civil Engineering,CSU,China 中南大学道路与铁道工程国家重点学科中南大学道路与铁道工程国家重点学科粒料类粒料类（碎石、砂砾等）（碎石、砂砾等）稳定类稳定类（水泥、石灰粉煤灰或沥青稳定粒料）（水泥、石灰粉煤灰或沥青稳定粒料）贫混凝土和碾压混凝土贫混凝土和碾压混凝土等等 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。地条件和经济性因素选用。（2）水泥混凝土路面的基层类型）水泥混凝土路面的基层类型u2 2、基层、基层第二节第二节 水泥混凝土路面的结构要求水泥混凝土路面的结构要求School of Ci