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水泥混凝土路面一、定义:水泥混凝土路面(ememtcncee pvemnt)是指以水泥混凝土为重要材料做面层的路面,简称混凝土路面。亦称刚性路面,俗称白色路面,它是一种高档路面。水泥混凝土路面有素混凝土、钢筋混凝土、持续配筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土和装配式混凝土等。二、分类简介1 素混凝土路面 在公路、都市道路及机场道面中,目前国内采用得最广泛的是现场浇筑的一般混凝土路面,此类混凝土路面除接缝区和局部范畴(边沿或角隅)配备钢筋外,不配备钢筋,亦称素混凝土路面。 用素混凝土或仅在路面板边沿和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面构造,施工以便,造价低廉。素混凝土路面应沿纵向每隔5米设一缩缝,满足冬季缩裂规定;每隔240米设一胀缝,避免夏季热胀,板屈曲压裂或缝边混凝土挤碎;沿横向每隔3.5米设一纵缝(图1)。由于横胀缝易引起路面板的破坏,增长施工和养护的麻烦,20世纪60年代中期以来,对夏季施工的混凝土路面,除在桥头、隧道口、道路交叉口小半径曲线或纵坡变换处,必须设立胀缝外,其她路段可少设或不设。纵横缝一般做成垂直相交,但也有把横缝做成与纵缝交成780斜角,并按4、45、5、.5和米的不等间距顺序布置。 胀缝间隙宽1.8.5厘米,为避免渗水,上部6厘米深度内应灌以填缝料,下部则设立用沥青浸制的软木嵌条。为传递荷载,混凝土板厚中央处设钢传力杆,杆径2032毫米,长060厘米,间距30厘米。杆的半段涂沥青并套以套筒,筒底部填以木屑等材料(图2a)。如不设传力杆,可在混凝土板下设立垫枕(图2b)。 缩缝一般做成裂口深46厘米的假缝形式(图a),上部亦灌以填缝料,可不设传力杆。但在路基软弱或交通繁忙路段以及邻近长间距胀缝的二三个缩缝上,也应设立传力杆(图3b)。纵缝可做成假缝、平头缝或企口缝形式(图),上部也灌以填缝料。为避免板块向两侧滑移,板厚中央可设立钢拉杆,杆径140毫米,长406厘米,间距000厘米。 素混凝土路面板大多做成等厚断面,厚约05厘米。由于板的边沿和角隅最易遭到破坏,可设立边沿钢筋和角隅钢筋(图1)予以加固,或做成厚边式断面,从靠路肩1米处开始厚度逐渐增长,至板边沿厚度较中间大25%。在高速公路和一级公路上,可做成由内侧向外侧边沿逐渐加厚的梯形断面。路面板大多做成单层式;当板较厚时也可做成双层式,上层厚度不不不小于67厘米。下层使用品质稍差的材料做成低强度混凝土;为使上下层结合牢固,下层表面应清洁、粗糙并设凹槽。 混凝土路面切缝要注意:1、要注意切缝的时间,时间隔太长了会浮现裂缝,太短了,会浮现毛边;2、要注意切的深度,浅了起不到效果,还是会浮现裂缝,太深了,又耗时耗力,挥霍资源;、间距要合适,一般控制在-6米之间,间隔太长了,中间会浮现裂缝,起不到作用了,太短了,也是挥霍;4、注意线形的顺直美观,特别是在弯道上,注意不要斜了;5、切完后及时进行灌缝。2 钢筋混凝土路面 在混凝土路面板内,沿纵横向配备钢筋网,配筋率为 0.10.2%。钢筋直径812毫米,纵筋间距13厘米,横筋间距375厘米。钢筋设在板表面下5厘米处,以减轻板面裂纹的产生和扩张。板厚和纵缝间距与素混凝土路面相似,但横缩缝间距可增至103米,并设传力杆。在地路基软弱地段和交通特别繁重处,也可将钢筋网设在板底面之上56厘米处,或设双层钢筋网。3 持续配筋混凝土路面 在混凝土路面板内大量配筋,配筋率达0.61.0%,纵筋直径216毫米,间距.52厘米,可持续贯穿横缝。横筋直径9毫米。间距4020厘米。钢筋设在板厚中央略高处,与板表面距离至少67厘米。 在持续配筋混凝土路面板的端部应设立端缝,它有两种形式:一为自由式,即持续设立4条胀缝,以便板端部自由胀缩;另一为锚固式,即在板底部设立若干根肋梁或桩埋入地基内,以制止板的胀缩活动。与素混凝土路面相比,持续配筋混凝土路面板厚可减薄1520%;缩缝间距可增长至10000米。但用钢多,造价高,施工较复杂。4.预应力混凝土路面 按路面构造的不同分为三种: 无筋预应力混凝土路面。在混凝土板两端设立墩座埋入地基内,墩座与板之间设立弹力缝,放入钢弹簧。板长中央设立加力缝,缝内设千斤顶,对混凝土板逐渐施加压应力至5兆帕,然后塞入混凝土预制块,取出千斤顶,用混凝土填塞缝隙。 有筋预应力混凝土路面。在混凝土板厚中央预留孔,穿进钢丝束,张拉后将两头锚固,并在孔内注入水泥浆使钢丝束与混凝土粘牢。较窄的板可仅在板的纵向加力,较宽的板需在纵横向同步加力,或按与路中线成不不小于45角的斜向加力(图5)。后者可以持续浇筑很长的板,在板的两侧施加应力。所加预应力,在纵向为24兆帕,在横向为04.兆帕。 自应力混凝土路面。用膨胀水泥制备混凝土铺筑路面,借配筋或在板的两端设立墩座,通过混凝土的膨胀施加预应力。 预应力混凝土路面板厚可减至101厘米,缩缝间距可增至100150米。但因施工工艺复杂,所需机具性能规定较高,除在某些飞机场建设中获得成功经验外,尚未普遍推广。5. 钢纤维混凝土路面于混凝土中掺入1.5.0%(体积比)的长260毫米、直径021毫米的钢纤维,可使其28天极限抗压强度和极限抗弯拉强度较素混凝土提高50以上;并且它的抗疲劳和抗裂缝能力也较素混凝土高(见纤维混凝土)。与素混凝土路面相比,钢纤维混凝土路面板厚可减小3050%,缩缝间距可增至1530米,纵缝间距可增至8米,胀缝可以不设。钢纤维混凝土路面施工工艺尚未定型,仍在实验阶段。6 装配式混凝土路面在工厂中制成混凝土预制板,运至工地现场铺装而成的路面。装配式混凝土板一般做成边长1米的正方形或矩形,也可做成边长1.2米的六角形,板厚1218厘米;还可做成宽3.米、长6米的大型板,但需有相应的运送和吊装机具来配合。板的边沿和角隅可配备钢筋,也可在全板面配设钢筋网。为提高混凝土的质量,可采用预应力、真空吸水、机械振捣和蒸汽养护等工艺。装配式混凝土路面板可以全年生产,不受气候影响,质量容易保证;并且铺装进度快,铺完即可通车,损坏后易于拆换修理。因此,较合用于停车站场及港口码头处,但其接缝多,整体性差,故在公路和都市道路干线上很少采用。三、材料规定 用作水泥混凝土面层的材料涉及一般混凝土,钢筋混凝土,持续配筋混凝土,钢纤维混凝土、碾压混凝土等。 制备路面用混凝土,要采用软练25或52号一般硅酸盐水泥、中砂或粗砂和、级碎(砾)石。混凝土28天极限抗压强度不低于300兆帕,极限抗弯拉强度不低于4.5.5兆帕,每立方米混凝土的水泥用量为300350公斤。对双层式混凝土路面的下层材料,可合适减少规定。为提高混凝土的使用性能,可掺入少量早强剂、加气剂、增塑剂、减水剂或聚合物等外加剂(见混凝土外加剂)。 在接缝上部所灌溉的填缝料,常用沥青、矿粉、石棉屑、软木屑或橡胶粉,按合适配比制成的沥青胶泥(也称沥青玛脂)。亦有采用氯丁橡胶空心带、塑料嵌条或聚氯乙烯胶泥等作填缝料,效果较好。四、土基基层 土基与基层的稳定与结实对混凝土路面的经久耐用有极大关系。60年代以来,都强调要用水泥、石灰或沥青稳定土或粒料、工业废渣、沥青混合料或贫混凝土作混凝土路面的基层,厚约520厘米,宽度较混凝土板每侧宽出5厘米以上。土基上层60厘米深度内的压实度要达到最佳密实度的%以上。在冰冻地区,还要在基层之下,另设380厘米厚的砂砾或炉渣防冻层。在基层与混凝土面板之间,可铺设12厘米厚的沥青砂或塑料薄膜;如基层表面平整,亦可将混凝土直接灌筑于基层上。五、施工简介 混凝土路面施工的一般工序是:安装边模、接缝嵌条、传力杆和钢筋网等;拌和混凝土混合料并运至工地;摊铺与振捣混凝土混合料;整平混凝土表面并刷毛或刻防划滑小槽(见图6、图7);养生与填缝。此外,尚有试用真空吸水、振动碾压等工艺于混凝土路面施工中。 在早年,混凝土路面的施工使用钢制轨模,它一方面作为边模,一方面又可供具有钢轮的混凝土拌和机、运料车、摊铺机和振捣机等行驶操作。20世纪40年代,某些工业发达国家混凝土路面施工已全盘机械化,从基本整形、轨模安装与拆卸、混凝土拌和、摊铺、捣实与整面,直到切缝、填缝与养生等工序,都使用专门机械,进行流水作业。960年浮现了滑模式水泥混凝土路面铺筑机(见水泥混凝土路面铺筑机械),机尾两侧装有模板随机迈进,摊铺、振捣、整面与刻槽等作业顺序完毕,成型的路面即在机后延伸出来。此外,尚有一种混凝土路面联合铺筑机,它行驶一次即能使路基成型,并摊铺、压实基层,再于其上铺筑混凝土板。六、补强加层当混凝土路面已破损,一般可于其上加铺沥青混凝土层,其厚度至少为1520厘米,以防裂缝和接缝反映到沥青层上。如用新混凝土进行加层,则有如下三种形式: 1、结合式加层:先将旧路面凿毛,涂上水泥浆或环氧树脂,再铺新混凝土层,使它与旧路面结合良好。 、部分结合式加层:先清洗旧路面,再铺新混凝土层,它和旧路面结合较差。3、隔离式加层:在旧路面上先铺一层油毡或23厘米厚的粗砂或沥青砂,再铺新混凝土层。 混凝土路面结实耐用,能适应现代高速、重载而繁密的汽车运送的规定,养护维修费用也少,因此在飞机场跑道、高速公路、干线公路、都市道路、厂矿道路以及停车站场上采用较多。它也特别合用于隧道内路面和过水路面。1七、水泥混凝土水泥混凝土路面的特点 水泥混凝土路面是一种刚度较大、扩散荷载应力能力强、稳定性好和使用寿命长的路面构造,它与其她路面相比,具有如下特点:长处 (1)强度高。 (2)稳定性好。 (3)耐久性好。 ()养护费用小。 (5)抗滑性能好。 (6)利于夜间行车。缺陷 (1)水泥和水的需要量大,修筑2cm厚,宽的水泥混凝土路面,每公里需要消耗水泥4000吨和水约5吨。 (2)接缝较多。 (3)开放交通较迟 ()养护修复困难。水泥混凝土路面传力杆设计 为了控制温度变化在混凝土路面内引起的收缩和翘曲应力,需在面层内设立多种类型的接缝,并在接缝处设立荷载传递装置,以增强相邻两块板之间的荷载传递效率。工程实践证明,接缝部位是水泥混凝土面层的单薄部位,接缝的传荷能力是影响水泥混凝土路面使用寿命及行车平稳和舒服的核心因素。然而,以往的水泥路面设计规范并没有明确规定横缝位置设立传力杆的条件。我水泥路面设计规范规定:特重和重交通公路、收费广场以及邻近胀缝或自由端部的3条缩缝,应采用设传力杆假缝形式。水泥混凝土路面设计规范沥青加铺层构造设计1当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评估级别为优良或中时,可采用沥青加铺层。加铺层铺筑前应更换破碎板,修补和填封裂缝,磨平错台,压浆填封板底脱空,清除旧混凝土面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕,剔除接缝中失效的填缝料和杂物,并重新封缝。2 接缝传荷能力评估级别为中时,应根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝处弯沉差等状况选用下述减缓反射裂缝的措施: 增长沥青加铺层的厚度; 在加铺层内设立橡胶沥青应力吸取夹层、玻璃纤维格栅或者土工织物夹层; 沥青加铺层的下层采用由开级配沥青碎石构成的裂缝缓和层; 在沥青加铺层上,相应旧混凝土面层的横缝位置锯切横缝。 沥青加铺层的厚度按减缓反
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