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1、第二章 水泥混凝土路面面层施工技术,第一节、水泥混凝土路面的类型和特点 定义:采用水泥混凝土作为面层材料的一种路面。 水泥混凝土路面具有承载能力大、稳定性好、使用寿命长、日常养护费用少等优点，是高等级、 重交通公路路面的主要类型之一。 2. 类型: （1）素混凝土 （2）钢筋混凝土 （3）连续配筋混凝土 （4）预应力混凝土 （5）装配式混凝土 （6）钢纤维混凝土,（1）刚度大、强度高、板体性好。 因而具有较高的承载能力和扩散荷载的能力。 （2）稳定性好 水泥混凝土的水稳定性和温度稳定性均优于沥青混凝土，而且其强度能随时间而增长，不存在沥青路面的“老化”现象。 （3）耐久性好 由于水泥混凝土路面
2、强度和稳定性好，抗磨耗能力强，所以耐疲劳特性好。在保证设计和施工质量的情况下，可使用2040年以上，而且它能通行包括履带式车辆在内的各种运输工具。,目前采用最广泛的是就地浇筑的素混凝土路面，即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。与其他类型路面相比，水泥混凝土路面具有以下优点：,（4）抗侵蚀能力强 水泥混凝土对多数化学物质不敏感，有较强的抗侵蚀能力。 （5）养护费用少 在正常没计、施工和养护条件下，水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用约为沥青混凝土的1/31/4。 （6）抗滑性能好 水泥混凝土路面表面粗糙度好，能保持车辆有较高的安全行驶速度，特别在下雨时虽然路面潮湿，仍能保
3、持较高的粗糙度而使车辆不滑行，从而提高车辆行驶的稳定性。 （7）有利于夜间行车 水泥混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利。,（4）修复困难 水泥混凝土路面出现损坏后，修补工作较沥青混凝土路面困难，且影响交通，修补后路面质量不如原来的整体强度高。 （5）噪声大 混凝土路面使用的中后期，由于接缝变形(缝隙增大、错台等)而使平整度降低，车辆行驶时的噪声较大。 （6）对水泥和水需求量大，总体污染较大（水泥生产过程）。,同样，水泥混凝土里面也有很多缺点：,1、普通混凝土路面除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。 优点：1) 强度；2) 稳定性好； 3) 耐久性好；4) 利于夜
4、间行车。 缺点：1) 水泥和水的用量大； 2) 有接缝； 增加施工和养护的复杂性； 容易引起行车跳动，影响行车的舒适性； 是路面的薄弱点，容易引起路面板边和板角处破坏； 3) 开放交通较迟； 4）修复困难。,2、钢筋混凝土路面 为防止可能产生的裂缝缝隙张开，板内配置有纵、横向钢筋（或钢丝）网的混凝土路面 适用于： 1) 混凝土平面尺寸较大 2) 路基或基层有可能产生不均匀沉陷 3) 板下埋有地下设施（涵洞等）,普通混凝土路面,连续配筋混凝土路面,3、连续配筋混凝土路面 除在邻近构造物处或与其它路面交接处设置胀缝，以及视施工需要设置施工缝外，在路段长度范围内不设横缝，而配置纵向连续钢筋和横向钢筋
5、的混凝土面层。 适用于： 高速公路、一级公路和机场混凝土路面。 4、装配式混凝土路面 在工厂中把混凝土预制成板块，然后运至工地现场装配而成的混凝土路面。 适用于： 城市道路、厂矿道路、大型基建场地、停车站场和软弱土基上。,5、组合式（双层式）混凝土路面 铺筑两层混凝土板的路面结构 适用于： 在缺乏品质良好的材料时，下层用当地品质较差的材料修筑板，上层用好的材料铺筑板，以降低造价 在改建旧混凝土路面时 根据板之间的结合程度分类： 结合式：上下混凝土板牢固结合，成为整体 分离式：上下混凝土板之间铺以厚12cm的隔离层 部分结合式：在旧混凝土面层（清理）上直接铺筑的水泥混凝土板，接缝应对齐但形式可以
6、不同,6、纤维混凝土路面 在混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢纤维或其它纤维（如塑料纤维、纤维网等），即成为一种均匀而多向配筋的混凝土路面 7、碾压混凝土路面 一种含水率低，通过碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土路面,二、混凝土路面对路基和基层的要求 1、路基 通过刚性面层和基层传到土基的压力很小，一般不超过0.05MPa。 土基坚实、稳定、其压实度、平整度和路基断面几何尺寸。路基一般要求，干燥或中湿。 良好的排水性能，对于湿软地基，需要采用加固措施。 加设垫层，以缓和可能产生的不均匀变形对面层的不利影响。,垫层： 常用砂砾或炉渣等材料，垫层施工前，应处理好路基病害。 基层要求： 足够的强
7、度和稳定性，以及整体性好，透水性小 基层断面正确和表面平整 常采用石灰粉煤灰稳定碎石、级配碎石、工业废渣类和水泥稳定砂砾等半刚性基层,三、对水泥混凝土的基本要求 1、工作性（施工和易性）是指混凝土在搅拌后，尚未凝结硬化前，混凝土拌合物所具备的 满足输送和浇捣要求的流动性： 不为外力作用产生折断的可塑性； 不产生局部泌水的保水稳定性 易于浇捣致密的易密性 2、强度和变形 3、耐久性,水泥混凝土路面的原材料： 1.水泥 水泥是混凝土的胶结料，一般采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥。 2.粗集料 选用：粒径4.75mm碎石、碎卵石和卵石。 3.细集料 选用：粒径 4.75mm天然砂、机制砂或混合砂。
8、 4.水 可以直接使用饮用水。 5.外加剂 包括：减水剂、塑化剂、早强剂等。 除以上材料外，还有钢筋、接缝材料等。,四、混凝土面板,水泥混凝土面层直接承受行车荷载的作用和环境因素的影响，应具有较高的抗弯拉强度和耐久性以及良好的表面特性（耐磨、抗滑、平整、低噪音等） 混凝土面板的断面形式 1) 厚边中薄式 符合受力特性（从理论计算，轮载作用在板中部时产生的最大应力约为轮载作用于板边部时的2/3）；但不方便施工，而且厚度变化转折处易引起板的断裂（应力集中）。 2) 等边厚式 板的厚度采用板边的计算厚度，混凝土用量大。 3) 等中厚式 板的厚度采用板中的计算厚度。板边的强度不足，应在最外两侧板边部配
9、置钢筋予以加固,五、路面排水要求 边缘排水系统 1) 定义：由沿路面边缘设置的透水性填料集水沟，纵向排水沟，横向出水管和过滤织物组成的排水系统 2) 构造：纵向集水沟、横向出水管、过滤织物 排水基层的排水系统 1) 定义：直接在面层下设置透水性排水基层，在边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管所组成的排水系统 2) 适用条件:新建路面中采用 3) 尺寸:管的直径一般为7-15cm，按水力计算确定,水泥混凝土路面日常养护应做好预防性、经常性养护。 水泥混凝土路面保持路容整洁。 水泥混凝土路面保养的重点在接缝。,六、水泥混凝土路面常见破坏形式 及防治措施,1）接缝破坏, 挤碎：横向接缝（主要是胀
10、缝）两侧数十厘米宽度内，板的伸长受阻，板发生剪切挤碎。 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。 错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。 唧泥：汽车行经接缝时，缝内喷溅出泥浆的现象。,裂缝挤碎,拱起,错台,唧泥,2）面板破坏（断裂） 表现为面板的断裂和裂缝，主要是由于面板所受内应力超过了混凝土的强度而出现的横向、纵向或板角的断裂和裂缝。 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。,局部沉陷,横向裂缝,板块断裂、破碎,表面剥落,摊铺工艺： 滑模摊铺、轨道摊铺、三辊轴摊铺、 小型机具摊铺、碾压摊铺、手工摊
11、铺,第二节：水泥混凝土路面施工方法,一、原材料质量控制 二、配合比设计与优化 三、混凝土室内质量控制 四、拌合场的设置与混凝土试拌 五、施工工艺控制要点,一、原材料质量控制,1、水泥,水泥砼路面施工规范水泥强度要求,GB175-2007 水泥强度要求,水泥化学成分和物理指标强度要求,水泥质量控制要点,1、在优选水泥厂阶段，除对水泥厂运距、生产规模、质量体系进行考查外，重点检验水泥性能指标的稳定性。 旋窑、42.5级。 2、凝结时间要根据现场施工情况进行调整，一般要延长1个小时。 3、标准稠度用水量应保证稳定，批次间偏差小于1。 4、水泥细度应适中，越细水化热越大。 5、碱含量小于0.6。,2、
12、粗集料,粗集料技术指标,1、特重交通应满足级粗集料要求。 2、潜在碱活性集料应进行砂浆棒法试验。,粗集料最大粒径要求,粗集料级配范围,1、路面、桥面砼应使用24个单粒级集料进行掺配。 2、良好的级配是砼达到逐级充填密实机构、形成嵌锁力的前提，有利于 减小收缩和接缝开口位移量。 3、特别注意16mm筛余量。,粗集料质量控制要点,1、料场应采用反击破碎（圆锥破碎）。 2、选材时应先进行碱活性试验，对于潜在碱活性石料要继续进行砂浆棒法试验，最终确认是否存在碱活性。 3、配制混凝土时应剔除最大粒径以上的碎石，以及4.75mm以下的石屑。 4、级配必须满足规范要求，严格控制1619mm含量，最大粒径应保
13、证。 5、对于含泥量超标的碎石，要进行除尘或水洗处理。,3、细集料,细集料技术指标,1、 特重交通应满足级细集料要求。 2、表征砂硬度和耐磨性的硅质含量应25%。,3、细集料,细集料级配范围,1、特重交通应满足级细集料要求。 2、水泥砼路面的横向力摩擦系数是水泥浆磨损后凸起的砂颗粒提供的。 3、Mx2.5，同一配合比偏差0.3。 4、配制混凝土时剔除细集料中4.75mm以上的颗粒。,砂中4.75mm碎卵石含量应5,细集料质量控制要点,1、同一配合比用砂的细度模数变化范围不应超过0.3，否则应分别堆放，并调整配合比中的砂率后再使用。 2、严格控制4.75mm以上的碎卵石的比例，这部分碎卵石的存在
14、会改变混凝土的配合比，降低砂率，并且在混凝土中也是薄弱部位。因此，对于4.75mm以上的碎卵石含量超过5的要筛掉；含量小于5要保证变化不超过1，且在配合比设计时相应的提高砂率。 3、当砂含泥量不符合要求时，应增加水洗设备，通过水洗达标。,1、选定外加剂品种前，必须与工地所用的水泥进行适应性检验。通过适应性检验的外加剂，方可在工程中使用。外加剂适应性检验方法可参照混凝土外加剂应用技术规程（GB50119）进行。 2、建议使用萘系减水剂，并且为减水、缓凝、引气复合型外加剂。 3、液体外加剂掺量宜控制在3%以内。 4、性能稳定，严格控制碱含量，各批次间波动控制在0.2%以内。,4、外加剂,外加剂质量
15、控制要点,1、进场前要检验 供应商应提供有相应资质外加剂检测机构的品质检测报告，检验报告应说明外加剂的主要化学成分，认定对人员无毒副作用。选定减水剂品种前，必须与所用的水泥进行适应性检验。 2、掺量要准确 掺量要根据室内试验和现场原材料情况确定。掺量过小, 外加剂起不到应有的作用,用水量将增大，造成水灰比过大，影响混凝土强度，达不到预期效果；过分的超剂量地使用，会造成浪费，影响经济性，也造成施工时水灰比太小，给施工造成困难。外加剂应以稀释溶液加入，其稀释用水和原液中的水量，应从加水量中扣除外加剂中的含水量。 3、保持原材料的一致性 尽量保证水泥、砂、碎石等原材料的稳定性，应当与做混凝土试配时所
16、用的原材料保持一致，这样才能达到预期的效果。,4、掺加要均匀 要保证外加剂散布均匀，防止局部集中的现象发生，宜通过搅拌机自动计量与水一起加入搅拌机，外加剂就能很均匀地分散到拌合物中。 5、确保搅拌时间 纯搅拌时间保证90s，把混凝土拌熟。 6、正确存储 运到工地后应密封保存，防止外加剂中的水分蒸发和雨水进入，造成外加剂固含量发生变化影响施工效果。,二、混凝土的配合比设计与优化,应根据设计要求使用部位及施工中的输送方式、振捣方式、摊铺方式等，合理拟定配制混凝土的技术要求，并根据这些选定水泥品种、等级；砂的品种、规格；碎石的最大粒径；外加剂品种与技术要求，确定是否掺矿物掺合料。,路面砼配合比设计的基本要求,新拌混凝土工作性满足施工要求； 硬化混凝土强度满足设计要求； 硬化混凝土耐久性满足使用环境要求； 经济性尽可能采用当地材料。 其他：外观均匀、低水化热,配合比的总体要求,1、强度 水泥混凝土路面设计弯拉强度为4.0-6.0MPa。 2
