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1、2017/7/20,第15章水泥混凝土路面,2017/7/20,15.1 混凝土路面优缺点,定义： 指由水泥混凝土面板和基（垫）层所组成的路面，也称刚性路面，包括普通水泥混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土、 CRCP 路面等。,2017/7/20,15.2 混凝土路面损坏模式,2017/7/20,2017/7/20,2017/7/20,2017/7/20,2017/7/20,15.3 水泥混凝土路面种类,2017/7/20,普通混凝土PCC,2017/7/20,2017/7/20,钢筋混凝土路面(JRC)简介 适用场合：混凝土板块尺寸较大时，或基层易产生不均匀沉降或板下埋有地下设施时特点：配置纵、
2、横向钢筋网，主要目的是控制裂缝缝隙的张开量配筋计算，每延米的配筋量cm2：注意：钢筋最小间距大于最大粒径两倍以上，搭接长度应为直径的24倍以上，钢筋保护层厚度大于5cm；板长一般10-20m，不超过30m。,2017/7/20,钢筋混凝土JRC,2017/7/20,连续配筋水泥混凝土路面（CRCP）简介 CRCP是指在路面纵向连续配置足够数量的钢筋，以控制混凝土路面板纵向收缩产生的裂缝，从而可以在路面纵向不设接缝的混凝土路面。配筋设计方法 纵向钢筋设计准则： 裂缝间距1.04.0m；裂缝宽度1mm，一般应控制在0.50.7mm；钢筋应力钢筋极限拉伸强度；纵向钢筋一般选用直径12mm20mm的螺
3、纹钢筋，钢筋间距100mmd250mm。横向钢筋的作用是控制纵向钢筋间距，稳固钢筋网，其布置只要满足构造要求即可。,2017/7/20,连续配筋混凝土CRCP,2017/7/20,钢纤维混凝土路面简介 特点：混合料中加入 1.0 - 1.2（体积比）的钢纤维，形成混凝土复合材料。 优点：抗弯拉、抗压、抗剪强度显著提升。耐磨、抗裂、抗疲劳和抗冻融能力都有提升。 注意： 1、 钢纤维掺入比例不宜太高，否则施工和易性降低； 2 、纤维长度不宜太长，否则拌和不匀，过短则强度增长不多，适宜长度 25 -60mm ，直径 0.4 -0.7 mm，长径比 50 -70 ； 3、 拌和加料顺序：砂、碎石、水泥
4、、钢纤维； 4 、表面钢纤维要拔出； 5、 按照一般混凝土路面厚度设计方法设计厚度，然后折减。,2017/7/20,碾压混凝土路面简介 (Roller compacted concrete) 定义：采用低水灰比混合料，用沥青混凝土摊铺机摊铺成型，用压路机碾压成型的水泥混凝土路面。 特点：通过碾压达到成型的目的，区别于一般的震捣。水泥用量 7-8，用水量小，施工速度快，养生时间短。 适用：二级及其以下公路的面层和高等级公路的基层。其耐磨性差于一般混凝土路面。集料最大粒径 20 mm。复合式混凝土路面(Composite concrete pavement)定义：指路面板采用上下两层由不同混凝土材
5、料组成的混凝土路面板。适用场合：根据双层混凝土路面上下层板之间结合程度的不同，有结合式、分离式和部分结合式。,2017/7/20,贫混凝土基层板(EPCC)定义：指用水泥用量较低、混凝土等级较低的混凝土混合料铺筑的路面板。适用场合：不能做面层板；主要用做特重交通、高速公路、一级公路沥青路面和水泥混凝土路面的刚性基层板。注意事项： 基层板的纵、横向胀、缩缝应与面层板一一对应； 基层板的纵、横向胀、缩缝可以不设拉杆和传力杆，但胀缝应与面层板做法一样。,2017/7/20,装配式混凝土路面简介 (Prefabricated & assembling) 特点：以混凝土预制块拼装而成，不受气候影响，施
6、工进度快，不需特殊养护，易维修，但接缝多，整体 性差，易颠簸。适用于城市道路 /停车场/堆场，不适用于一般公路。 形状：矩形、正方形或六角形，可加预应力。 混凝土小块铺砌路面简介特点：小尺寸（一般小于0.03m2），抗压强度高(60MPa)，在基层上设置3cm左右的整平层，然后进行拼装。优点：便于维修，耐压适用场合：城市道路人行道，停车场、堆场等。,2017/7/20,面层类型选择,2017/7/20,15.4 对路基的要求,1）稳定、均匀，防止不均匀沉陷、不均匀冻胀、膨胀土等2）塑性变形小,2017/7/20,15.5 对基层的要求,1）稳定、均匀，保证面层处于良好的受力状态2）塑性变形小，
7、保证面层耐久性3）耐冲刷，抵抗唧泥、错台等损坏4）平整，保证面层厚度5）防水、防冰冻 水泥混凝土路面基层类型： 粒料类（碎石、砂砾等） 稳定类（水泥、石灰粉煤灰或沥青稳定粒料） 贫混凝土和碾压混凝土等,2017/7/20,基层采用粒料基层时： 最大粒径不超过基层厚度的 1/3 ；小于 0.075 mm的细料含量不超过 7% ；粒料可以采用开级配或密级配，其级配组成应符合技术规范的规定要求。 对粒料基层应采用重型压实标准压实到较高的压实度（ 98100 ）。 基层厚度范围与宽度：基层厚度以20cm-40cm左右为宜。研究资料表明，用厚基层来提高土基的支承力，或者说借以降低面层应力或减薄面层厚度一
8、般是不经济的。但是随着稳定类基层厚度的减小，基层底面的弯拉应力随之增大，因此基层厚度不宜太薄。基层宽度一般比水泥混凝土面层每边宽出25-35cm（小型机具或轨道式摊铺机施工时）或50-60cm（滑模摊铺机施工时）。,2017/7/20,2017/7/20,2017/7/20,15.6 对面层的要求,混凝土面板应保证： 1）表面平整： 不大于 3mm （高速、一级公路），或不大于 5mm （二级 及其以下公路）2）抗滑： 以构造深度表征，不低于 0.8 mm （高速、一级），或 0.6 mm （其它等级公路）3） 耐磨,2017/7/20,15.7 排水,路面排水 (Drainage) 水产生的
9、有害影响 使无粘结粒状材料和地基土的强度降低。 由于移动车辆产生高动水压力，会使路面基层的细颗粒产生唧泥， 使面板失去支承。 混凝土路面因板底脱空产生错台、开裂和整个路肩破坏。 在冰冻深度大于路面厚度的北方地区，高地下水位会造成冻胀，并 在冻融期间降低承载能力。 水使冻（膨）胀土产生不均匀冻（膨）胀。 排水问题的重要性： 国外的一些对比分析和试验路段观察结果表明，设置完善的路面排水 设施的路面，其使用寿命要比未设的提高 30% （沥青混凝土路面）和 50% （水泥混凝土路面）左右。,2017/7/20,路面排水系统的组成 路面表面排水 方式：主要通过设置横坡，迅速排除降雨 中央分隔带和路肩排水
10、 方式：主要采用设置排水盲沟的方式 路面结构内部排水 方式：通过设置排水垫层、基层,2017/7/20,2017/7/20,15.8 接 缝 设 计,设置接缝的理由 1）水泥混凝土硬化过程中的收缩； 2）施工工作缝； 3）混凝土面板的热胀冷缩 温度均匀变化时：水平拉伸、水平压缩 温度不均匀变化时：白天，面温度高于底温度，水泥板中部有向上隆 起的趋势，受阻后，顶面受压、板底受拉；夜晚，相反。 所以应 将水泥混凝土路面用接缝划分为小尺寸板块。,2017/7/20,1）种类横向接缝: 缩缝、胀缝、施工缝纵向接缝: 缩缝、施工缝2）横向缩缝间距：一般为46m布置：一般与纵缝正交，不得错缝。也有采用斜缝
11、（1：6）、变间距情况，目的是改善行车质量。构造：假缝型 假缝+传力杆型（特重、重交通）,2017/7/20,2017/7/20,3）横向施工缝 平缝+传力杆 企口缝+传力杆,2017/7/20,4）横向胀缝 正常路段：间距200m，少设或不设； 构造物、柔性路面相接处、隧道口、小半径平曲线、凹形竖曲线变坡处应设置。,2017/7/20,5）纵向缩缝、施工缝: 假缝+拉杆、平缝+拉杆、 企口缝+拉杆,2017/7/20,6）纵横缝的布置： 纵缝与横缝一般作成垂直正交，使混凝土板具有90的角隅。纵缝两旁的横缝一般成一条直线。在交叉口范围内，为了避免板形成较锐的角并使板的长边与行车方向一致，大多采
12、用辐射式的接缝布置形式 。,2017/7/20,7）钢筋布置： 在有较大塑性变形的自由边缘和胀缝角隅处设置补强钢筋。（1）边缘钢筋，一般用两根直径1216mm的螺纹钢筋或圆钢筋，设在板的下部板厚的1413处，且距边缘和板底均不小于5cm，两根钢筋的间距不应小于10cm。（2）角隅钢筋，设置在胀缝两侧板的角隅处，一般可用两根直径12至14mm长2.4m的螺纹钢筋弯成如图15-11b)的形状。角隅钢筋应设在板的上部，距板顶面不小于5cm，距胀缝和板边缘各为10cm。,2017/7/20,边缘和角隅钢筋的布置a)边缘钢筋；b)、c)角隅钢筋尺寸单位：mm,2017/7/20,8）接缝材料 接缝板（胀
13、缝）：要求良好的弹性（膨胀、收缩），施工时不变形，耐久性好。 可采用杉木板、纤维板、泡沫树脂板等,接缝板技术性质,2017/7/20,填缝料：要求与混凝土表面粘结性好、防水、耐老化、良好的弹性。 加热施工类：沥青橡胶、聚氯乙烯胶泥、沥青玛碲脂 常温施工类：聚氨脂胶泥、氯丁橡胶、乳化沥青橡胶等,加热填缝料技术性质,常温填缝料技术性质,2017/7/20,15.9 特殊部位混凝土路面的处理,混凝土路面与桥梁相接的处理 一般桥梁设置桥头搭板，一端放置于桥台上，设置防滑锚固钢筋。斜交桥梁设置渐变板，斜角大于70，设置一块，4570，设置两块，小于45，设置至少三块，并要求渐变板短边不小于5m。长边不大
14、于10m。角隅处要设置钢筋网补强。渐变板和搭板均应按计算配筋量设置钢筋。,2017/7/20,2、 混凝土路面同柔性路面相接处，为避免出现沉陷和错台，或柔性路面受顶推而拥起，宜在端部设置边缘钢筋和混凝土平道牙的方式处理；或将混凝土板埋入柔性路面内 。,2017/7/20,15.10 水泥混凝土路面的材料要求,水灰比应为0.400.55,通常，要求面层混凝土的28d(天)抗弯拉强度达到4.05.0MPa，28d(天)抗压强度达到3035MPa。和易性(工作性)是指混凝土具有流动性、可塑性、稳定性、易密性等几方面的一项综合性能。坍落度法：适用于塑性混凝土，坍落度不小于10mm，集料公称粒径不大于3
15、1.5mm。维勃稠度试验：适用于干硬性混凝土，坍落度很小，集料公称粒径不大于31.5mm。,2017/7/20,2017/7/20,水泥混凝土主要性能实验 混凝土抗折强度实验混凝土抗压强度实验混凝土抗折弹性模量混凝土收缩性能实验（干缩） 混凝土抗冻性能实验,2017/7/20,各级交通等级路面适用的水泥标号,水：拌制和养生混凝土用的水，以饮用水为宜。对工业废水、污水、海 水、沼泽水、酸性水和硫酸盐含量较多的水，均不允许使用。,2017/7/20,2017/7/20,15.11 水泥混凝土路面施工,施工准备工作施工机械的选择 摊铺设备、搅拌设备 布置拌和场 拌和场布置原则：交通便利、空间足够、水电方便。 材料试验与配合比设计对选定粗、细集料等进行相关试验，验证满足集料的技术指标要求， 然后进行配合比设计。 基层质量的检查与整修保证水泥混凝土路面基层的平整、坚实，平面尺寸、标高和横坡满足 要求。 洒水润湿、加铺沥青薄层或防水薄膜 洒水防止水泥混凝土铺筑时下部水份散失，引起干缩裂缝。沥青层主 要防水。,
