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1、道路施工基础知识 (四) 道路面层水泥砼类李庆广 2006年12月市政工程岗位技能系列培训一、水泥砼路面的概念及分类水泥混凝土路面,包括普通混凝土、钢筋混凝土 、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和 钢纤维混凝土等面层板和基(垫)层所组成的路面。目 前采用最广泛的是就地浇筑的普通混凝土路面,简称 混凝土路面。 所谓普通混凝土路面,是指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。 二、水泥砼路面的特点 1、优点: (1)强度高,混凝土路面具有很高的抗压强度和较高 的抗弯拉强度以及抗磨耗能力。 (2)稳定性好,混凝土路面的水稳性、热稳性均较好 ,特别是它的强度能随着时间的延
2、长而逐渐提高, 不存在沥青路面的那种“老化”现象。 (3)耐久性好,由于混凝土路面的强度和稳定性好, 所以它经久耐用,一般能使用2040年,而且它能 通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。 (4)有利于夜间行车,混凝土路面色泽鲜明,能见度 好,对夜间行车有利。1、缺点: (1)一次性投资大,水泥和水的需要量大,修筑0.2m 厚、7m宽的混凝土路面,每1000m要耗费水泥约400 500t和水约250t,尚不包括养生用的水在内,这对水 泥供应不足和缺水地区带来较大困难。 (2)有接缝,一般混凝土路面要建造许多接缝,这些 接缝不但增加施工和养护的复杂性,而且容易引起行 车跳动,影响行车的舒适性,
3、接缝又是路面的薄弱点 ,如处理不当,将导致路面板边和板角处破坏。 (3)开放交通较迟,一般混凝土路面完工后,要经过 28天的湿治养生,才能开放交通,如需提早开放交通 ,则需采取特殊措施。 (4)修复困难,混凝土路面损坏后,开挖很困难,修 补工作量也大,且影响交通。 三、结构要求 (一)土基:理论分析表明,通过刚性面层和基层传到土基上的压力 很小,一般不超过0.05MPa。因此,混凝土板下似不需要有 坚强的土基支承。然而,如果土基的稳定性不足,在水温 变化的影响下出现较大的变形,特别是不均匀沉陷,则仍 将给混凝土面板带来很不利的影响。 路基的不均匀支承,可能由下列因素所造成: (1)不均匀沉陷湿
4、软地基未达充分固结;土质不均匀, 压实不充分、填挖结合部以及新老路基交接处处理不当。 (2)不均匀冻胀季节性冰冻地区,土质不均匀 (3)膨胀土在过干或过湿(相对于最佳含水量)时压实;排 水设施不良等。 改善方法是:把不均匀的土掺配成均匀的土;并保证 压实度达到要求;加强路基排水设施;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。 (二)基层: 1、作用 (1)减小路基顶面的压应力,并缓和路基不均匀变形对面 层的影响。 (2)防冰冻在季节性冰冻地区,用对冰冻不敏感的粒 状多孔材料来铺筑基层,可以减少路基的冰冻深度,从 而减轻冰冻的危害作用。 (3)防水在湿软土基上,铺筑开级配粒料基层,
5、可以 排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断地下毛细水 上升。 (4)为面层施工(如立侧模,运送混凝土混合料等)提供方 便。 计算和实践都已证明,采用整体性好,(具有较高的弹性 模量如贫混凝土、沥青混凝土、水泥稳定碎石、石灰粉 煤灰稳定碎石、级配碎石等)的材料修筑基层,可以确保 混凝土路面良好的使用特性和延长路面的使用寿命 2、要求 (1)不得有较大的塑性变形,塑性变形累积(主要在接 缝附近),面层板将与之脱空,支承条件恶化,从而 增加板的应力;实测资料表明:砂砾基层在荷载重复作用后 的累积变形量很大,且原始压实度越低,形变累积 量便越大;而用少量水泥(4%)稳定砂砾的基层,在 经受重复荷载作
6、用,并未出现可量测到的塑性变形 。因此,无机结合料稳定类基层成为混凝土路面(特 别在交通繁重的路段上)最适用的基层类型。如因条 件限制而只能采用未经处治的粒料基层时,必须严 格控制细料含量并保证压实要求。(2)基层厚度以20cm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。 (3)基层宽度应比混凝土路面板每侧各宽出2535cm或与 路基同宽,以供施工时安装模板。 (4)在冰冻深度大于0.5m的季节性冰冻地区,为防止路基 可能产生的不均匀冻胀对混凝土面
7、层的不利影响,路面 结构应有足够的总厚度,以便将路基的冰冻深度约束在 有限的范围内。路面结构的最小总厚度,随冰冻线深度 、路基的潮湿状况和土质而异,超出面层和基层厚度的 总厚度部分可用基层下的垫层(防冻层)来补足。 (三)面板:理论分析表明,轮载作用于板中部时,板所产生的 最大应力约为轮载作用于板边部时的2/3。因此,面层板 的横断面理论上应采用中间薄两边厚的型式,但这样对 土基和基层的施工带来不便;且在厚度变化转折处,易 引起板的折裂。因此,目前国内外常采用等厚式断面。 厚度通常按轮载所产生的最大弯拉应力小于混凝土 的弯曲疲劳强度确定,最小18cm,一般为20cm、 22cm、24cm,另外
8、,需保持表面平整、耐磨、抗滑。混凝土面板的平整度以3米直尺量测为准。3米直尺 与路面表面的最大间隙高速公路和一级公路不应大于3毫 米;其它各级公路不应大于5毫米。混凝土面板的抗滑标准以构造深度为指标。高速公 路和一级公路不应低于0.8毫米;其它各级公路不应低于 0.6毫米。 1、路面的分块 混凝土板一般采用矩形,用纵缝与 横缝将路面板分割成块状。板宽通常等于车道的宽 度,且最大不宜超过4.5m,纵缝一般由施工缝形成 ;板长需根据气候条件、板厚确定,一般为45m,最 长不超过6m。2、路面的接缝 按功能分有三种类型纵向施工缝平口企口横行缩缝横行胀缝四、水泥砼路面施工工艺* 纵向施工缝 由施工而引
9、起,通常与车道宽度一 致,施工顺序(模板、填仓)应由施工组织设计确 定。一般采用平口,少数情况下采用企口,但板厚 必须大于20cm,拆模需更加细致,防止企口损伤 。纵缝需加拉杆。 * 纵向缩缝 道路一侧两块板一次浇筑时,其中间 的缝需做成纵向假缝,边沿的二条缝则为纵向施工 缝。* 横向缩缝 常用假缝,深约5cm,在路面施工完毕 形成一定强度后,适时的用割缝机进行切缝,使路面 每隔一段长度形成一个应力集中点,路面收缩开裂集 中在缩缝处。为防止渗水缝中贯以沥青或树脂等,横向胀缝 胀缝应尽量少设或不设。但在邻近桥 梁或其他构筑物处、与沥青路面相接处、板厚改变 处、隧道口等处应设胀缝。 在与结构物或沥
10、青路面相接时,在混凝土路 面端部的二条或三条横缝应设置成胀缝。 夏季施工,板厚大于等于20cm时可不设胀缝 ,其他季节施工或采用膨胀性大的骨料时,宜设胀 缝,其间距一般为100200m。 胀缝内应设传力杆(传递切应力) * 横行施工缝 横行施工缝应设在胀缝或缩缝处, 设在胀缝处的结构同胀缝;设在缩缝处的应加传力 杆(类似胀缝,但仅涂沥青,不加套头)隔页4、施工方法与工艺模板支设砼浇筑振捣梁式振捣提浆刮平(磨光)(真空吸水)压光拉毛养护刻纹割缝人工摊铺支模板式无模板式机械摊铺是否 吸水不吸水真空吸水按施工方法分类谢谢!2、施工程序16m填仓填仓纵 缝横缝平口企口拉杆,不涂 沥青,区别 于传力杆。沥青木板、沥 青玛蹄脂、塑 料胶等。缩缝胀缝传力杆涂沥青加 塑料套长10cm的 套,留3cm 填纱头真空吸水 在砼路面振捣刮平后,采用真空吸水 机组进行真空处理,然后可立即进行抹平,因而 加快施工速度,同时与未经真空处理的混凝土相 比,强度提高20%以上,采用混凝土真空吸水工 艺,可节约工程造价2025%。 真空吸水机组割缝机砼路面自动整平机