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1、水泥混凝土路面施工技术,主要内容,一、概述 二、水泥混凝土路面施工 三、季节性施工 四、常见病害及防治措施 五、质量检查及交工验收 六、结束语,一、概述,1、定义水泥混凝土路面（cememt concrete pavement）是指以水泥混凝土为主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，它是一种高级路面。我国城镇道路工程施工与质量验收规范（CJJ 1-2008）定义为：用水泥混凝土铺筑的道路面层。路面水泥混凝土，我国公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F30-2003）定义路面水泥混凝土为：满足路面摊铺工作性、弯拉强度、表面功能、耐久性及经济性等要求的水泥混凝土材料
2、。,2、分类普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土和装配式混凝土、碾压混凝土等各种路面。采用最广的是普通混凝土（素混凝土），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。钢筋混凝土、连续配筋混凝土主要用在重或特重交通，以及软弱地基路段。预应力混凝土路面是近十几年以来，随着预应力技术的进度而逐渐发展起来的一种新型混凝土路面，主要用于有特殊要求的高等级路面。,钢纤维混凝土路面主要用于隧道和桥面铺装。装配式混凝土路面主要用于城市有景观要求的路面。碾压混凝土因其工艺缺陷，国内现在主要用于高等级路面的基层，如需大面积用于行车
3、道路面还需解决表面易离析、松散等技术性问题。,图1 普通水泥混凝土路面,图2 钢筋混凝土路面,水泥混凝土根据其铺筑工艺不同又可分为小型机具铺筑、滑模机械铺筑、轨道摊铺机铺筑、三辊轴机组铺筑和碾压混凝土等方法。小型机具铺筑法主要用在城市次路和二级公路以下路面施工；滑模和轨道摊铺机主要用于高等级路面施工，但轨道摊铺机因施工速度慢的原因有逐步被淘汰趋势；三辊轴机组主要用于城市道路与一级及以下公路的施工。,图3 小型机具施工,图5 滑模摊铺机施工,图5-1 滑模摊铺机施工效果,本项目工程设计为普通混凝土路面，根据道路等级及现场拥有机械情况，施工拟采用三辊轴机组施工工艺。,图6 带排振的三辊轴机组,3、
4、发展历史我国是从上世纪20年代末开始的，最开始应用于少数大城市道路和机场跑道。到50年代，随着水泥工业的发展，在中国的一些大、中城市的干道以及机场跑道上，开始大规模铺筑混凝土路面。70年代初以来，某些省在公路干线上开始铺筑混凝土路面。国内混凝土路面大多是用素混凝土按单层就地浇筑而成，但也有少数采用装配式预制板，或做成双层式，或配有钢筋。,二、水泥混凝土路面施工,（一）混凝土路面构造和特点 1、水泥混凝土路面构造和基本要求 （1）路基水泥混凝土的弹性模量为2.5104Mpa4.0104Mp 有很高的刚度和扩散荷载的能力，通过面板传到路基顶面的荷载压应力值很小，一般不超过0.05Mpa。对路基强度
5、和承载力要求不是很高。对路基的要求：稳定性,影响因素：稳定性不足不均匀沉陷过大的弯拉应力破坏原因：填料的不均匀、湿度不均匀、膨胀土冻胀、湿软地基未达充分固结、排水设施不良、压实不足或不当，以及新老路基交接处、填挖交界处处理不当等,（2）基层和垫层 作用：防卿泥、防水、防冰冻，减小路基顶面压应力，缓和路基不均匀变形对面层的影响，为面层施工（如立侧模、运送混凝土混合料等）提供方便，提高路面结构承载能力，延长使用寿命。 基层材料：刚性：贫混凝土，碾压混凝土等半刚性：水泥稳定、二灰稳定、石灰稳定柔性：沥青稳定粒料、粒料排水基层：多孔隙水泥稳定碎石、多孔隙沥青稳定碎石,水泥混凝土路面对基层结构的要求：刚
6、度（当量回弹模量）：必须限制板的弯沉量，从而减少卿泥和错台等病害的产生。,防冻胀：在季节性冰冻地区，路面结构的总厚度（包括面层、基层和垫层）应占当地最大冰冻深度的一定比例，以防止或减轻路基不均匀冻胀对路面的不利影响。,厚度：不得小于15cm，要满足基层顶面当量回弹模量要求。在季节性冰冻地区要满足抗冻层最小厚度要求，按此调节垫层厚度。宽度：宽度应大于面层宽度，以便有足够的位置供立侧模用。较宽的基层和垫层有利于改善面层板边缘的受荷条件。通常垫层比基层每侧至少宽出25cm，或与路基同宽。基层应比混凝土面层每侧宽出2035cm（采用小型机具或轨道式摊铺机施工），或5060cm（采用滑模式摊铺机施工），
7、或与路基同宽。,（3）排水和路肩通过接缝、裂缝和外侧边缘下渗的水会积滞在路糟内，会造成路基的浸湿，基层或垫层的侵蚀，从而出现卿泥和错台等病害。措施：可采用开级配粒料作基层（或垫层）；设置过滤层；路肩下设置排水层,图7 路肩设置排水土工布,2、特点 （1）强度高。（2）稳定性好。 （3）耐久性好。能使用2040年。 （4）养护费用小，经济效益高。 （5）抗滑性能好。（6）利于夜间行车。 但也存在以下缺点： （1）水泥和水的需要量大。 （2）接缝较多。 （3）开放交通较迟。 （4）养护修复困难。,（二）技术要求及配合比设计 1、技术要求 （1）强度。包含混凝土的抗弯拉强度和弯拉弹性模量。,（2）耐
8、久性。行车磨损，寒冷积雪地区防滑链轮胎和带钉轮胎的冲击，风吹日晒、雨水冲刷及冰雪冻融。应注意以下几点要求：a、混凝土组成材料的质量符合标准要求；b、合理选择水泥品种；c、适当控制水灰比及水泥用量；d、选用较好的砂石集料及改善集料级配；e、掺加外加剂，如引气剂、减水剂等。,（3）和易性。较大的流动性，便于拌和均匀；不发生离析现象；捣实密实，不发生麻面蜂窝等。测定方法：坍落度试验、维勃稠度试验和捣实因素试验等。影响因素：水泥浆数量、水泥浆稠度、砂率、水泥品种和集料性质、外加剂等。拌制时，必须根据使用材料、施工机械、施工气候等条件，在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下，选择合理的配合比和适宜的坍
9、落度，或掺加各种外加剂（如减水剂、流化剂等），以提高混凝土的和易性。,（4）表面特性。混凝土路面应具有良好的表面功能（或表面特性），即要求路面具有足够的抗滑、耐磨及平整性。采用坚硬、耐磨、表面粗糙的集料，可提高路面的抗滑能力；选用优质材料（包括填缝料）进行合理组成设计，提高路面的耐磨性；依靠控制混合料的均匀性、和易性，提高表面的平整度。,2、材料要求原材料包括水泥、粗集料（碎石）、细集料（砂）、水、外加剂、填缝材料及加强钢筋等。 （1）水泥根据公路等级、工期要求、浇筑方法、路用性能要求、经济性等因素按表5选用。特重和重交通选用不小于525号的水泥；中等和轻型交通，选用标号不小于425号的水泥；
10、供应条件允许时，优先选用早强水泥，缩短养护时间。,采用机械化铺筑时，宜选用散装水泥。散装水泥的夏季出厂温度：南方不宜高于65，北方不宜高于55；混凝土搅拌时的水泥温度：南方不宜高于65，北方不宜高于55，且不宜低于10。水泥的物理性能和化学成分应符合表6要求。,（2）粗集料质地坚硬、耐久、洁净、有良好级配的碎石、碎卵石、卵石。各项技术指标符合表7要求。高速、一级、二级及有抗盐（冻）要求的三、四级公路不低于级，无抗盐（冻）要求的三、四级公路、碾压及贫混凝土基层可使用级。有抗盐（冻）要求时，级集料吸水率不应大于1.0%；级不应大于2.0%。按最大公称粒径采用24个粒级进行掺配。卵石不宜大于19.0
11、mm；碎卵石不宜大于26.5mm；碎石不应大于31.5mm。,（3）细集料质地坚硬、耐久、洁净的天然砂、机制砂或混合砂。高速、一级、二级公路及有抗盐（冻）要求的三、四级公路应不低于级，无抗盐（冻）要求的三、四级公路、碾压及贫混凝土基层可使用级砂。特重、重交通宜使用河砂，硅质含量不低于25%。各项技术指标符合表9要求。级配符合表10要求，天然砂宜为中砂，也可使用细度模数在2.03.5之间的砂。同一配比砂的细度模数变化范围不应超过0.3，否则，分别堆放，调整配合比中的砂率。,（4）水饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水。对水质有疑问时，应检验下列指标，合格者方可使用。硫酸盐含量（按SO42-计）小
12、于0.0027mg/mm3；含盐量不得超过0.005 mg/mm3；PH值不得小于4。且不得有油污、泥和其他有害杂质。,（5）外加剂技术指标应符合表11要求。提供品质检测报告，说明主要化学成分，认定对人员无毒副作用。引气剂应选用表面张力降低值大、水泥稀浆中起泡容量多而细密、泡沫稳定时间长、不溶残渣少的产品。有抗冰（盐）冻要求地区，各交通等级路面必须使用引气剂；无抗冰(盐)冻要求地区，二级及二级以上公路路面混凝土中应使用引气剂。处在海水、海风、氯离子、硫酸根离子环境的或冬季洒除冰盐的路面宜掺阻锈剂。,（6）钢筋钢筋网、传力杆、拉杆等符合标准要求。外观顺直，不得有裂纹、断伤、刻痕、表面油污和锈蚀。
13、传力杆加工应锯断，不得挤压切断。 （7）接缝材料胀缝板要适应混凝土膨胀和收缩、施工时不变形、弹性复原率高、耐久性好。如塑胶、橡胶泡沫板或沥青纤维板。填缝料具有与混凝土粘结牢固、回弹性好、不溶于水、不渗水，高温时不挤出、流淌、抗嵌入能力强、耐老化龟裂，负温拉伸量大，低温不脆裂、耐久性好等。常温填缝料有聚（氨）酯、硅树脂类，氯丁橡胶、沥青橡胶类等。加热式有沥青玛蹄脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类等。,3、配合比设计根据设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和经济合理的原则，通过试验确定各成分的配合比例。主要任务是选择水灰比、用水量和砂率3个参数。一般配比设计步骤为：（1）根据已有的配合比试验参
14、数或以往的经验，得出初拟设计配合比；（2）按初拟设计配合比进行试拌，考察混合料的工作性，按符合要求的情况作必要的调整；然后进行强度和耐久性试验，按符合要求的情况再做必要的调整，得到设计配合比；,（3）根据现场浇筑条件，如集料供应情况（级配、含水量等）、摊铺机具和气候条件等，进行适当调整，得出施工配合比。经验公式法配合比设计，其步骤如下：（1）确定混凝土的配合比强度fcfc=Rifcm式中： fcm 设计弯拉强度（见表4），MPa；Ri 提高系数，其值为1.101.15。,（2）计算水灰比w/c碎石混凝土：w/c=1.5684/（fc +1.0079-0.3485fsc）砾石混凝土：w/c=1.
15、2618/（fc +1.5492-0.4565fsc）式中：fsc 水泥实测28d抗折强度（MPa）最大水灰比应符合规定：公路、城市道路和厂矿道路，不应大于0.50；机场道路和高速公路，不应大于0.46；冰冻地区冬季施工，不应大于0.45。如采用真空脱水工艺施工，水灰比可放大5%10%，但脱水后的剩余水灰比须满足上述要求。,（3）计算用水量w水灰比已定条件下，确定用水量实质上就是确定混凝土中的水泥浆用量，而后者取决于混凝土的工作性要求和组成材料性质，细集料的粗度和含量等。每立方米混凝土的用水量w（kg/m3）可按以下经验公式确定：碎石混凝土：w=104.97+3.09hs+11.27（c/w）
16、+0.61sr砾石混凝土：w=86.89+3.70hs+11.24（c/w）+1.00sr式中：sr 砂率，%；参照表15选用，或按理论计算法确定；hs 坍落度，cm；一般取13cm。,按理论计算法计算砂率时，采用下式：sr =ksVg(sVs+g)式中：s细集料（砂）的松装密度，kg/cm3；g粗集料（石子）的松装密度，kg/cm3；Vs1立方米混凝土中细集料（砂）的松装体积，m3；Vg1立方米混凝土中粗集料（石子）的松装体积，m3；k拨开系数，在1.01.2范围内，一般可取1.05。,（4）计算水泥用量cc=w（c/w）一般不小于300kg/m3，不大于450kg/m3。 （5）计算集料用量在已知砂率、单位用水量、水泥用量的情况下，可采用绝对体积法或假定密度法确定粗、细集料的用量。 绝对体积法计算，细集料用量：S=( 100-w/w-c/c)/(1/s +(100-sr)/sr(1/g)粗集料用量：g=s(100-sr)/sr假定密度法，细集料用量：S=sr(b-c-w)/100粗集料用量：g=s(100-sr)/sr,
