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1、2019/1/13,第15章 水泥混凝土路面,2019/1/13,15.1 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。,2019/1/13,15.2 混凝土路面损坏模式,2019/1/13,2019/1/13,2019/1/13,2019/1/13,2019/1/13,15.3 水泥混凝土路面种类,2019/1/13,普通混凝土PCC,2019/1/13,2019/1/13,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
2、纵、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。,2019/1/13,钢筋混凝土JRC,2019/1/13,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12
3、mm20mm的螺纹钢筋，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。,2019/1/13,连续配筋混凝土CRCP,2019/1/13,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
4、序：砂、碎石、水泥、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。,2019/1/13,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
5、采用上下两层由不同混凝土材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。,2019/1/13,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。,2019/1/13,装配式混凝土路面简介 (Prefabricated & assembling) 特点：以混凝
6、土预制块拼装而成，不受气候影响，施 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。,2019/1/13,面层类型选择,2019/1/13,15.4 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,2019/1/13,15.5 对基层的要求,1）稳定、均
7、匀，保证面层处于良好的受力状态 2）塑性变形小，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,2019/1/13,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
8、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。 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）。,2019/1/13,2019/1/13,2019/1/13,15.6 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,2019/
9、1/13,15.7 排水,路面排水 (Drainage) 水产生的有害影响 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。,2019/1/13,路面排水系统的组成 路面表
10、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 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,2019/1/13,2019/1/13,15.8 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。,2019/1/13,1）种类 横向接缝: 缩缝、胀缝、施工缝 纵向接缝: 缩缝、施工缝 2
11、）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（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）,2019/1/13,2019/1/13,3）横向施工缝 平缝+传力杆 企口缝+传力杆,2019/1/13,4）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。,2019/1/13,5）纵向缩缝、施工缝: 假缝+拉杆、平缝+拉杆、 企口缝+拉杆,2019/1/13,6）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
12、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，大多采用辐射式的接缝布置形式 。,2019/1/13,7）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。,2019/1/13,边缘和角隅钢筋的布置 a)边
13、缘钢筋；b)、c)角隅钢筋 尺寸单位：mm,2019/1/13,8）接缝材料 接缝板（胀缝）：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,2019/1/13,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,2019/1/13,15.9 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，
14、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。,2019/1/13,2、 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 。,2019/1/13,15.10 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
15、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31.5mm。 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。,2019/1/13,2019/1/13,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,2019/1/13,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。,2019/1/13,2019/1/13,15.11 水泥混凝土路面
16、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。,2019/1/13,面层板的施工程序为： 安装模板； 设置传力杆； 混凝土的拌和与运送； 混凝土的摊铺和震捣： 震捣器具，应由平板震捣器、插入式震捣器和震动梁配套作业。 接缝的设置： (1)胀缝 (2)横向缩缝 ：切缝法、锯缝法 (3)纵缝 表面整修； 混凝土的养生与填缝：(1)湿治养生 (2)
