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水泥混凝土路面施工技术中建市政建设有限公司晋江项目部2011年10月13日主要内容•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（cememtconcretepavement）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》（CJJ1-2008）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》（JTGF30-2003）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、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、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2.5×104Mpa~4.0×104Mp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20~35cm（采用小型机具或轨道式摊铺机施工），或50~60cm（采用滑模式摊铺机施工），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20~40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；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Ⅱ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Ⅲ级。有抗盐（冻）要求时，Ⅰ级集料吸水率不应大于1.0%；Ⅱ级不应大于2.0%。•按最大公称粒径采用2~4个粒级进行掺配。卵石不宜大于19.0mm；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Ⅱ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Ⅲ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2.0~3.5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）小于0.0027mg/mm3；含盐量不得超过0.005mg/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。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fc•fc=Rifcm•式中：fcm—设计弯拉强度（见表4），MPa；•Ri—提高系数，其值为1.10~1.15。•（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=1.2618/（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）+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1~3cm。•按理论计算法计算砂率时，采用下式：•sr=k′[ρsVg(ρsVs+ρg)]•式中：ρs—细集料（砂）的松装密度，kg/cm3；•ρg—粗集料（石子）的松装密度，kg/cm3；•Vs—1立方米混凝土中细集料（砂）的松装体积，m3；•Vg—1立方米混凝土中粗集料（石子）的松装体积，m3；•k′—拨开系数，在1.0~1.2范围内，一般可取1.05。•（4）计算水泥用量c•c=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/ρw-c/ρc)/(1/ρs