1 水泥混凝土路面的构造

水泥混凝土路面的构造1.性能要求因水泥混凝土路面强度、刚度都很大，传递到土基的应力很小（一般不超过0.05MPa），对土基的强度要求要比沥青路面低。对土基的支承要求主要是保证基层的稳定性（尤其是水稳定性和路基稳定性），特别是不出现不均匀的支承，从而保证水泥混凝土板处于均匀面支承的受力状态。因此，要求路基（即土基）密实、稳定和均匀，一般要求基层采用水稳定性好的材料、路基处于干燥或中湿状态，沉降稳定。一.路基2.引起土基不均匀支承的可能原因1）不均匀沉陷压实不均匀、填挖结合处理不佳、土基未充分固结（施工期沉降不稳定）；2）不均匀冻胀含水量在等温面上分布不均匀、土质不均匀；3）特殊土质膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。3.处治方法土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层。2.引起土基不均匀支承的可能原因1）不均匀沉陷压实不均匀、填挖结合处理不佳、土基未充分固结（施工期沉降不稳定）；2）不均匀冻胀含水量在等温面上分布不均匀、土质不均匀；3）特殊土质膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。3.处治方法土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层。1.遇有下述情况时，需在层基下设置垫层：（1）季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度要求时，其差值应以垫层厚度补足；（2）水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层；（3）路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设半刚性垫层。2.垫层的宽度应与路基同宽，其最小厚度为150mm。3.防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料。半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。二.垫层1.基层的作用（1）支承路面板提供合适地基模量，提高路面结构的承载能力，延长路面使用寿命。减小路基（土基）顶面的压应力，减小地基的不均匀变形，缓和路基不均匀变形对面层的影响。（2）防唧泥混凝土板如直接放在路基上，会造成路基土塑性变形过大，铺设基层可减轻以至消除唧泥，但未经处治的砂砾基层细料含量和塑性指数不能太高，否则仍会产生唧泥。三.基层三.基层（3）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。（4）防水在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层可排除路表渗入水及隔断地下毛细水。（5）施工面层施工(如立侧模，运送混凝土混合料等)提供方便。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上述基层分别具有不同的刚度、耐冲刷能力和透水性，要根据交通等级、当地条件和经济性因素选用。2.水泥混凝土路面的基层类型耐冲刷能力分5级：1级（极耐冲刷）—贫混凝土（水泥含量7％或8％）、碾压混凝土、沥青混凝土2级（耐冲刷）—厂拌水泥稳定粒料（水泥含量5％）3级（较耐冲刷）—厂拌水泥稳定粒料(水泥用量3.5％)，沥青稳定粒料(沥青含量3％)4级（较易冲刷）—现场拌水泥稳定粒料（水泥含量2.5％），粒料5级（易冲刷）—混杂的粒料，细粒土3.基层的抗冲刷性4.基层的设计要求湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的高速公路和一级公路或者承受特重或重交通的二级公路，宜采用排水基层。排水基层可选用多孔隙的开级配水泥稳定碎石、沥青稳定碎石或碎石，其孔隙率约为20％。5.基层的厚度要求最大粒径不超过基层厚度的1/3；小于0.075mm的细料含量不超过7%；粒料可采用开级配或密级配，其级配组成应符合技术规范规定要求，并应采用重型压实标准压实到较高的压实度（98～100％）。7.基层的宽度要求基层的宽度应比混凝土面层每侧至少宽出300mm（采用小型机具施工时）或500mm（轨模式摊铺机施工时）或650mm（滑模式摊铺机施工时）。路肩采用混凝土面层，其厚度与行车道面层相同时，基层宽度宜与路基同宽。级配粒料基层的宽度也宜与路基同宽。6.基层的材料要求1.功能要求水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。2.面层类型面层一般采用设接缝的普通混凝土。四.面层普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位。4.纵向接缝的间距纵向接缝的间距按路面宽度在3.0～4.5m范围内确定。碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅摊铺时，可不设纵向缩缝。5.横向接缝的间距（1）普通混凝土面层一般为4～6m，面层板的长宽不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25m2；（2）碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为6～10m；（3）钢筋混凝土面层一般为6～15m。3.面板形状普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或配筋混凝土面层所需的厚度，可参照下表所示参考范围并通过计算确定。6.面板厚度钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定，钢纤维体积率为0.6％～1.0％时，其厚度为普通混凝土面层厚度的0.65～0.75倍。特重或重交通时，其最小厚度为160mm；中等或轻交通时，其最小厚度为140mm。钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定，钢纤维体积率为0.6％～1.0％时，其厚度为普通混凝土面层厚度的0.65～0.75倍。特重或重交通时，其最小厚度为160mm；中等或轻交通时，其最小厚度为140mm。复合式路面沥青上面层的厚度一般为25～80mm。除混凝土预制块面层外，各种混凝土面层的计算厚度应满足下式的要求。rtrrprf)(路面表面构造应采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法制作。7.路面的构造深度1.设置目的1）施工过程应设置横向工作缝和纵向工作缝；2）水泥混凝土硬化过程中的收缩；3）混凝土面板的热胀冷缩（1）温度均匀变化时水平拉伸、或水平压缩。五.接缝构造（2）温度不均匀变化时白天，板表面温度高于板底温度，水泥砼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，板边有翘起趋势，顶面受拉、板底受压。——平行于行车方向的接缝，用来控制路面板因翘曲应力与荷载应力共同作用下产生不规则的纵向裂缝。1）纵向接缝设置与构造（1）一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。纵向施工缝采用平缝形式，上部应锯切槽口，深度为30~40mm，宽度为3~8mm，槽内灌塞填缝料，构造如图所示；2.纵向接缝121111\121112（2）一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝。纵向缩缝采用假缝形式，锯切的槽口深度应大于施工缝的槽口深度。采用粒料基层时，槽口深度应为板厚的1/3；采用半刚性基层时，槽口深度为板厚的2/5。其构造如图所示。（3）纵缝应与路线中缝平行在路面等宽的路段内或路面变宽路段的等宽部分，纵缝的间距和形式应保持一致。路面变宽段的加宽部分与等宽部分之间，以纵向施工缝隔开。加宽板在变宽段起终点处的宽度不应小于1m。拉杆：指用于纵缝，以保证板块间沿道路横向的联系为主要目的设置的钢筋。拉杆应采用螺纹钢筋，设在板后中央，并应对拉杆中部100mm范围内进行防锈处理。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置予以调整，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于100mm。2）拉杆的设置1411121）横向接缝的分类垂直于行车方向的接缝，包括缩缝、胀缝和工作缝�（1）缩缝保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，从而避免产生不规则的裂缝。�（2）胀缝保证板在温度升高时能部分伸张，从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏，同时胀缝也能起到缩缝的作用。�（3）施工缝因施工不连续，暂时停止施工时要设置施工缝。常设置在缩缝、胀缝位置处，必须添加传力钢筋，保证纵向整体性。3.横向接缝每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，应采用传力杆的平缝形式，其构造如图a)所示;2）施工缝的构造及设置设在胀缝处的施工缝,其构造与胀缝相同。遇有困难需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口缝形式，其构造如图b)所示。横向缩缝可等间距或变间距布置，采用假缝形式。特重和重交通公路、收费广场以及邻近胀缝或自由端部的3条缩缝，应采用设传力杆假缝形式，其构造如图a)所示。其他情况可采用不设传力杆假缝形式，其构造如图b)所示。3）缩缝的构造及设置横向缩缝顶部应锯切槽口，深度为面层厚度的1/5~1/4，宽度为3~8mm，槽内填塞填缝料。高速公路的横向缩缝槽口宜增设深20mm、宽6~10mm的浅槽口，其构造如图所示。在邻近桥梁或其他固定构造物处或其他道路相交处应设置横向胀缝。设置的胀缝条数，视膨胀量大小而定。低温浇筑混凝土面层或选用膨胀性高的集料时，宜酌情确定是否设置胀缝。胀缝宽20mm，缝内设置填缝板和可滑动的传力杆。胀缝的构造如图所示。4）胀缝的构造及设置传力杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距可按表5.2.5选用。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为150~250mm。5）传力杆（1）两条道路正交时各条道路和直道部分均保持本身纵缝的连贯，而相交路段内各条道路的横缝位置应按相对道路的纵缝间距作相应变动，保证两条道路的纵横缝垂直相交，互不错位。（2）两条道路斜交时主要道路的直道部分保持纵缝的连贯，而相交路段内的横缝位置应按次要道路的纵缝间距作相应变动，保证与次要道路的纵缝相连接。（3）相交道路弯道加宽部分的接缝布置，应不出现或少出现错缝和锐角板。（4）在次要道路弯道加宽段起终点断面处的横向接缝，应采用胀缝形式。膨胀量大时应在直线段连续布置2~3条胀缝。4.交叉口接缝布设1）胀缝接缝板（1）材料要求应选用能适应混凝土板膨胀收缩、施工时不变形、复原率高和耐久性好的材料（2）材料选用高速公路和一级公路宜选用泡沫橡胶板、沥青纤维板；其他等级公路也可选用木材类或纤维类板。5.接缝填缝材料2）接缝填缝料（1）材料要求应选用与混凝土接缝槽壁粘结力强、回弹性好、适应混凝土板收缩、不溶于水、不渗水、高温时不流淌、低温时不脆裂、耐老化的材料。（2）材料选用常用的填缝材料有聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、乳化沥青类、聚氯乙烯胶泥、沥青橡胶类、沥青玛蹄脂及橡胶嵌缝条等。1.边缘钢筋六.配筋布置混凝土面层自由边缘下基础薄弱或接缝为未设传力杆的平缝时，可在面层边缘的下部配置钢筋。通常选用2根直径为12~16mm的螺纹钢筋，置于面层底面之上1/4厚度处并不小于50mm，间距为100mm，钢筋两端向上弯起。2.角隅钢筋承受特重交通的胀缝、施工缝和自由边的面层角隅及锐角面层角隅，宜配置角隅钢筋。通常选用2根直径为12~16mm的螺纹钢筋，置于面层上部，距顶面不小于50mm，距边缘为100mm。3.混凝土面层下有箱形构造物横向穿越时（1）箱形构造物顶面至面层底面的距离小于400mm或嵌入基层时，在构造物顶宽及两侧各（H+1）m且不小于4m的范围内，混凝土面层内应布设双层钢筋网，上下层钢筋网各距面层顶面和底面1/4~1/3厚度处。（2）箱形构造物顶面至面层底面的距离在400~1200mm时，则在上述长度范围内的混凝土面层中应布设单层钢筋网。钢筋网设在距顶面1/4~1/3厚度处。（3）钢筋筋直径为12mm，纵向钢筋间距100mm，横向钢筋间距200mm。（4）配筋混凝土面层与相邻混凝土面层之间设置传力杆缩缝。4.混凝土面层下有圆形管状构造物横向穿越时混凝土面层下有圆形管状构造物横向穿越，其顶面至面层底面的距离小于1200mm时，在构造物两侧各（H+1）m且不小于4m的范围内，混凝土面层内应设单层钢筋网，钢筋网设在距面层顶面1/4~1/3厚度处。钢筋尺寸和间距及传力杆接缝设置与3相同。水泥混凝土路面平面布置图1.路肩铺面结构应具有一定的承载能力，其结构层组合和材料选用应与行车道路面相协调，并保证进入路面结构中的水的排除。2.路肩铺面可选用水泥混凝土面层或沥青面层。3.路肩水泥混凝土面层的厚度通常采用与行车道面层等厚，其基层宜与行车道基层相同。选用薄面层时，其厚度不宜小于150mm，基层应采用开级配粒料。4.路肩沥青面层宜选用密实型沥青混合料。其基层可选用无机结合料稳定粒料或级配粒料。行车道路面结构不设内部排水设施时，沥青面层和不透水基层的总厚度不宜超过行车道面层的厚度，基层下应选用透水性粒料填筑。七.路肩1.