水泥混凝土路面

第十三章水泥混凝土路面第十三章水泥混凝土路面第十三章水泥混凝土路面第一节概述第二节水泥混凝土面板构造与分类第三节水泥混凝土面板材料设计第四节水泥混凝土面板施工机械第五节水泥混凝土面板施工工艺小结第十三章水泥混凝土路面前言水泥混凝土路面（cementconcretepavement）以水泥混凝土做面层（配筋或不配筋）的路面，亦称刚性路面，也被称为“白色”路面。第十三章水泥混凝土路面前言水泥混凝土路面优点：1.强度高；2.稳定性好；3.耐久性好；4.有利于夜间行车。水泥混凝土路面缺点：1.对水泥和水的需要量大；2.有接缝；3.开放交通较迟；4.修复困难。第十三章水泥混凝土路面第一节水泥混凝土面板构造与分类一、水泥混凝土面板构造水泥混凝土面层一般采用普通混凝土，即除接缝区和局部范围外面层内均不配筋，亦称素混凝土路面。第十三章水泥混凝土路面(一)横断面b）厚边式60~100cma）等厚式图13-2水泥混凝土面板横断面示意图第十三章水泥混凝土路面(二)接缝图13-3混凝土由于温度变化引起的变形及破坏a）温度坡差引起板的变形；b）温度坡差引起板的开裂；c）温度均匀下降引起板的断裂。原因：（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。第十三章水泥混凝土路面★横向接缝是垂直于行车方向的接缝，共有三种：缩缝、胀缝和施工缝。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。胀缝:保证板在温度升高时能部分伸张，从而避免产生热天的拱胀和折断破坏，同时胀缝也能起到缩缝的作用。施工缝:混凝土路面每天完工及因雨天或其他原因不能继续施工时，应设置施工缝。应尽量设置在胀缝处，如不可能，也应设置在缩缝处；应添加传力钢筋，保证纵向整体性。第十三章水泥混凝土路面★纵缝是平行混凝土路面行车方向的接缝，分为：缩缝和施工缝两种。★各种形式的接缝都必须提供相应的传荷与防水设施。1-横缝；2-纵缝第十三章水泥混凝土路面《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011有关规定：5.1.2纵向接缝的间距（即板宽）宜在3.0-4.5m范围内选用。5.1.3横向接缝的间距（即板长）按面层类型和厚度选定：1.普通水泥混凝土面层一般为4-6m，面层板的长宽比不宜超过1.35，平面面积不宜大于25㎡;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，面层板的长宽比不宜超过2.5，平面面积不宜大于45㎡。第十三章水泥混凝土路面（1）胀缝构造：图13-4胀缝构造（尺寸单位：mm）1.横缝的构造与布置胀缝是水泥混凝土路面薄弱环节。第十三章水泥混凝土路面（2）缩缝构造：横向缩缝有假缝（图15-5b）和设传力杆假缝(图15-5a)两种形式。1）前者主要依靠混凝土断裂面处集料的相互啮合作用传递荷载；2）后者依靠传力杆增强面层板的传荷能力，以确保面层板的整体性。a：交通繁重、地质水文不良图15-5横向缩缝构造第十三章水泥混凝土路面第十三章水泥混凝土路面《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011有关规定：5.3.2横向缩缝可等间距或变间距布置，采用假缝形式。极重、特重和重交通荷载公路的横向缩缝，中等和轻交通荷载公路邻近胀缝或自由端部的3条横向缩缝，收费广场的横向缩缝，应采用设传力杆假缝形式。其他情况可采用不设传力杆假缝形式。传力杆的设置应不妨碍相邻混凝土板的自由伸缩，钢筋表面应作防锈处理。第十三章水泥混凝土路面（3）横向施工缝构造图13-7横向施工缝构造（尺寸单位：mm）《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011有关规定：5.3.1设在缩缝处的横向施工缝，应采用加传力杆的平缝形式，其构造如图13-7所示；设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同.第十三章水泥混凝土路面（4）横缝的布置缩缝：间距胀缝：在桥涵两端以及小半径平、竖曲线处应设置胀缝。胀缝应尽量少设或不设；但在邻近桥梁或固定建筑物处，或与其他类型路面相连接处、板厚变化处、隧道口、小半径曲线和纵坡变换处，均应设置胀缝。在其他位置，当板厚等于或大于20cm并在夏季施工时，也可不设胀缝。但是，采用长间距胀缝或无胀缝路面结构时，需注意采取一些相应的措施。■施工缝宜设在缩缝或胀缝处。（《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011有关规定）第十三章水泥混凝土路面2.纵缝的构造与布置纵缝分为纵向缩缝和纵向施工缝。纵向施工缝一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。纵向施工缝采用设拉杆的平缝形式。纵向缩缝一次铺筑宽度大于4.5m时，需要设置纵向缩缝。纵向缩缝采用设拉杆的假缝形式，拉杆的作用是保证纵缝两侧路面层板在纵缝位置的紧密联系，以免沿路拱横坡向两侧滑动。第十三章水泥混凝土路面图2-6纵缝构造（尺寸单位：mm）a）纵向施工缝；b）纵向缩缝第十三章水泥混凝土路面第十三章水泥混凝土路面第十三章水泥混凝土路面3.纵横缝的布置图13-9横缝错开时引起的裂缝图13-10交叉口接缝布置1-纵缝；2-胀缝；3-缩缝；4-进水口第十三章水泥混凝土路面目前国外流行一种新的混凝土路面接缝布置形式，即胀缝甚少，缩缝间距不等，而且横缝与纵缝交成80o左右的斜角，如设传力杆，则传力杆与路中线平行，其目的是使一辆车只有一个后轮横越接缝，减轻共振作用引起的行车跳动，同时缓和板伸张时的顶推作用。第十三章水泥混凝土路面这些是什么类型的缝？第十三章水泥混凝土路面(三)特殊部位配筋1.边缘钢筋位置：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。布置2.角隅钢筋位置：承受特重交通的胀缝、施工缝和自由边的面层角隅或锐角面层角隅。布置第十三章水泥混凝土路面3.钢筋网位置：混凝土面层下有箱形构造物横向穿越，其顶面至面层底面的距离小于400mm或嵌入基层时，双层；构造物顶面至面层底面的距离在400～1200mm时，单层。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，单层。布置第十三章水泥混凝土路面二、水泥混凝土面板分类1.普通混凝土路面2.钢筋混凝土路面3.连续配筋混凝土路面4.钢纤维混凝土路面5.碾压混凝土路面6.复合式混凝土路面7.水泥混凝土预制块路面8.露石混凝土路面第十三章水泥混凝土路面第二节水泥混凝土面板材料设计反复弯曲动荷载冲击磨耗温度湿度对路面用水泥混凝土混合料的要求：•较高的抗弯拉强度和耐磨性能•良好的耐冻性•尽可能低的膨胀系数和弹性模量•适当的施工和易性第十三章水泥混凝土路面水泥粗集料细集料水外加剂水泥混凝土混合料第十三章水泥混凝土路面一、原材料技术要求1.水泥42.5级以上普通硅酸盐水泥。高速、一级公路及特重、重交通路面采用旋窑道路硅酸盐水泥或旋窑普通硅酸盐水泥中、轻交通路面可采用矿渣硅酸盐水泥第十三章水泥混凝土路面各交通等级路面水泥各龄期的抗折强度、抗压强度交通等级特重交通重交通中、轻交通龄期（d）328328328抗压强度（MPa），≥25.557.522.052.516.042.5抗折强度（MPa），≥4.57.54.07.03.56.5☆水泥的化学成分、物理指标等。☆主要指标：抗折强度、凝结时间、细度、安定性、氧化镁含量、三氧化硫含量；第十三章水泥混凝土路面2、粗集料（d4.75mm）碎石、碎卵石、卵石；坚硬、耐久、洁净；分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级；高速、一级、二级公路以及有抗冻、抗盐腐蚀要求的路面混凝土，粗集料等级采用Ⅰ或Ⅱ级；无抗冻、抗盐腐蚀要求的三、四级公路路面混凝土、碾压混凝土以及贫混凝土基层，可使用Ⅲ级粗集料。粗集料应具有严格的颗粒级配组成。第十三章水泥混凝土路面3、细集料（d4.75mm）坚硬、耐久、洁净天然砂、机制砂或混合砂粗砂、中砂、细砂分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级高速、一级、二级公路以及有抗冻、抗盐腐蚀要求的路面混凝土，细集料等级采用Ⅰ或Ⅱ级；无抗冻、抗盐腐蚀要求的三、四级公路路面混凝土、碾压混凝土以及贫混凝土基层，可使用Ⅲ级细集料。特重、重交通混凝土路面应采用河砂。细集料级配第十三章水泥混凝土路面4、水混凝土拌合、养护用水饮用水水的指标要求：（1）硫酸盐含量小于0.0027mg/mm3（2）含盐量不超过0.005mg/mm3（3）pH值不得小于4第十三章水泥混凝土路面5、外加剂1）分类减水剂膨胀剂引气剂缓凝剂早强剂2）技术性能第十三章水泥混凝土路面6、接缝材料及技术要求接缝材料分为接缝板和填缝料两类。1）胀缝板用于胀缝内，应选用能适应混凝土板膨胀收缩、施工时不变形、复原率高且耐久性好的材料。高速和一级公路宜选用塑胶、橡胶泡沫板、沥青纤维板；其他等级公路可采用橡胶泡沫板、沥青纤维板、杉木板、杨木板、松木板、纤维板、泡沫树脂板等各种接缝板。技术指标第十三章水泥混凝土路面2）填缝料应选用与混凝土接缝槽壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土板块收缩、不溶于水、不渗水、高温时不流淌、低温时不脆裂且耐老化的材料。常用的填缝料有：常温施工式填缝料、热施工式填缝料等。高速公路、一级公路应优选使用树脂类、橡胶类或改性沥青类的填缝材料及其制品，并宜在填缝料中加入耐老化剂。第十三章水泥混凝土路面二、路面混凝土配合比路面混凝土配合比设计要求：强度、工作性、耐久性及经济性不同混凝土路面、不同施工工艺，则混合料配合比不同1、混凝土配合比的技术要求（1）混凝土的弯拉强度不同交通等级的混凝土路面，弯拉强度要求不同。第十三章水泥混凝土路面☆混凝土强度标准以28d弯拉强度标准值为准☆配制弯拉强度考虑施工变异性第十三章水泥混凝土路面（2）混凝土的工作性通常用坍落度或振动黏度系数来表征混凝土路面施工工艺不同，工作性要求不同（3）混凝土的耐久性主要指抗冻和抗腐蚀性能硅酸盐水泥掺加引气剂第十三章水泥混凝土路面2、配合比设计参数的确定（1）水灰（胶）比W/C:碎石、碎卵石混凝土卵石混凝土（2）砂率细度模数、碎或卵石（3）按工作性要求确定单位用水量坍落度相对应：碎石、碎卵石混凝土卵石混凝土第十三章水泥混凝土路面2、配合比设计参数的确定（4）单位水泥用量（5）混合料砂石用量密度法、体积法第十三章水泥混凝土路面第三节水泥混凝土面板施工机械水泥混凝土路面的施工过程主要包括混凝土拌合物搅拌与运输、混凝土面层铺筑和面层接缝施工、抗滑构造施工与养生等环节。主要有五种铺筑方式：滑模、轨道、三辊轴机组、小型机具，以及碾压混凝土路面。第十三章水泥混凝土路面一、混凝土搅拌设备与运输车辆（一）搅拌设备1.搅拌厂生产能力（1）总拌和生产能力（2）拌和楼容量配套（3）总拌和生产能力2.搅拌楼配套☆优先选用强制式、间歇式搅拌楼☆外置设备（二）运输车辆第十三章水泥混凝土路面二、混凝土面层铺筑设备1.滑模摊铺机2．轨道摊铺机3．三辊轴机组4．小型机具5．碾压混凝土施工机械第十三章水泥混凝土路面三、混凝土面层接缝施工、抗滑构造施工与养生机械1.接缝施工机械切缝法2．抗滑构造施工机械拉毛、刻槽等3．养生机械第十三章水泥混凝土路面第四节水泥混凝土面板施工工艺一、施工准备工作1.选择施工机械第十三章水泥混凝土路面第四节水泥混凝土面板施工工艺2.选择混凝土拌和场地运距3.进行材料试验与混凝土配合比设计4.基层检查与整修基层的宽度、路拱与高程、表面平整度和压实度；贫混凝土基层应锯切与面板接缝位置和尺寸完全对应的纵横向接缝，切缝深度约为1／4板厚。第十三章水泥混凝土路面二、混凝土路面板的施工程序和施工工艺摊铺工艺：滑模摊铺、轨道摊铺、三辊轴摊铺、小型机具摊铺、碾压摊铺、手工摊铺。施工程序：安装模板设置传力杆混凝土的拌和与运送混凝土摊铺和振捣接缝的设置表面整修与防滑处理养生与灌缝第十三章水泥混凝土路面1．安装模板定位测量放样，每20m设中心桩，每100m设临时水准点；核对路面标高，面板分块，接缝和构造的位置。刚度足够的槽钢、轨模或钢制边侧模板。轨道摊铺机采用专用的钢制轨模，模板纵向每隔1m设置支撑固定装置。第十三章水泥混凝土路面2．传力杆设置设置各种接缝的传力装置，包括拉杆、胀缝板、传力杆