第15章 水泥混凝土路面

第十五章 水泥混凝土路面v第一节第一节 水泥混凝土路面的构造（水泥混凝土路面的构造（重点重点）v第二节第二节 水泥混凝土路面对材料组成的要求水泥混凝土路面对材料组成的要求v第三节第三节 常用的水泥混凝土路面施工机械常用的水泥混凝土路面施工机械v第四节第四节 水泥混凝土路面的施工（水泥混凝土路面的施工（重点重点）v第五节第五节 其它类型混凝土路面简介其它类型混凝土路面简介1概述概述1 1）水水泥泥混混凝凝土土路路面面：由由各各种种水水泥泥混混凝凝土土面面板与基层、垫层所构成的路面板与基层、垫层所构成的路面类类型型：普普通通砼砼、钢钢筋筋砼砼、连连续续配配筋筋砼砼、预预应应力力砼砼、装装配配式式砼砼、钢钢纤纤维维砼砼、砼砼小小块块铺铺砌砌、碾压砼路面等。碾压砼路面等。普普通通砼砼路路面面：除除接接缝缝区区和和局局部部范范围围(边边缘缘和和角隅角隅)外不配置钢筋的混凝土路面。外不配置钢筋的混凝土路面。2v2 2）水泥混凝土路面的特点：）水泥混凝土路面的特点：强度高：较高的抗压强度强度高：较高的抗压强度/抗弯拉强度抗弯拉强度/抗磨耗能力抗磨耗能力稳定性好：水稳定性、热稳定性均较好；稳定性好：水稳定性、热稳定性均较好；耐久性好；耐久性好；养护费用少、经济效益高；养护费用少、经济效益高；能见度好，有利于夜间行车。能见度好，有利于夜间行车。v不足：不足：对水泥和水的需要量大；对水泥和水的需要量大；接接缝缝：增增加加施施工工和和养养护护的的复复杂杂性性/易易引引起起行行车车跳跳动动/影影响响行行车车舒舒适性适性/强度薄弱点；强度薄弱点；需养护，开放交通较迟；需养护，开放交通较迟；修复困难。修复困难。3第一节 水泥混凝土路面的构造v一、路基一、路基v二、基层二、基层 v三、面层三、面层v四、接缝构造四、接缝构造v五、配筋布置五、配筋布置4路面结构图5一、土基(一一)土基土基:干燥或中湿干燥或中湿,作为支承结构应均匀、平整。作为支承结构应均匀、平整。1、不均匀支承产生原因不均匀支承产生原因:a、不均匀沉陷不均匀沉陷 b、不均匀冻胀不均匀冻胀 c、膨胀土膨胀土 2、处理措施处理措施:a、选择低膨胀性土或冰冻不敏感土作路基填料选择低膨胀性土或冰冻不敏感土作路基填料 b、控制压实度与含水量控制压实度与含水量 c、保证填土最小高度和干湿程度保证填土最小高度和干湿程度 d、路基上层土采用低剂量石灰或水泥等结合料路基上层土采用低剂量石灰或水泥等结合料 作稳定处理作稳定处理 e、设置垫层设置垫层,加强路基排水设施加强路基排水设施6二、基层与垫层 1、设置基层目的、设置基层目的:1)防唧泥和错台防唧泥和错台 2)防冰冻防冰冻 3)减小路基顶面的压应力减小路基顶面的压应力,缓和路基的变形对面层缓和路基的变形对面层 的影响的影响 4)防水防水 5)为面层施工提供方便为面层施工提供方便 6)提高路面结构的承载能力提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命延长路面的使用寿命72 基层材料基层材料:1）无机结合料稳定类无机结合料稳定类:强度高强度高,整体性好整体性好,支承均匀支承均匀,变形小变形小,宜采用宜采用 2）粒料类粒料类:强度与整体性均差强度与整体性均差,形变累积大形变累积大,不宜采不宜采用用 若采用必须严格控制细料含量若采用必须严格控制细料含量,粒径粒径,保证压实度保证压实度8v3 厚度与宽度：厚度与宽度：v基层厚度基层厚度20cm为宜，不满足防冻最小厚度时用垫层补足为宜，不满足防冻最小厚度时用垫层补足（最小（最小15cm）一般仅设基层即可一般仅设基层即可 基层宽度基层宽度面层宽度面层宽度9v三、混凝土面板：平整，耐磨，抗滑10四、接缝构造混凝土面板的变形：混凝土面板的变形：v白天：上热下冷，中部隆起白天：上热下冷，中部隆起v晚上：上冷下热，周边翘起晚上：上冷下热，周边翘起v变形导致应力过大变形导致应力过大 断裂断裂11四、接缝构造接缝的类型：接缝的类型：v纵缝：施工缝、缩缝纵缝：施工缝、缩缝v横缝：缩缝、胀缝和施工缝横缝：缩缝、胀缝和施工缝12（一）纵向接缝v1、一次铺筑宽度小于路面宽度时，设置、一次铺筑宽度小于路面宽度时，设置纵向施工缝纵向施工缝，纵向施工缝采用平缝形式。纵向施工缝采用平缝形式。v2、一次铺筑宽度大于、一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置时，应设置纵向缩缝纵向缩缝。纵向缩缝采用假缝形式。纵向缩缝采用假缝形式。v3、拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并应对拉、拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并应对拉杆中部杆中部100mm范围内进行防锈处理。拉杆的直径、范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，可参照长度和间距，可参照表表16.30选用。施工布设时，拉选用。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的拉杆距横向接缝的距离不得小于100mm。13（二）横向接缝v1、横向缩缝横向缩缝可等间距或变间距布置，采用假缝形式。特重和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，条缩缝，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。形式。v2、邻近桥梁或其他固定构造物处或其他道路相交处应设置、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横向胀缝向胀缝。胀缝宽。胀缝宽20mm，缝内设置填缝板和传力杆。缝内设置填缝板和传力杆。v3、施工结束或中断施工时，必须设置、施工结束或中断施工时，必须设置横向施工缝横向施工缝，其位置应，其位置应尽可能选在缩缝（传力杆平缝）或胀缝（设拉杆的企口缝）尽可能选在缩缝（传力杆平缝）或胀缝（设拉杆的企口缝）处。处。v4、传力杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距可按、传力杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距可按表表16.31选用。选用。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为150250mm。14（三）接缝填缝材料v 胀缝接缝板应选用能适应混凝土板膨胀收缩、施胀缝接缝板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。高速工时不变形、复原率高和耐久性好的材料。高速公路和一级公路宜选用泡沫橡胶板、沥青纤维板；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。其他等级公路也可选用木材类或纤维类板。v 接缝填料应选用与混凝土接缝槽壁粘结力强、回接缝填料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、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。高温时不流淌、低温时不脆裂、耐老化的材料。常用的填缝材料有聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、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玛蹄脂及橡胶嵌缝条等15（四）配筋图（工程数量计算图）16第二节 水泥混凝土路面对材料组成的要求v一、垫层材料一、垫层材料v二、基层材料二、基层材料v三、面层材料：水泥、粗集料、三、面层材料：水泥、粗集料、细集料、水、外加剂细集料、水、外加剂v（自学）（自学）17第三节 常用的水泥混凝土路面施工机械v一、拌和设备一、拌和设备v二、摊铺成型设备二、摊铺成型设备1、滑模摊铺机滑模摊铺机2、轨道摊铺机、轨道摊铺机3、三辊轴机组铺筑三辊轴机组铺筑4、小型机具铺筑、小型机具铺筑5、碾压混凝土路面铺筑、碾压混凝土路面铺筑18第四节 水泥混凝土路面的施工v一、施工准备一、施工准备v二、混凝土搅拌与运输二、混凝土搅拌与运输v三、面层铺筑三、面层铺筑v四、接缝施工与养生四、接缝施工与养生19一、施工准备v1、选择施工机械：、选择施工机械：高速公路、一级公路基本上使用滑模高速公路、一级公路基本上使用滑模摊铺装备和工艺；二级及以下公路大多采用三辊轴机组施工摊铺装备和工艺；二级及以下公路大多采用三辊轴机组施工设备与工艺，小型机具施工工艺多用于三、四级公路设备与工艺，小型机具施工工艺多用于三、四级公路v2、施工组织、施工组织v3、选择混凝土拌和场地、选择混凝土拌和场地v4、进行材料试验和混凝土配合比设计、进行材料试验和混凝土配合比设计v5、基层的检查与整修、基层的检查与整修v6、其他准备工作（铺试验路等）、其他准备工作（铺试验路等）20二、混凝土搅拌与运输v（一）拌和（一）拌和1、组成材料计量与进料顺序：掌握好混凝土施工配合、组成材料计量与进料顺序：掌握好混凝土施工配合比，严格控制加水量。顺序：砂、石、水泥、水比，严格控制加水量。顺序：砂、石、水泥、水2、拌和时间：规范规定，总拌和时间、拌和时间：规范规定，总拌和时间60s、纯拌和时纯拌和时间间35s。v（二）运输二）运输运距较远：水泥混凝土搅拌运输车运距较远：水泥混凝土搅拌运输车运距一般：自卸汽车运距一般：自卸汽车运距很近：翻斗车运距很近：翻斗车烈日、大风雨天或低温时，应遮盖或保温。烈日、大风雨天或低温时，应遮盖或保温。21三、面层铺筑v（一）安装模板（一）安装模板1、边侧模板、边侧模板材料：强度足够的槽钢、轨模或钢制边侧模板材料：强度足够的槽钢、轨模或钢制边侧模板高度：面板设计厚度高度：面板设计厚度长度：长度：35m（每米设计一处固定）每米设计一处固定）2、端头模板（横向施工缝端模板）：焊接钢制或槽钢、端头模板（横向施工缝端模板）：焊接钢制或槽钢3、模板的数量：不宜少于、模板的数量：不宜少于35d的需要的需要4、模板架设与安装：、模板架设与安装：架设：支模前应测量放样；每架设：支模前应测量放样；每20m应设中心桩，每应设中心桩，每100m宜布临宜布临时水准点。时水准点。安装：应稳固、顺直、平整、连接紧密、无漏浆、高低错台等安装：应稳固、顺直、平整、连接紧密、无漏浆、高低错台等5、模板拆除及矫正：当混凝土强度不小于、模板拆除及矫正：当混凝土强度不小于8.0Mpa时可时可拆；拆下的模板应矫正。拆；拆下的模板应矫正。22三、面层铺筑v（二）摊铺、振实与整平（二）摊铺、振实与整平1、摊铺、摊铺人工摊铺坍落度：人工摊铺坍落度：520mm拌和物松铺系数：拌和物松铺系数：1.101.252、振实：插入式振捣棒振实、振动板振实、振、振实：插入式振捣棒振实、振动板振实、振动梁振实动梁振实3、整平饰面、整平饰面滚杠提浆整平滚杠提浆整平压实整平：用刮尺或抹面机整平。压实整平：用刮尺或抹面机整平。精平饰面：清边、整缝、修补并用抹刀进一步整平。精平饰面：清边、整缝、修补并用抹刀进一步整平。23四、接缝施工与养生v（一）纵缝施工：施工缝、缩缝（一）纵缝施工：施工缝、缩缝v（二）横缝施工：设传力杆缩缝、胀缝、施工缝（二）横缝施工：设传力杆缩缝、胀缝、施工缝v（三）切缝：横向缩缝切缝、施工纵缝处置、切（三）切缝：横向缩缝切缝、施工纵缝处置、切纵缝、切缝宽度、变宽路段切缝纵缝、切缝宽度、变宽路段切缝v（四）灌缝：灌缝技术要求、胀缝填缝（四）灌缝：灌缝技术要求、胀缝填缝v（五）抗滑构造施工：拉毛、塑性拉槽、硬刻槽、（五）抗滑构造施工：拉毛、塑性拉槽、硬刻槽、抗滑构造的恢复抗滑构造的恢复v（六）混凝土路面养生（六）混凝土路面养生24拌和时间，拌和时间，速度等速度等2627运输时间？运输时间？2829303132333435切缝机36纵向施工缝（平缝）37纵向缩缝（假缝）38表16.30拉杆直径、长度和间距（mm）面层厚面层厚度度（mm）到自由边或未设拉杆纵缝的距离（到自由边或未设拉杆纵缝的距离（m）3.003.503.754.506.007.52002501470090014700800147007001470060014700500147004002603001680090016800800168007001680060016800500168004003940横向胀缝4142表 16.31 传力杆尺寸和间距（mm）面层厚度面层厚度（mmmm）传力杆直径传力杆直径传力杆最小长度传力杆最小长度传力杆最大间距传力杆最大间距2202202828400400300300240240303040040030030026026032324504503003002802803535450450300300300300383850050030030043滑模摊铺机4445第四节其它水泥混凝土路面钢钢筋筋混混凝凝土土路路面面：当当混混凝凝土土板板的的平平面面尺尺寸寸较较大大/预预计计路路基基或或基基层层有有可可能能产产生生不不均均匀匀沉沉陷陷/板板下下埋埋有有地地下下设设施施等等情情况况时时为为防防止止可可能能产产生生的的裂裂缝缝缝缝隙隙张张开开，板板内内配配置置有有纵纵、横横向向钢钢筋筋(或或钢钢丝丝)网网的的混混凝土路面。凝土路面。特点：特点：设置钢筋网的主要目的是控制裂缝缝隙的设置钢筋网的主要目的是控制裂缝缝隙的张开量，把开裂的板拉在一起，使板依靠断裂面张开量，把开裂的板拉在一起，使板依靠断裂面上的集料嵌锁作用而保证结构强度，并非增加板上的集料嵌锁作用而保证结构强度，并非增加板的抗弯强度。的抗弯强度。46v钢筋混凝土路面：钢筋混凝土路面：面层板厚同普通水泥混凝土路面；面层板厚同普通水泥混凝土路面；配筋量：按混凝土收缩时将板块拉在一起所需的拉力确定；配筋量：按混凝土收缩时将板块拉在一起所需的拉力确定；钢筋在板内的竖向位置并不太重要钢筋在板内的竖向位置并不太重要足够的保护层以防锈蚀足够的保护层以防锈蚀通通常在顶面下常在顶面下1312板厚范围内；板厚范围内；外侧钢筋中心到接缝或自由边的距离为外侧钢筋中心到接缝或自由边的距离为1015cm，钢筋保护层钢筋保护层的最小厚度不应小于的最小厚度不应小于5cm；为使板内应力尽可能分散，宜采用小直径的钢筋；为使板内应力尽可能分散，宜采用小直径的钢筋；钢筋混凝土板的缩缝间距钢筋混凝土板的缩缝间距(即板长即板长)一般为一般为1020m，最大不宜超最大不宜超过过30m；缩缝内必须设置传力杆，其它接缝构造与素混凝土路面相同缩缝内必须设置传力杆，其它接缝构造与素混凝土路面相同钢筋混凝土路面板的长度大，接缝缝隙宽，因而在横缝内应设置钢筋混凝土路面板的长度大，接缝缝隙宽，因而在横缝内应设置传力杆以提供相邻板的传荷能力；传力杆以提供相邻板的传荷能力；这类面层除遇特殊情况外，已很少采用。这类面层除遇特殊情况外，已很少采用。47v连连续续配配筋筋混混凝凝土土路路面面：沿沿纵纵向向配配置置连连续续的的钢钢筋筋，除除了了在在与与其其它它路路面面交交接接处处或或临临近近构构造造物物附附近近设设置置胀胀缝缝以以及及视视施施工工需需要要设设置置施施工工缝缝外外，一一般般不不设设横横缝缝的混凝土面层。的混凝土面层。v特点：特点：在温度和湿度变化引起的内应力作用下在温度和湿度变化引起的内应力作用下许多横向裂缝，裂缝的间距许多横向裂缝，裂缝的间距1.03.0m，缝隙平均宽度缝隙平均宽度0.20.5mm；配置纵向连续钢筋，横向裂缝配置纵向连续钢筋，横向裂缝不会影响行车的使用品质；不会影响行车的使用品质；确定纵向钢筋用量的控制因素是裂缝缝隙的宽度；钢筋的埋置深度，在顶面确定纵向钢筋用量的控制因素是裂缝缝隙的宽度；钢筋的埋置深度，在顶面下下1/31/2板厚范围内；板厚范围内；横向钢筋的用量很小横向钢筋的用量很小保持纵向钢筋的间距；保持纵向钢筋的间距；纵横向钢筋纵横向钢筋螺纹钢筋螺纹钢筋足够的握裹力；足够的握裹力；面层板厚同普通水泥混凝土路面；面层板厚同普通水泥混凝土路面；除施工缝除施工缝(平缝平缝+1m拉杆拉杆)/与其它构造物连接处外，无接缝与其它构造物连接处外，无接缝钢筋用量大，造价高，一般仅用于高速公路或交通繁重的道路，或者用于加钢筋用量大，造价高，一般仅用于高速公路或交通繁重的道路，或者用于加铺已损坏的旧混凝土路面。铺已损坏的旧混凝土路面。48v装装配配式式混混凝凝土土路路面面：在在工工厂厂中中把把混混凝凝土土预预制制成成板板块块，然然后运至工地现场装配而成。后运至工地现场装配而成。v特点：特点：可以全年生产，不受气候影响，混凝土质量容易保证；可以全年生产，不受气候影响，混凝土质量容易保证；施工进度快，铺筑完毕即可通车；施工进度快，铺筑完毕即可通车；损坏后易于拆换修理；损坏后易于拆换修理；接缝多，整体性差，容易引起行车颠簸跳动；接缝多，整体性差，容易引起行车颠簸跳动；适用：适用：城市道路城市道路/厂矿道路厂矿道路/大型基建场地大型基建场地/停车站场和软弱土停车站场和软弱土基上；基上；公路上一般不宜采用。公路上一般不宜采用。49v组合式混凝土路面：组合式混凝土路面：v 新建道路混凝土板新建道路混凝土板单层；单层；v缺乏材料缺乏材料/旧路改造时旧路改造时双层双层组合式混凝土路组合式混凝土路面。面。v双层板间组合型式：主要针对旧路改造双层板间组合型式：主要针对旧路改造结合式：结合式：部分结合式：部分结合式：分离式：分离式：50v纤纤维维混混凝凝土土路路面面：在在混混凝凝土土中中掺掺入入一一些些低低碳碳钢钢、不不锈锈钢钢纤纤维维或或其其它它纤纤维维（如如塑塑料料纤纤维维、纤纤维维网网等等），而而形形成成的的一一种种均均匀匀而而多多向向配配筋的混凝土。筋的混凝土。v特点：板薄、缝少、寿命长、养护费用特点：板薄、缝少、寿命长、养护费用少少物理力学性能提高很多，且具有抗疲劳强度、抗冲击能力和防止裂缝的能力；物理力学性能提高很多，且具有抗疲劳强度、抗冲击能力和防止裂缝的能力；路面厚度可以减薄路面厚度可以减薄3545%；缩缝间距可以增至缩缝间距可以增至1520m，胀缝与纵缝可以不设；胀缝与纵缝可以不设；特殊的搅拌方法特殊的搅拌方法抹面时需将冒出混凝土表面的钢纤维拔出抹面时需将冒出混凝土表面的钢纤维拔出另加铺磨耗层。另加铺磨耗层。钢纤维制造：钢丝截断法、薄钢板剪切法、熔抽法和钢坯铣削法钢纤维制造：钢丝截断法、薄钢板剪切法、熔抽法和钢坯铣削法得到不同得到不同形状和横截面的纤维。形状和横截面的纤维。由于钢纤维混凝土的造价高，因而这类面层主要用于设计标高受到限制的旧由于钢纤维混凝土的造价高，因而这类面层主要用于设计标高受到限制的旧混凝土路面上的加铺层，或者用作复合式混凝土面层的上面层。混凝土路面上的加铺层，或者用作复合式混凝土面层的上面层。51v混凝土小块铺砌路面：混凝土小块铺砌路面：v定义：定义：由高强的水泥混凝土预制小块手工铺筑而成。由高强的水泥混凝土预制小块手工铺筑而成。v组成：组成：面层、砂整平层面层、砂整平层(厚厚0.03m)和基层组成；和基层组成；v特点：特点：形状：矩形、嵌锁型形状：矩形、嵌锁型(不规则形状不规则形状)；结构简单，价格低廉，能承受较大的单位压力，出现较结构简单，价格低廉，能承受较大的单位压力，出现较大变形也不会破坏块料，便于修复等；大变形也不会破坏块料，便于修复等；广泛地用于铺筑人行道、停车场、堆场广泛地用于铺筑人行道、停车场、堆场(特别是集装箱特别是集装箱码头堆场码头堆场)、街区道路、次要道路、一般公路的路面等。、街区道路、次要道路、一般公路的路面等。52v碾碾压压混混凝凝土土路路面面：是是一一种种含含水水率率低低，通通过过碾碾压压施施工工工工艺艺达达到到高密度、高强度的水泥混凝土。高密度、高强度的水泥混凝土。v特点：特点：节省大量的水泥；节省大量的水泥；施工速度快；施工速度快；养生时间短；养生时间短；强度高，具有很好的社会经济效益。强度高，具有很好的社会经济效益。不足：不足：施工工艺与水平限制施工工艺与水平限制全厚式碾压混凝土路面的平整度难以达到全厚式碾压混凝土路面的平整度难以达到规定的要求规定的要求一般适用行车速度不太高的道路、停车场或停机坪一般适用行车速度不太高的道路、停车场或停机坪的面层；或者用作下面层，在其上面铺筑高强的普通混凝士、钢的面层；或者用作下面层，在其上面铺筑高强的普通混凝士、钢纤维混凝土或沥青混凝土薄面层，而形成复合式面层纤维混凝土或沥青混凝土薄面层，而形成复合式面层53