第15章水泥混凝土路面1教学教案

第十五章水泥混凝土路面第一节水泥混凝土路面的构造（重点）第二节水泥混凝土路面对材料组成的要求第三节常用的水泥混凝土路面施工机械第四节水泥混凝土路面的施工（重点）第五节其它类型混凝土路面简介概述1）水泥混凝土路面：由各种水泥混凝土面板与基层、垫层所构成的路面类型：普通砼、钢筋砼、连续配筋砼、预应力砼、装配式砼、钢纤维砼、砼小块铺砌、碾压砼路面等。普通砼路面：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。2）水泥混凝土路面的特点：　强度高：较高的抗压强度/抗弯拉强度/抗磨耗能力　稳定性好：水稳定性、热稳定性均较好；　耐久性好；　养护费用少、经济效益高；　能见度好，有利于夜间行车。不足：　对水泥和水的需要量大；　接缝：增加施工和养护的复杂性/易引起行车跳动/影响行车舒适性/强度薄弱点；　需养护，开放交通较迟；　修复困难。路面结构图一、土基(一)土基:干燥或中湿,作为支承结构应均匀、平整。1、不均匀支承产生原因:a、不均匀沉陷b、不均匀冻胀c、膨胀土2、处理:a、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c、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作稳定处理e、设置垫层,加强路基排水设施二、基层与垫层1、设置基层目的:1)防唧泥和错台2)防冰冻3)减小路基顶面的压应力,缓和路基的变形对面层的影响4)防水5)为面层施工提供方便6)提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命2基层材料:1）无机结合料稳定类:强度高,整体性好,支承均匀,变形小,宜采用2）粒料类:强度与整体性均差,形变累积大,不宜采用若采用必须严格控制细料含量,粒径,保证压实度3厚度与宽度：基层厚度20cm为宜，不满足防冻最小厚度时用垫层补足（最小15cm）一般仅设基层即可基层宽度﹥面层宽度三、混凝土面板：平整，耐磨，抗滑四、接缝构造混凝土面板的变形：白天：上热下冷，中部隆起晚上：上冷下热，周边翘起变形导致应力过大断裂四、接缝构造接缝的类型：纵缝：施工缝、缩缝横缝：缩缝、胀缝和施工缝（一）纵向接缝1、一次铺筑宽度小于路面宽度时，设置纵向施工缝，纵向施工缝采用平缝形式。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。3、拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并应对拉杆中部100mm范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，可参照表16.30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，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于100mm。（二）横向接缝1、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。其他情况可采用不设传力杆假缝形式。2、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。胀缝宽20mm，缝内设置填缝板和传力杆。3、施工结束或中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝（传力杆平缝）或胀缝（设拉杆的企口缝）处。4、传力杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距可按表16.31选用。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为150~250mm。（三）接缝填缝材料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。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、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、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（四）配筋图（数量计算图）第二节水泥混凝土路面对材料组成的要求一、垫层材料二、基层材料三、面层材料：水泥、粗集料、细集料、水、外加剂（自学）第三节常用的水泥混凝土路面施工机械一、拌和设备二、摊铺成型设备1、滑模摊铺机2、轨道摊铺机3、三辊轴机组铺筑4、小型机具铺筑5、碾压混凝土路面铺筑第四节水泥混凝土路面的施工一、施工准备二、混凝土搅拌与运输三、面层铺筑四、接缝施工与养生一、施工准备1、选择施工机械：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设备与工艺，小型机具施工工艺多用于三、四级公路2、施工组织3、选择混凝土拌和场地4、进行材料试验和混凝土配合比设计5、基层的检查与整修6、其他准备工作（铺试验路等）二、混凝土搅拌与运输（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比，严格控制加水量。顺序：砂、石、水泥、水2、拌和时间：规定，总拌和时间60s、纯拌和时间35s。（二）运输运距较远：水泥混凝土搅拌运输车运距一般：自卸汽车运距很近：翻斗车烈日、大风雨天或低温时，应遮盖或保温。三、面层铺筑（一）安装1、边侧模板材料：强度足够的槽钢、轨模或钢制边侧模板高度：面板设计厚度长度：3~5m（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3、模板的数量：不宜少于3~5d的需要4、模板架设与安装：架设：支模前应测量放样；每20m应设中心桩，每100m宜布临时水准点。安装：应稳固、顺直、平整、连接紧密、无漏浆、高低错台等5、模板拆除及矫正：当混凝土强度不小于8.0Mpa时可拆；拆下的模板应矫正。三、面层铺筑（二）摊铺、振实与整平1、摊铺人工摊铺坍落度：5~20mm拌和物松铺系数：1.10~1.252、振实：插入式振捣棒振实、振动板振实、振动梁振实3、整平饰面滚杠提浆整平压实整平：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。四、接缝施工与养生（一）纵缝施工：施工缝、缩缝（二）横缝施工：设传力杆缩缝、胀缝、施工缝（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（四）灌缝：灌缝技术要求、胀缝填缝（五）抗滑构造施工：拉毛、塑性拉槽、硬刻槽、抗滑构造的恢复（六）混凝土路面养生拌和时间，速度等运输时间？切缝机纵向施工缝（平缝）纵向缩缝（假缝）表16.30拉杆直径、长度和间距（mm）面层厚度（mm）到自由边或未设拉杆纵缝的距离（m）3.003.503.754.506.007.5200~25014×700×90014×700×80014×700×70014×700×60014×700×50014×700×400260~30016×800×90016×800×80016×800×70016×800×60016×800×50016×800×400横向胀缝表16.31传力杆尺寸和间距（mm）面层厚度（mm）传力杆直径传力杆最小长度传力杆最大间距2202840030024030400300260324503002803545030030038500300滑模摊铺机第四节其它水泥混凝土路面钢筋混凝土路面：当混凝土板的平面尺寸较大/预计路基或基层有可能产生不均匀沉陷/板下埋有地下设施等情况时→为防止可能产生的裂缝缝隙张开，板内配置有纵、横向钢筋(或钢丝)网的混凝土路面。　特点：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。钢筋混凝土路面：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；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→通常在顶面下1／3～1／2板厚范围内；外侧钢筋中心到接缝或自由边的距离为10～15cm，钢筋保护层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；钢筋混凝土板的缩缝间距(即板长)一般为10～20m，最大不宜超过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；这类面层除遇特殊情况外，已很少采用。连续配筋混凝土路面：沿纵向配置连续的钢筋，除了在与其它路面交接处或临近构造物附近设置胀缝以及视施工需要设置施工缝外，一般不设横缝的混凝土面层。　特点：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1.0~3.0m，缝隙平均宽度0.2~0.5mm；配置纵向连续钢筋，横向裂缝→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，在顶面下1/3～1/2板厚范围内；横向钢筋的用量很小→保持纵向钢筋的间距；纵横向钢筋→螺纹钢筋→足够的握裹力；面层板厚同普通水泥混凝土路面；除施工缝(平缝+1m拉杆)/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，或者用于加铺已损坏的旧混凝土路面。装配式混凝土路面：在工厂中把混凝土预制成板块，然后运至工地现场装配而成。特点：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；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；适用：城市道路/厂矿道路/大型基建场地/停车站场和软弱土基上；公路上一般不宜采用。组合式混凝土路面：新建道路混凝土板→单层；缺乏材料/旧路改造时→双层→组合式混凝土路面。　双层板间组合型式：主要针对旧路改造结合式：部分结合式：分离式：纤维混凝土路面：在混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢纤维或其它纤维（如塑料纤维、纤维网等），而形成的一种均匀而多向配筋的混凝土。　特点：板薄、缝少、寿命长、养护费用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；路面厚度可以减薄35～45%；缩缝间距可以增至15～20m，胀缝与纵缝可以不设；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→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→得到不同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。混凝土小块铺砌路面：　定义：由高强的水泥混凝土预制小块手工铺筑而成。　组成：面层、砂整平层(厚0.03m)和基层组成；　特点：形状：矩形、嵌锁型(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(特别是集装箱码头堆场)、街区道路、次要道路、一般公路的路面等。碾压混凝土路面：是一种含水率低，通过碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土。特点：节省大量的水泥；施工速度快；养生时间短；强度高，具有很好的社会经济效益。不足：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