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水泥混凝土路面施工


公路施工技术

第四章 水泥混凝土路面

公路施工技术

第一节、水泥混凝土路面的类型与特点
1. 定义:采用水泥混凝土作为面层材料的一种路面 2. 类型:

1)普通混凝土(素混凝土)
2)钢筋混凝土 3)连续配筋混凝土

4)组合式混凝土
5)装配式混凝土 6)钢纤维混凝土

7)碾压混凝土路面等

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3. 混凝土路面

一、普通混凝土路面——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。
优点:1) 强度; 夜间行车。 2) 有接缝; 2) 稳定性好; 3) 耐久性好; 4) 有利于

缺点:1) 水泥和水的用量大;

增加施工和养护的复杂性;
容易引起行车跳动,影响行车的舒适性; 是路面的薄弱点,容易引起路面板边和板角处破坏;

3) 开放交通较迟;

4) 修复困难。

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普通混凝土路面

连续配筋混凝土路面

二、钢筋混凝土路面 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 适用于: 1) 混凝土平面尺寸较大 2) 路基或基层有可能产生不均匀沉陷 3) 板下埋有地下设施(涵洞等)

三、连续配筋混凝土路面
除在邻近构造物处或与其它路面交接处设置胀缝,以及视施工需 要设置施工缝外,在路段长度范围内不设横缝,而配置纵向连续 钢筋和横向钢筋的混凝土面层 适用于: 高速公路、一级公路和机场混凝土路面

四、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的混 凝土路面

适用于:
城市道路、厂矿道路、大型基建场地、停车站场和软弱土基上

五、组合式(双层式)混凝土路面

铺筑两层混凝土板的路面结构
适用于: 在缺乏品质良好的材料时,下层用当地品质较差的材料修筑板, 上层用好的材料铺筑板,以降低造价 在改建旧混凝土路面时 根据板之间的结合程度分类:

结合式:上下混凝土板牢固结合,成为整体
分离式:上下混凝土板之间铺以厚1~2cm的隔离层 部分结合式:在旧混凝土面层(清理)上直接铺筑的水泥混凝土 板,接缝应对齐但形式可以不同

六、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),即成为一种均匀而多向配筋的混凝土路面 七、碾压混凝土路面 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 凝土路面

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二、混凝土路面对路基和基层的要求 1、路基 通过刚性面层和基层传到土基的压力很小,一般不超过 0.05MPa。 ⑴土基坚实、稳定、其压实度、平整度和路基断面几何尺寸。 路基一般要求,干燥或中湿。 ⑵良好的排水性能,对于湿软地基,需要采用加固措施。 ⑶加设垫层,以缓和可能产生的不均匀变形对面层的不利影响。 2、基层 目的: ⑴防唧泥、冰冻。 ⑵减小路基顶面的压应力,并缓和路基不均匀变形对面层的 影响。 ⑶防水(如图) ⑷为面层施工提供方便(立侧模,运送混凝土混合料)。 ⑸提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命。

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要求: ⑴足够的强度和稳定性,以及整体性好,透水性小 ⑵ 基层断面正确和表面平整 常采用石灰粉煤灰稳定碎石、级配碎石、工业废渣类和水泥 稳定砂砾等半刚性基层 3、垫层 常用砂砾或炉渣等材料,垫层施工前,应处理好路基病害。 三、对水泥混凝土的基本要求 1、工作性(施工和易性) 2、强度和变形 3、耐久性

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水泥混凝土面层直接承受行车荷载的作用和环境因素的影响,应具 有较高的抗弯拉强度和耐久性以及良好的表面特性(耐磨、抗滑、平 整、低噪音等) 混凝土面板的断面形式

四、混凝土面板

1) 厚边中薄式
符合受力特性(从理论计算,轮载作用在板中部时产生的最大应 力约为轮载作用于板边部时的2/3);但不方便施工,而且厚度 变化转折处易引起板的断裂(应力集中) 2) 等边厚式 板的厚度采用板边的计算厚度,混凝土用量大

3) 等中厚式
板的厚度采用板中的计算厚度。板边的强度不足,应在最外两侧 板边部配置钢筋予以加固

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五、排水要求 边缘排水系统 1) 定义:由沿路面边缘设置的透水性填料集水沟,纵向排水沟, 横向出水管和过滤织物组成的排水系统 2) 构造:纵向集水沟、横向出水管、过滤织物 排水基层的排水系统 1) 定义:直接在面层下设置透水性排水基层,在边缘设置纵向 集水沟和排水管以及横向出水管所组成的排水系统 2) 适用条件:新建路面中采用 4) 尺寸:管的直径一般为7-15cm,按水力计算确定

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第二节、水泥混凝土路面接缝施工 设置接缝的目的 1) 减少由于伸缩和翘曲变形受到约束而产生的应力 2) 满足混凝土铺筑的要求 按布置方向分为 1) 纵缝:与行车方向平行的接缝 2) 横缝:与行车方向垂直的接缝

纵缝

横缝

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按作用的不同分为 1. 缩缝:保证混凝土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

作用:控制混凝土的收缩应力和翘曲应力
按设置位置分为 1)横向缩缝:通常垂直与路中线,等间距布置 2)纵向缩缝:在混凝土一次铺筑宽度大于4.5m时设置,接缝平行 于路中线 按设置方式分为 假缝:设置在纵缝和横缝位置,在混凝土表层做一槽口,待槽口 下的混凝土断裂后,依靠断裂面处集料的嵌锁作用传递荷载

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设传力杆假缝:设置在横缝位置,是在假缝内设置不妨碍 混凝土板收缩位移的传力杆(圆型光面钢筋),依靠传 力杆传递荷载 设拉杆假缝:设置在纵缝位置,在假缝内设置拉杆(螺纹 钢筋),以防止两侧混凝土板分开

(1/4~1/5)h

3~8mm 传力杆 防锈涂料

填缝料

(1/3~2/5)h
h/2 h/2

假缝

设传力杆假缝 (横缝)

设拉杆假缝 (纵缝)

拉杆

h

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接缝的槽口施工方法 1) 切缝(锯缝):在硬化混凝土中锯切方式 2) 压缝:在新鲜混凝土中压入的方 槽口的构造形状 窄而深的形式 加宽上部槽口,形成下窄上宽(深宽度比在1.5~3.0)的断面

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缩缝内传力杆的基本要求
不妨碍混凝土板的收缩 不产生锈蚀

传力杆采用光面钢筋,要求见规范
传力杆布置在板的中部 设拉杆的纵向缩缝的基本要求 槽口的深度应大些(由于拉杆的锚固作用) 拉杆采用螺纹钢筋,尺寸和布置间距,应根据设拉杆接缝 到自由边或者允许发生的位移的接缝之间的距离而定

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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,同时起缩缝的作用
设置目的

使混凝土板有膨胀的余地,从而避免产生过大的热压应力
设置位置要求 缩缝间距小和混凝土浇筑时的气温较高时,仅需在遇到固 定结构物和不对称交叉口处设置

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胀缝的构造形式

传力杆式胀缝的构造:用平缝形式,下部设接缝板,上 部为填缝料,并设置传力杆
垫枕式胀缝的构造:用平缝形式,下部设接缝板,上部 为填缝料,不设传力杆,采用枕垫形式

填缝料 填缝板

25mm

30~40 h/2 h/2

h

枕板 套筒 枕垫式胀缝

传力杆式胀缝

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⑴胀缝

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1)混凝 土不连续 浇注时设 置的胀缝

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2)混凝土板连续浇筑时设置的胀缝

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3. 施工缝 每天工作结束或因临时原因而中断施工时,需设置横向施工 缝,混凝土一次铺筑宽度小于路面宽度时,需要设置纵 向施工缝 横向施工缝应尽量做到胀缝处,如不可能,也应做至缩缝处 横向施工缝形式 有传力杆的平头接缝、有拉杆的企口接缝(保证缝隙不 张开)和无拉杆的企口缝

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纵向施工缝形式 有拉杆的平头接缝、有拉杆的企口接缝(保证缝隙不张 开)和无拉杆的企口缝

(1/4~1/5)h

(1/4~1/5)h

1:4

3~8mm

传力杆 h/2 h/2 h

30~40mm

纵向企口缝

拉杆

横向施工缝

防锈 纵向施工缝 涂料

h/2 h/2 拉 杆

h

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纵缝拉杆钢筋布置

传力杆钢筋布置

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4. 填封(缝)料
类型:热灌的橡胶沥青类、常温施工的聚氨脂焦油类、有机硅树脂、 预制压缩性嵌条等类型

5. 补强钢筋
设置补强钢筋的情况 采用板中计算厚度的等厚式板

混凝土板纵横向自由边缘下的基础有可能产生较大的塑性变形时
补强钢筋的类型 边缘钢筋

角隅钢筋
混凝土与桥梁相接处,宜设置钢筋混凝土搭板。斜交时应设置渐变板

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钢筋将相邻车道紧密联系起来。 采用传力筋可以避免平行车道的 分离。

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传力筋由摊铺机自动 插入混凝土板中。 它们可以在板中传递 荷载。 这样可以消除旧路面 上的巨大噪声。

混凝土面板的补强钢筋
? ? ?

边缘钢筋:纵向、横向图a) 角隅钢筋:发针型、网片型图b、c) 构造物横穿公路处的面层配筋网图d)

发针型角隅补强钢筋

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网片型角隅补强钢筋

水泥混凝土路面平面布置图
纵缝+拉杆

缩缝+传力杆

胀缝+滑动传力杆 +角隅钢筋

第三节与其它相接的处理
?

与斜交桥梁的处理

六、与斜交桥梁、沥青路面相接 的处理 ? 与斜交桥梁的处理

六、与斜交桥梁、沥青路面相接 的处理 ? 与沥青路面相接的处理

?

与沥青路面相接的处理

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第四节、水泥混凝土路面板材料的要求 为保证混合料质量,必须使其各组成材料满足一 定技术要求。组成混合料的材料由:水泥、细集料 (砂)、粗集料(碎石)、水和外加剂。

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1、水泥 水泥混凝土路面用水泥的标号与品种的选择,应根据路面的 交通等级所要求的设计抗折强度来确定。宜选用早强水泥,以 缩短养护时间。如图:

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2、粗集料 为保证混凝土具有足够的强度、良好的抗滑、耐磨及耐久性, 粗骨料应质地坚硬、耐久、洁净,符合规定级配,最大粒径不应 超过40㎜,其级配可采用连续级配,连续级配优点所配置的混凝 土较密实,具有优良的工作性,不易产生离析现象.间断级配同 它相比,配制相同强度混凝土所需的水泥用量可少些,但容易产 生离析现象,并须采用强力振捣、碎石和砾石技术要求应分别符 合表中规定。

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3、细集料 细集料可采用天然砂或石屑。优质的混凝土用砂应具有高的 密度和小的比表面。

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4、水 5、外加剂 为了改善混凝土的技术性质,有时在混凝土的制备过程中 加入一定量外加剂。 6、钢筋 钢筋的品种、规格、 应符合设计要求。

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三、接缝材料 接缝材料包括接缝板和填缝料类。接缝板用于胀缝中,填缝料 用于所有接缝中。 1、接缝板的技术要求 胀缝材料一般下部为接缝板、上部为填缝料。接缝板应具有一 定的压缩性和弹性,当混凝土膨胀时不挤出,收缩时能与混凝土 板缝联结不产生间隙;施工时不变性且耐腐蚀。

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2、填缝料的技术要求
理想的填缝料应能与板壁很好得粘结、回弹性好,能适宜混凝土板的胀缩, 不溶于水,不渗水。高温时不溢出,低温时不碎裂,并且耐久性好。 按高温施工式填缝料有沥青胶类、聚氯乙烯胶泥类和沥青玛蹄脂类。 常温施工式有聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、乳化沥青橡胶类等。

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水泥混凝土路面施工 水泥混凝土路面施工工艺流程图

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一、常规施工方法 1、施工准备

第五节 水泥混凝土路面施工
水泥混凝土面层的修建包括下列主要工序: 1混凝土的拌和和运送
工 序 划 分

2混凝土的摊铺和压实 3接缝的建造 4表面整修 5混凝土养生和接缝填封

按摊铺和压实方法和机械,施工方法有: 1小型机具摊铺和振实 2三辊轴整平机 3滑模式摊铺机摊铺和振实 4碾压混凝土路面: 1)平地机摊铺和压路机碾压 2) 摊铺机摊铺和初步振实,压路机进一步碾压

混凝土拌和

混凝土滑模摊铺

摊铺成型后人工修整

人工及小型机具摊铺振捣

抹平

刷毛

拌和与运输

振捣和修整

摊铺

检测

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2、安装模板 常用的模板有木模和钢模。模板应具有一定的刚度,装、拆 方便,挠度小,同时符合正确的设计高度。

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3、混凝土制备和运输 ⑴制备 混凝土制备一般采用两种方法:在工地由拌和机制备;在中 心拌和场地集中制备,而后运送到工地。施工时可使运输设备、 铺筑能力、工程量等具体情况选用。 ⑵运输 拌制好的混凝土应尽快送往摊铺工地,混凝土从搅拌机出料 至浇筑完毕,其允许的最长时间,有实验室根据水泥初凝时间及 施工气温确定 。 表

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在施工现场安装混凝土拌和台:
减少在拌和台与施工场地间运输的车辆。 减少交通阻塞 缩短项目工期

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计算机系统保证每次拌和质量。

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将特定数量的 砂、石、水泥 和水加入固定 拌和鼓中拌和

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将混凝土从倾 斜的拌和鼓中 载入装载机运 到摊铺地点。

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将混凝 土倒在 滑模摊 铺机的 前面。

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4、混凝土的摊铺和振捣 ⑴摊铺
这台摊铺 机可以一 次摊铺三 个车道。 通过计算 机控制系 统将钢筋 插入混凝 土中。

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⑵钢筋设置 ⑶振捣

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6、表面整修
表面有粗麻布拖 过以形成宏观纹 理。 宏观和细观纹理 可以增加抗滑性 能,从而提高安 全性。

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最后由对路面进行 整平修正,以获得 最佳质量。 边缘部分可由手工 平整。

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这个横向锡箔纸可 以用来制造横向纹 理以提供抗滑性能 养生化合液可以提 供良好的养生条件 。

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7、养生与填缝 ⑴湿法养护 ⑵塑料薄膜养护

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二、机械摊铺法
1、滑膜式摊铺机铺筑混凝土路面

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这台摊铺机可以一 次摊铺三个车道。 通过计算机控制系 统将钢筋插入混凝 土中。

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2、轨道是摊铺机铺筑混凝土路面

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三、季节施工 1、低温季节施工 2、高温季节施工 3、雨季施工 四、质量控制和检查

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边模的安装
钢模 ? 模板顶标高即为路面标高,模板底部与基 层的空隙用砂浆来调节。
?

路面设计标高

已浇混凝土

拉杆

砂浆调平层

筑做接缝
施工缝 ? 缩缝
?
? 压缝法:压缝-放入压缝板-收浆抹面-取出

压缝板 ? 锯缝法:用带有金刚石或金刚砂轮锯片的锯缝 机锯割。
?

胀缝

路面切割机

锯缝时间的控制
视气候而定:气温、风力、风速、空气湿 度等。 ? 锯缝过早:混凝土还没结硬,锯缝时槽口 边缘易剥落; ? 锯缝过晚:混凝土过硬而使锯片磨损过大 且费工,而且在锯缝前可能混凝土会出现 收缩裂缝。
?

胀缝传力杆的架设

刚性路面的损坏现象
1、断裂 2、碎裂 3、唧呢 4、错台 5、拱起 6、剥落、缝隙拉宽、填缝料脱落

裂缝挤碎

表面剥落


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