水泥混凝土路面接缝设计要点探讨.doc

水泥混凝土路面接缝设计摘 要：通过对水泥混凝土路面接缝类型、设计目的、类型尺寸、配筋等的介绍，对比 2011 版水泥混凝土路面设计规范， 对改进和修改的部分作了相应的分析，以期使大家更好的理解和领悟，为今后水泥混凝土路面的设计和施工提供更好的理论支持，使水泥混凝土路面在以后更加广泛的应用的高等级公路中去。关键词：水泥混凝土路面 接缝设计 设计 施工 技术要点 中图分类号：TU528.45 文献标识码： A 文章编号：截止到 2009 年底，我国公路水泥混凝土路面已建成 123.1 万余公里，里程位居世界第一，而且每年 在建水泥混凝土路面工程的规模也位居世界各国前列 ，但是我们要看到，我国已建及在建的各等级水泥 混凝土路面当中，一方面低等级公路里程长度占绝大多数，且大多为农村公路；另一方面，高等级水泥 混凝土路面建设数量还在逐年下降。水泥混凝土路面具有强度高、经久耐用、后期养护费用低廉等优点， 能更好的适应由于经济增长而出现的各类大型物流车辆的快捷运输要求 ，同时对水泥混凝土路面也提出 了更高的要求以适应车辆荷载的增加。高等级水泥混凝土路面设计年限一般为 2030 年，但是根据已建的高等级水泥混凝土路面运营情况 ， 实际上在使用 78 年左右，就出现大量的断板、错台等破损类型，需要再次大修，远没达到当初的期望， 因此在高等级公路建设中有被边缘化及被沥青混凝土路面替代的危险 。究其原因有车辆超载及交通量过 大的原因，也有路面结构设计及施工的不足和缺陷，本文根据新修编的 2011 版水泥混凝土路面设计规 范中对接缝的改进及有关新规定，阐述水泥混凝土路面结构设计中的接缝设计的类型 、作用及使用要求 等，以便在今后的设计施工中，能更好的发挥其真正的作用，使水泥混凝土路面能更好的广泛应用于高 等级公路中去。1 水泥混凝土路面接缝设置的目的及类型1 .1 设置目的 防止或减弱温度变化引起的混凝土板的胀缩应力 、翘曲应力和施工要求。混凝土面板在路面温度升高或降低时，面板纵向受到约束，不能自由伸缩而产生附加应力及面板翘曲产生翘曲应力（图 a 、图 b）；每 日施工完成或施工当中一些不确定因素中断连续浇筑作业而需要设置的施工缝。温度升高时温度降低时1 .2 接缝的类型1 .2.1 从接缝的方向分：横缝和纵缝 横缝：垂直于行车方向的接缝纵缝：平行于行车方向的接缝 1 .2.2 从接缝的功能分：缩缝、胀缝、施工缝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 ，同时也能起到缩缝的作用。3 ） 施工缝：每天完工或因雨天及其它原因不能继续施工时 ，应做到胀缝处或缩缝处，并做成施工缝的 构造形式。1 .2.3 从接缝的构造可分为：平缝、企口缝、传力杆缝及假缝等。2 接缝设计 接缝是混凝土路面最薄弱的地方。除了路表水渗入外，接缝处板边弯沉大和温度翘曲变形大是混凝土面层易产生板底脱空和板块断裂的重要因素。 2 .1 纵缝设计有缩缝和施工缝；当一次铺筑小于路面宽度时，应设施工缝；当一次铺筑宽度大于路面容许的板宽（4 .04.5m)时，应设纵向缩缝。填缝料3 8mm防锈涂料34cm3 8mmh/2h/2h/2拉杆h/210cm10cm纵向施工缝纵向缩缝纵缝构造缩缝做成假缝形式，即铺筑时仅在板的上部设缝槽，而板的收缩和翘曲会使缝槽下的混凝土自行断 裂。由于断裂表面凹凸不平、互相嵌锁，使这类接缝具有一定的传荷能力。缝槽深度要适中，过浅 ，混 凝土截面的强度削弱得不够，从而不能保证以后的断裂发生在接缝的位置上 ；过深，不规则断裂面积过 少，接缝的传荷能力就降低。一般缝槽深为 1/3 2/5h。槽宽尽可能窄些，一般为 38mm。纵向缩缝应 设拉杆，以避免板块横向位移并保证接缝的传荷能力。纵缝设置的横向拉杆，一般采用螺纹钢筋，中部 10cm 范围内应刷防锈涂料。每延米纵缝所需的拉杆钢 筋面积 As(c ) ：As = 100 c Bhf s B 、h混凝土板的宽度（m）和厚度（cm）； s钢筋的容许拉应力，螺纹钢筋取 160MPa，光园钢筋取 135MPa。拉杆应具有足够的长度，使锚固在混凝土内的拉杆能发挥其抗拉能力 。此外，还要考虑施工误差，应留 有一定的余地（例如 5cm），故拉杆的长度 Ls(cm)，按下式确定：L s = s d s + 5 2 ds拉杆钢筋直径（ cmc）;s钢筋同混凝土的容许粘结应力，螺纹钢筋取 1 .8MPa,光园钢筋取 1 .25MPa。拉杆的尺寸和间距可参 见表 2- 1。2011 版新规范对面板厚度大于 26cm 的混凝土版将钢筋间距分别调小了 10cm，加强了面板之 间的横向连接，同时也增加了钢筋的传荷能力。表 2-1 拉杆直径、长度和间距（ mm）面层厚度到自由边或未设拉杆纵缝的距离（mm）（mm）3 .003 .503 .754 .506 .007 .5200250147001470014700147001470014700900800700600500400260168001680016800168001680016800800700600500400300注：拉杆尺寸表示方法为直径长度间距 2 .2 横缝设计 有缩缝、施工缝和胀缝。为减小混凝土的收缩应力和温度翘曲应力而设置缩缝，横向缩缝一般采用假缝形式，重交通时设传 力杆。传力杆采用光圆钢筋，一半以上长度涂以沥青或套上塑料膜套等，使之在混凝土收缩时能够滑动。 每天施工结束或混凝土浇筑中断半小时以上时 ，需设置横向施工缝。其位置宜设在胀、缩缝处。设在缩 缝处的横向施工缝采用平口加传力杆型，若施工缝设在两条缩缝中间，则做成企口加拉杆型。填缝料3 8mm填缝料3 8mm1/31/4h1/51/4 hh/2h/2h/2防锈涂料传力杆h/2设传力杆假缝型不设传力杆假缝型横向缩缝构造 设置胀缝的目的：使混凝土板有膨胀的余地，从而避免产生过大的热压应力。胀缝采用平缝形式， 下部设接缝板，上部为填缝料，并设置传力杆。常用的胀缝缝隙宽度为 2 .02.5cm。传力杆的尺寸和间 距可参见表 2 -2，2011 版新规范对传力杆直径进行了三方面调整：根据钢筋等级，取消了 35mm 的尺寸； 根据面层厚度，增加了面层厚 30cm 以上时的传力杆直径；适当降低面层较厚时的传力杆直径，并给出选择的范围，以方便平整度控制。当面层厚度较薄时，传力杆直径保持不变。 表 2-1 拉杆直径、长度和间距（ mm）2 .3 接缝布置： 纵缝：纵向接缝的间距（即板宽）宜在 3 .04.5 米范围内选用，同时避免纵缝设在轮迹上。横缝：横向接缝的间距（即板长）应按面层类型和厚度选定：普通混凝土面层宜为 46m，面层板的长 宽比不宜超过 1 .35，平面面积不宜大于 25m2 ；碾压混凝土或钢纤维混凝土面层宜为 610m；钢筋混凝 土面层宜为 615m，面层板的长宽比不宜超过 2 .5，平面面积不宜大于 45m2 。可与纵缝斜交，减少行车 跳动。胀缝：尽量不设，但与其它结构物（桥梁、隧道、柔性路面等）相接处、板厚变化处、小半径弯道 、纵 坡变换处均应设置胀缝。3 填缝材料3 .1 胀缝接缝板应选用能适应混凝土板膨胀收缩、施工时不易变形、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