【水泥混凝土路面施工准备分析9100字】

水泥混凝土路面施工准备分析一、水泥混凝土路面构造1.路基结构路基是路面的基础，没有坚固、密实、稳定的路基，就没有优质的路面。理论分析表明，通过刚性表面层和基层传递到地基的压力很小，一般不超过0.05MPa。但是，如果地基土的稳定性不够，在水温变化的影响下，会出现较大的变形，尤其是不均匀沉降，对混凝土面板仍会有非常不利的影响。实践证明，地基过大的塑性变形，特别是不均匀变形，会使楼板底部部分出现空隙，从而引起楼板底部在荷载作用下产生过大的弯曲和拉应力，导致混凝土路面过早破坏。因此，混凝土路面下的路基必须密实、稳定、均匀，为路面结构提供可靠的支撑。为了控制路基的不均匀变形，通常需要在填筑、压实、排水等方面采取相应的措施。2.垫层结构垫层主要设置在温度和湿度状况不良的路段上，以减轻水温不良和路基不均匀变形对路面结构的影响。根据其功能不同可分为防冻垫层、排水垫层和加固垫层三类。在季节性冰冻地区修建混凝土路面时，当路面结构总厚度不能满足表5-1所示的最低防冻厚度要求时，，应设置防冻垫层，保证总厚度满足最小防冻厚度的要求。表5-1水泥混凝土路面最小防冻厚度路基干湿类型路基土质当地最大冰冻深度/m0.50～1.001.01～1.501.51～2.00＞2.00中湿路基低、中、高液线黏土0.30～0.500.40～0.600.50～0.700.60～0.95粉土、粉质土、中液限黏土0.40～0.600.50～0.700.60～0.850.70～1.10潮湿路基低、中、高液线黏土0.40～0.600.50～0.700.60～0.900.75～1.20粉土、粉质土、中液限黏土0.45～0.700.55～0.800.70～1.000.80～1.30对于水文地质条件差、路基土湿度大的土质路基，应设置排水垫层，防止地下水侵蚀路面结构。当路基土质较弱，路基可能产生不均匀沉降或变形时，可加加筋垫层。垫层应具有一定的强度和良好的水稳性，在冰冻地区尚需具有较好的抗冻性（隔温性能）。粗砂、砾石、碎石、煤渣、矿渣等颗粒材料，水泥或石灰渣稳定粗粒土，石灰粉煤灰稳定粗粒土等。可以选择作为缓冲材料。如果使用粗砂和砾石材料，通过0.074毫米筛的颗粒含量不得大于5%。防冻垫层和排水垫层应采用粗砂、砾石、碎石等粒料。加固垫可以使用低剂量无机粘合剂来稳定粒状材料或土壤。垫层的宽度应与路基同宽，其最小厚度为150mm。3.基层结构在混凝土表面下设置底座的目的是:(1)抗抽泥浆——混凝土表面层直接放置在路基上，由于路基土的塑性变形大，细料含量高，抗冲刷能力低，容易发生抽泥浆。基层铺设后，可减少甚至消除泵送泥浆的产生。但未处理的碎石基层的细料含量和塑性指标不宜过高，否则仍会发生抽泥。(2)防冻—在季节性冻结地区，采用颗粒状多孔材料铺筑基层，可减少路基的冻结深度，从而减少冻结的危害。(3)降低路基顶面压应力，减轻路基不均匀变形对表层的影响。(4)湿软土地基上铺装开级配骨料基层，可消除路面渗水到表面板(图5-1)，防止地下毛细水上升。图5-1兼起排水作用的粒料基层1-盲沟；2-通过路肩的基层(5)为表面施工提供方便(如立侧模、运输混凝土混合料等)。).(6)提高路面结构承载力，延长路面使用寿命。因此，基层应具有足够的抗冲刷能力、刚度和稳定性，断面正确，表面平整。除非土基为级配良好的碎石土，且为排水条件良好的轻型交通道路，否则应设置基底。理论和实践都证明，使用整体性好、弹性模量高的材料(如贫混凝土、沥青混凝土、水泥稳定碎石、二灰稳定碎石、级配碎石等)。)可以保证混凝土路面良好的使用特性，延长路面的使用寿命。基层宽度应比混凝土路面两侧各宽至少300mm(使用小型机具时)、500mm(使用轨道摊铺机时)或650mm(使用滑动摊铺机时)。当路肩采用混凝土路面，其厚度与行车道路面相同时，基层宽度应与路基宽度相同。级配骨料基层宽度应与路基宽度一致。研究数据表明，通过增加基层厚度来提高地基的支护力，或通过降低表层的应力或厚度来提高地基的支护力，一般都是不经济的。但随着稳定基层厚度的减小，基层底部的弯曲和拉应力增大，因此基层厚度不宜过薄。各基层的适宜厚度范围见表5-2。表5-2各类基层厚度的适宜范围基层类型厚度适宜的范围/mm贫混凝土或碾压混凝土基层120～200水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层150～250沥青混凝土基层40～60沥青稳定碎石基层80～100级配粒料基层150～200多孔隙水泥稳定碎石排水基层100～140沥青稳定碎石排水基层80～1004.混凝土面板水泥混凝土路面应具有足够的强度、耐久性和防滑、耐磨、找平等路面性能。表面层一般采用带接缝的普通混凝土，即该层除接缝区域和局部区域外不加钢筋的水泥混凝土路面，又称素混凝土路面。此外，水泥混凝土路面还包括钢筋混凝土、连续钢筋混凝土、装配式混凝土、碾压混凝土、钢纤维混凝土和复合式路面等面层板类型。这些面层类型的适用条件见表5-3。表5-3其他面层类型选择普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面板一般通过横向和纵向接缝分为矩形板。纵缝和横缝应垂直相交，纵缝和横缝两侧的横缝不得错位，如图5-2所示。图5-2混凝土板的分块与接缝1-横缝；2-纵缝根据理论分析，当轮载作用在板的中间时，板产生的最大应力约为轮载作用在板的边缘时的2/3。因此，面层板的截面应中薄中厚(如图5-3所示)。但是，厚边路面给地基和基层施工带来不便;此外，应用经验也表明，在厚度变化的转折点处，板材容易断裂。因此，目前国内外均采用等厚截面。图5-3混凝土路面横断面示意图为提高路面的行车安全性，路面表面应采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法进行防滑处理。5.接缝的构造与布置混凝土路面是由一定厚度的混凝土板组成，具有热胀冷缩的特性。由于全年气温的变化，混凝土板会有不同程度的膨胀和收缩。在白天和夜间，当白天气温升高时，混凝土板顶面温度高于底面温度，这种温度梯度会在板中部形成抬升趋势;当夜间空气温度下降时，板的上表面温度低于下表面温度，这将导致板的外围和角落上升。这些变形将受到板与基础之间的摩擦力、黏结力，以及板的自重、车轮荷载等的制约，导致板内应力过大，导致板断裂，如图5-(b)所示，或拱膨胀等。板体的均匀降温引起收缩，收缩也会将两块板拉开，形成如图5-(c)所示的裂缝，从而失去荷载传递函数。为了避免这些缺陷，混凝土路面必须在垂直和水平方向设置许多缝来分隔整个路面。图5-4混凝土的变形与破坏示意图接缝可减小混凝土板因变形约束而引起的内应力，满足施工需要。然而，接缝是路面结构的薄弱部位，会影响行车稳定性，容易产生抽泥、错台等破坏现象。因此，接缝的位置和结构应满足三个方面的要求:①控制因温胀应力和翘曲应力引起的裂缝的位置;②能提供一定的载荷传递能力;(3)防止路面水下渗水及硬质杂物渗入缝隙。缝按功能不同可分为收缩缝、伸缩缝和施工缝。接缝按照构造形式的不同，可分为平缝、企口缝和假缝等。接缝按照几何部位的不同，可分为横向接缝和纵向接缝。（1）横缝的构造与布置横缝是垂直于行车方向的接缝，有缩缝、伸缩缝、施工缝三种。缩缝保证了板材在因温度和湿度降低而收缩时，会沿着薄弱截面开裂，从而避免出现不规则裂缝。伸缩缝保证了温度升高时板可以部分拉伸，避免了热天路面板的拱胀和断裂破坏，同时伸缩缝还可以起到缩缝的作用。每天混凝土路面完工，因雨天或其他原因需要中断浇筑时，应设置施工缝。1)横向胀缝伸缩缝处的混凝土板完全断了，所以也叫实缝。伸缩缝必须从上到下贯穿，垂直墙面和缝隙宽度为20〜25mm.施工时温度高，或伸缩缝间距短，应采用下限；反之，用上限。间隙的上部填充有3〜4cm深度的填缝材料，下部设置有弹性填缝板，该弹性填缝板可以由浸油或浸沥青的软木板制成。对于交通繁忙的道路，为了保证混凝土板之间有效的荷载传递，防止错缝的形成，伸缩缝处板厚中心应设置传力杆。通常，传力杆由光滑的圆形钢筋制成，长度为40〜60cm，直径为20〜25mm，每个30〜50cm.设置一个杆杆的一半固定在混凝土中；另一半部分涂有沥青。一般来说，它被一个长度为8〜10cm.的铁皮或塑料套管覆盖套筒应覆盖传力杆5厘米以上，并且通常在筒体底部和杆端之间设置宽度为3〜4cm的间隙，该间隙填充有弹性材料，例如泡沫塑料或纱线。，以利板膨胀时的自由伸缩（图5-5)。传力杆加套端一半以上的长度，表面涂敷沥青膜（厚0.1mm),外面再套0.4mm厚的聚乙烯膜，以防止传力杆与混凝土黏结而无法自由滑动。在同一条胀缝上的传力杆，设有套筒的活动端最好在缝的两边交错布置。图5-5横向胀缝构造伸缩缝是混凝土路面的薄弱环节，不仅给施工带来不便，而且经常会引起唧泥、错台、碾压、鼓包等病害。因此，我国的路面设计规范规定，伸缩缝应尽量少设置或不设置，但横向伸缩缝应设置在桥梁或其他固定结构附近的地方或与其他道路的交叉口。但是，在使用长距离伸缩缝或非伸缩缝路面结构时，应采取相应的措施，如:增加基层表面的摩擦力，以抑制高温或高湿条件下板的伸长趋势；当气温较高时，应尽量减少水泥混凝土板的膨胀和收缩。相对缩短收缩缝间距，以降低板材的温度翘曲应力；减小收缩缝间隙的张拉宽度，以提高荷载传递能力，提高板对基础变形的适应性等。2)横向缩缝一般横向缩缝都是假缝的形式，即只有板的上部有缝隙，当板收缩翘曲时，槽下的混凝土会自行断裂。由于断口不平整且相互锁定，这种接头具有一定的传力能力。横向缩缝包括传力杆假缝型和传力杆假缝型。超重型和重型交通道路、收费广场和与伸缩缝或自由端相邻的三个收缩缝应设置传力杆假缝，其构造如图5-6(a)所示。其他情况可采用不设传力杆假缝形式，其构造如图5-6(b)所示。图5-6横向胀缝构造横向缩缝顶部应锯切槽口，深度为面层厚度的1/5〜1/4,宽度为3〜8mm,槽内填塞填缝料，以防地面水下渗及砂石杂物进入缝内。高速公路的横向缩缝槽口宜增设深20mm、宽6〜10mm的浅槽口，其构造如图5-7所示。图5-7浅口层构造销钉棒应光滑加固。销钉杆长30~40cm，直径1416mm。每30~60cm设置一根销钉。一般情况下，所有销钉筋都锚固在混凝土中，以保证收缩缝下部凹凸面荷载传递函数。但为了便于板的翘曲，有时在销杆的半段处涂上沥青，称为滑动销杆。横向收缩缝一般按等间距布置，通常垂直于道路中线，间距一般为4~6m(即板长)。在昼夜温差变化较大的地区，或基础水文条件较差的地段，应取下限值，取上限值。横缝和纵缝一般相互垂直，使混凝土板有90个角，纵缝两侧横缝一般在一条直线上。为了提高驾驶的质量,也可以采用可变间距收缩关节和安排他们间接的中间线,而传力杆仍然是平行于道路的中线,这轮子两边的车辆不穿过横关节同时,从而达到减少颠簸的效果。收缩缝。3)横向施工缝日常施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽量选择在缩缝或伸缩缝处。位于缩缝处的施工缝应采用带传力杆的平缝形式，其结构如图5-8(a)所示。位于伸缩缝处的施工缝与伸缩缝结构相同。如有困难，施工缝应采用带拉杆的企口缝形式，其结构如图5-8(b)所示。图5-8横向施工缝构造施工缝采用平缝或企口缝的构造形式，具体而言:平缝上部应设置深为3〜4cm、宽为5〜10mm的沟槽，内浇灌填缝料。为利于板间传递荷载，在板厚的中央也应设置传力杆。传力杆应采用光面钢筋，长度约40cm，直径20mm,半段锚固在混凝土中，另半段涂沥青或润滑油，亦称滑动传力杆。而设在缩缝之间的横向施工缝采用设拉杆企口缝形式，可提高接缝的传荷能力，使之接近于无接缝的整体板。（2）纵缝的构造与布置纵向接缝是指平行于混凝土路面行驶方向的接缝。纵向接缝主要包括纵向收缩缝和纵向施工缝。纵缝间距为板宽，一般根据车道宽度确定。但对于有边缘带的高速公路和一级公路，可以根据车道和边缘带的宽度确定板宽。纵向接缝间距通常设置在3〜4.5m..纵缝间距因板过宽而易发生纵向断裂，尤其是旧路加宽或半填半挖路段，最大间距一般不超过4.5m。1)纵向缩缝当初铺宽度大于4.5m时，应增加纵向收缩缝。缩缝应做成假缝，拉杆应设置在厚度的中心。拉杆的直径可以小于传力杆，并锚固在混凝土中，以避免板的侧向位移，并确保接头的荷载传递能力。其结构如图5-9所示。图5-9纵向缩缝构造示意图槽位深度适中。如果太浅，混凝土截面的强度将不会减弱到足够的程度，这样就不可能保证接缝位置将来会发生断裂;如果过深，不规则断裂面积过小，接头的荷载传递能力会降低。锯切的切口深度应大于施工缝的切口深度。使用粒状底座时，槽口深度应为板厚的1/3;采用半刚性基层时，槽口深度为板厚的2/5。槽宽根据施工条件，宜尽可能窄些，通常为3〜8mm。2)纵向施工缝当初铺宽度小于铺装宽度时，应沿仓库纵向间隔边缘设置施工缝。纵向施工缝一般制作成平缝(图5-10)。缝壁应涂沥青，上部应锯切深度30~40mm，宽度38mm。缝填充物应填在槽内，避免渗水，落入硬屑。为了防止板的位移，并使接缝打开和板上下移动，拉杆应设置在接缝厚度中心，垂直于接缝墙。图5-10纵向施工缝构造多车道路面应每34车道设置纵向伸缩缝，其结构与横向伸缩缝相同。当路边有路沿石时，路沿石与铺装板之间应设置伸缩缝，但不必设置销钉。6.钢筋的布置（1）拉杆和传力杆拉杆是设在纵缝板厚中央的螺纹钢筋，其目的是防止板块横向位移。对拉杆中部10cm范围内应进行防锈处理。拉杆尺寸及间距可按表5-4选用。其最外边的拉杆距接缝或自由边的距离一般为25〜35cm。表5-4拉杆直径、长度和间距面层厚度/mm到自由边或未设拉杆纵缝的距离/m3.003.503.754.506.007.5200～25014×700×90010×700×80014×700×70014×700×60014×700×50014×700×400260～30016×800×90016×800×80016×800×70016×800×60016×800×50016×800×400行车荷载作用在一块板边的一瞬间，通过传力杆将部分荷载传到另一块板上，这样可以减轻板体内产生的应力。销钉棒一般采用圆钢棒，其长度的一半加5cm应涂沥青或塑料套筒。在伸缩缝处的销钉上，涂沥青的端部应设有套筒，有3cm的孔隙和充纱头，套筒端部应错开在相邻的板上。销钉的尺寸和间距可参考表5-5进行选择，最外侧销钉到接缝和自由边的距离一般为15~25cm。表5-5传力杆尺寸和间距单位;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（2）边缘钢筋通常使用两根直径为12〜16mm的螺纹钢筋或圆钢，位于下板厚度的1/41/3处，距离板的边缘和底部不小于5毫米，两根钢筋之间的距离不应小于10厘米，如图5-11(a)所示。纵向边筋一般只在一个板内制作，不得穿过缩缝，以免妨碍板的翘曲；但有时可以通过缩缝，不能通过伸缩缝。为了加强锚固能力，钢筋两端应向上弯曲。在横向伸缩缝的两块侧板的边缘和混凝土路面的起始端，还可以在加强板的横向边缘设置横向边缘钢筋。（3）角隅钢筋设置在伸缩缝两侧的转角处，一般可用两根直径12~14mm、2.4m长的螺纹钢筋弯成如图5-11(b)所示的形状。角筋应位于板的上部，距板顶面不小于5cm，距伸缩缝及板的边缘不小于10cm。在交点处，为避免出现锐角，应设置双层钢网加固，如图5-11(c)所示，以避免板角断裂。钢筋设置在板的上下两部分，宜距板的顶(底)处5~7cm。(a)边缘钢筋图5-11边缘和角隅钢筋的步骤7.特殊部位混凝土路面的处理（1）混凝土路面与沥青路面相接混凝土路面同沥青路面相连接，由于沥青路面难以抵受混凝土面层的膨胀推力，相接处常出现沉陷、错台或柔性路面受顶推而拥起等破坏现象，因此需采取相应技术措施加以处理。当混凝土路面与沥青路面连接时，两者之间应设置至少3m长的过渡段。过渡段路面采用两种路面阶梯状叠加布置，其下铺设的变厚度混凝土过渡板厚度不小于200mm，如图5-12所示。在过渡板与混凝土表面的连接处设置一根直径25毫米、长度700毫米、间距400毫米的拉杆。混凝土表面接缝附近的12个横向接缝应设置伸缩缝。图5-12混凝土路面与沥青路面相接段的构造布置（尺寸单位：mm）（2）混凝土路面与桥梁相接混凝土路面与桥梁连接的技术措施主要包括设置钢筋混凝土引线板、渐变板和适当位置设置伸缩缝。当桥头设置搭带时，搭带与混凝土搭板之间应设置6~10m长的钢筋混凝土表面过渡板。钢筋混凝土面板与楼板之间的横缝采用拉杆平缝形式，钢筋混凝土面板与混凝土面板之间的横缝采用钉杆伸缩缝形式。遇大膨胀时，连续设置23根销钉条伸缩缝。当桥梁发生斜交时，钢筋混凝土板的锐角应采用钢网加固。绑带一端置于桥台上，加防滑锚固筋，并在绑带上预留注浆孔。桥头未设搭板时，宜在混凝土面层与桥台之间设置长10〜15m的钢筋混凝土面层板；或设置由混凝土预制块面层或沥青面层铺筑的过渡段，其长度不小于8m。斜桥还应配备钢筋混凝土梯度板。梯度板数量:当桥梁的斜交角大于70°时，设置一个；两件套4570；当温度低于45°时，至少应设置3件(图5-13)。梯度板的最小短边为5m，最大长边为10m。引桥板和斜板的配筋量应通过计算确定，转角处用钢筋网加固。图5-13混凝土路面斜交桥梁相接构造二、水泥混凝土路面材料要求水泥混凝土路面使用的混合料由粗骨料、细骨料、水泥、水和外加剂组成。根据交通荷载的特点和自然因素，为保证路面质量，路面混合料必须具有较高的抗弯强度、良好的抗冻性和耐磨性，以及良好的施工和易性。施工时，混凝土的抗折强度、抗压强度应达到4。0.5.0MPa,28天30~35MPa，坍落度一般规定为0.30mm。为保证混合料的质量，对其组分的技术性能应严格要求。1.粗集料混凝土混合料中的粗骨料(>>5mm)应选用岩浆岩或未风化的沉积岩砾石。最好不要使用石灰石碎石，因为它容易打磨，导致表面太滑。研磨和磨石满足使用要求也可以使用。但由于碎石混合料的强度(尤其是弯拉强度)低于碎石混合料的强度，因此在使用时应加碎石总量的1/31/2以上。双层楼板的下层一般采用砾石混凝土。采用连续级配骨料时，混凝土的和易性和均匀性较好。非连续级配骨料强度高。粗骨料(碎石或砾石)应坚硬、耐用、洁净，符合规定级配，最大粒径不得超过40mm。骨料中针状含量不宜大于15%，粉砂含量不宜大于1%，硫酸盐含量不宜大于1%。2.细集料混合物中小于5毫米的细骨料可以是天然砂。要求颗粒坚硬耐磨，级配良好，表面粗糙棱角分明，清洁有害杂质少，含泥量小于3%，细度模数大于2.5。3.水泥水泥是混凝土强度的主要材料，应具有强度高、收缩小、耐磨性强、抗冻性好的特点。国内一般使用标号不低于425的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。根据交通等级合理选择水泥等级:特重型交通道路路面采用525号水泥；重、中、轻交通道路宜选用425号水泥。水泥混凝土的水泥消耗量一般为300〜350kg/m3.双层混凝土路面下层可使用325号水泥，用量可降至270公斤。4.水饮用水是搅拌和养护混凝土的最佳用水。不允许使用工业废水、污水、海水、沼泽水、酸性水(pH<4)和硫酸盐含量高(按超过2.7mg/cm3计算)的水。混凝土的用水量一般是130〜170L/m3.水灰比应为0。400.55确保混凝土有足够的强度和密实度。水灰比较低时，混凝土和易性较差，可加入增塑剂和减水剂。混合物的含砂量一般为28%-33%。为了使混凝土路面早日通车，可以在混凝土中加入早强剂。掺有早强剂的混凝土可以使道路在3〜5d天的铺路后通车。三、施工机械选型1.拌和设备搅拌设备根据搅拌工艺的生产方式可分为间歇式搅拌设备和连续式搅拌设备。间歇式是在每个锅内分别称量物料，其搅拌精度比连续式高，废弃物料少，故宜先选择间歇式建筑。实践证明，连续搅拌建筑也能满足公路水泥混凝土路面滑模铺装的要求，也可用于工程建设。连续搅拌楼应配备两个搅拌锅或一个足够长搅拌均匀的搅拌锅，搅拌锅应配备电视监控设备。前者是为了保证混合料的均匀性和成熟度，后者是为了保证安全。2.摊铺成型设备（1）滑模摊铺机滑模摊铺机铺筑是指采用滑模摊铺机铺筑水泥混凝土路面的施工工艺。其特征是不架设边缘固定模板，能够一次完成布料摊铺、振捣密实、挤压成型、抹面修饰等混凝土路面摊铺功能。高速公路、一级公路推荐整幅滑模摊铺机，宜选配能一次摊铺2〜3个车道宽度（7.5〜12.5m)的滑模摊铺机，尽量使用整幅12.5m宽度的大型滑模摊铺机，以减少纵向连接纵缝部位的不平整及存水现象。二级公路推荐9m整宽滑模摊铺机，二级及以下公路路面的最小摊铺宽度不得小于单车道设计宽度，在二级公路上有条件时，推荐采用中央路拱的8〜9m宽滑模摊铺机。在多数情况下，二级公路无运输便道，必须预留一半宽度的路面，用做混凝土运输通道。一般情况下，在三、四级公路水泥混凝土路面上，由于软路肩宽度不足，履带行走宽度及设置基准线位置不够，不适宜使用滑模摊铺机施工。滑模摊铺机械与技术，在我国仅适用于二级以上高等级公路水泥混凝土路面的施工。滑模摊铺机可根据特大型、大型、中小型的基本技术参数选择。无论选择什么样的设备，首先必须满足施工路面、肩、路肩、护栏的基本施工要求;其次,滑模摊铺机的工作配置本身应该完成,应配备螺丝或刮刀经销商,宽松的高度控制板,振动排小屋,填塞杆或振动摩擦平面梁、自动贴板,横向拉杆和中央拉杆装置为两车道在同一时间。硬路肩建议采用路肩石铺装，硬路肩宜选用中、小型多功能滑模铺装，路肩宜一步铺装。（2）轨道摊铺机轨道式摊铺机铺筑水泥混凝土路面应采用轨道与模板合一的专用钢制轨模，长