水泥混凝土路面的类型

1.普通混凝土路面

所谓普通混凝土路面,是指除接缝区和局部范围(边缘和角隅)外,面层内不配置钢筋的混凝土路面,也称为素混凝土路面。它是我国目前广泛使用的刚性路面形式,也是最重要的水泥混凝土路面类型。

与其他水泥混凝土路面相比,普通混凝土路面构造的主要特点如下:

(1)板内基本不配筋,或只按构造在局部薄弱环节配置少量加强钢筋。

(2)除个别特殊位置外,板被主动切割出纵横向正交接缝,横缝间距4~6m,冬季低温情况下,材料产生收缩,将沿设定的接缝位置释放变形。

普通混凝土路面在纵横两个方向建造许多接缝,把整个路面分割成许多板块。划分板块是为防止混凝土板因温度变化造成的不规则断裂。

公路混凝土路面接缝可分为纵缝和横缝两大类。纵缝又可分为纵向缩缝和施工缝;横缝又可分为横向缩缝、胀缝和横向施工缝。

混凝土面板的纵缝是与路线平行的接缝。混凝土板一次铺筑宽度大于 4.5m时,应增设纵向缩缝。纵向缩缝采用假缝,并设置拉杆。面板一次铺筑宽度小于路面宽度时,应设纵向施工缝。纵向施工缝采用平缝,也需设拉杆。

横缝是垂直于行车方向的接缝。横向缩缝采用假缝,在特重交通的公路上,横向缩缝宜加设传力杆。

在邻近桥梁或其他固定构筑物处、与柔性路面相接处、板厚改变处、隧道口、小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处,均应设置胀缝。

上述位置以外的胀缝宜尽量不设或少设。其间距可根据施工温度,混凝土集料的膨胀性并结合当地经验确定。胀缝应采用滑动传力杆,并设置支架或其他方法予以固定。

每日施工终了或浇筑混凝土过程中因故中断浇筑时,必须设置横向施工缝,其位置宜设在胀缝或缩缝处。设在缩缝处的施工缝应采用平缝加传力杆型。

拉杆应采用螺纹钢筋,设在板厚中央,并应对拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。拉杆尺寸及间距可根据板宽和板厚依据设计规范选用。

传力杆应采用光面钢筋,其长度的1/2再加5cm范围应涂以沥青或加塑料套。胀缝处的传力杆,应在涂沥青一端加一套子,内留3cm的空隙,填以纱头或泡沫塑料。套子端宜在相邻板中交错布置。传力杆尺寸及间距可根据板厚依据规范选用。

普通水泥混凝土路面因钢筋用量很少,造价相对低廉,在砂石、水泥资源丰富地区,可以利用本地筑路材料,进一步降低运输费用。在基础稳定性良好的情况下,耐久性较好,全寿命经济性好。但因板体刚度大,对重载的敏感性高,如果超限、超载严重,路面使用寿命会急剧下降,不能达到其设计目标。

2.钢筋混凝土路面

钢筋混凝土路面是指面层配置纵、横向钢筋或钢筋网并设置接缝的水泥混凝土路面。配置钢筋的目的并非为增加板体的抗弯拉强度而减薄面板的厚度,主要是为了控制混凝土路面板在产生裂缝之后保持裂缝紧密接触、裂缝宽度不会扩张。因此,钢筋混凝土路面主要适用于各种容易引起路面板裂缝的情况。

(1)路面板的平面尺寸过大或形状不规则,如路面板长度大于10~20m。

(2)地基软弱,虽经处理,但仍有可能产生明显的不均匀沉降而导致面板支承不均匀,如半填半挖路基、局部路基位于塘边、在河边填筑路堤等。

(3)路面板下埋设地下设施,路面板上开设检查口等。

由于钢筋混凝土路面配筋后并不能够提高路面板的抗弯拉强度,因此路面板的厚度采用与不配筋的普通混凝土路面相同的设计厚度。

钢筋混凝土路面纵横向钢筋宜采用相同的直径,钢筋网中钢筋的最小间距应大于混凝土集料最大粒径的2倍,钢筋的搭接长度宜大于直径的35倍。钢筋网应设在面板顶部以下1/3 ~1/2板厚范围内,横向钢筋位于纵向钢筋之下。外侧钢筋中心距接缝或自由边的距离一般为100~150mm。保护层最小厚度不小于50mm。

钢筋混凝土路面的横向接缝间距(即路面板长度)可通过技术经济论证后确定,通常如接缝间距过长,则钢筋用量要增加,接缝间距太短,则接缝数量增加,对行车平顺性不利。一般情况下取接缝间距为10~20m,最大不超过30m。横向接缝采用缩缝形式,并设置传力杆。

3.连续配筋混凝土路面

连续配筋混凝土路面是指面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋,横向不设缩缝的水泥混凝土路面。在路面纵向配有足够数量的不间断连续钢筋,以控制混凝土路面板因纵向收缩而产生的横向裂缝的宽度。因此连续配筋混凝土路而不设横向胀缝和缩缝,形成一完整和平坦的行车表面,改善了行车平顺性,同时增加了路面板的整体强度。连续配筋混凝土路面适用于高速公路、一级公路和交通量特别大的重载道路。

连续配筋混凝土路而并非完全没有横向裂缝,只是由于混凝土的收缩变形为连续钢筋所约束,收缩应力被钢筋所承担。使横向裂缝分散在更多的部位,通常间距为1~2m,即使有一道微小裂缝,但是由于钢筋的紧束,使之仍然保持紧密接触,裂缝宽度较小。这种小裂缝不致破坏路面的整体连续性、行车平稳性,如同无缝路而一样,路面表面雨水也不易渗入,因此具有理想的使用效果。

连续配筋混凝土路面纵向连续钢筋的作用是约束变形,防止裂缝宽度增大,并不分担截面的弯拉应力,因此原则上连续配筋混凝土路面的厚度与普通混凝土路面相同。

4.钢纤维混凝土路面

钢纤维混凝土路面是指在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。钢纤维混凝土是一种性能优良的路面材料,它能显著提高混凝土的抗拉强度、弯拉强度、抗冻性、抗冲击、抗磨耗、抗疲劳等性能,应用在路面工程中,可以明显减小路面板厚度,改善路用性能。国外主要用于公交停车站、收费站和行驶重型汽车的路面和旧路面的加铺层。我国近年来已逐步推广应用,特别适用于地面高程或荷载受限制的场合,如城市道路旧混凝土路面的加铺层、桥面铺装等。

钢纤维混凝土的弯拉强度为普通混凝土的1.5~2.0倍,在所有条件相同的情况下,钢纤维混凝土路面板的厚度约为普通混凝土路面板厚度的0.55~0.75倍,但最小厚度不低于180mm。钢纤维体积率高的取低限,体积率低的取高限。为了提高其整体刚度,通常在钢纤维混凝土路面下设置半刚性基层。

钢纤维混凝土路面的缩缝间距可较普通混凝土路面适当延长,一般取缩缝间距为15~20m。胀缝、缩缝、纵缝、施工缝的构造形式与普通混凝土路面相同。

5.复合式混凝土路面

复合式混凝土路面是指路面板采用上下两层由不同类型和力学性质的材料复合而成的路面。

(1)复合式混凝土路面板适用于以下三种情况:

1)为节省材料、降低造价,上下层采用不同等级的混凝土,较高等级的混凝土用于上层,较低等级的混凝土用于下层。这种路面一般限于地方道路使用。

2)高速公路或一级公路,采用低等级混凝土或碾压混凝土作为基层,而面板与基层连续摊铺,可将面板与基层视为复合式路面。

3)在改建旧混凝土路面时,有时在其上加铺一层新混凝土面层,形成双层式混凝土路面。

(2)根据复合式混凝土路面上下层板之间结合程度的不同,可分为结合式、分离式和部分结合式三种形式。

1)结合式。上下层混凝土板牢固结合,成为一整体,新建路面时,上下层混凝土连续施工,即可做成结合式。改建路面时,将下层板表面凿毛、洗净晾干,并喷刷高强度等级水泥浆或环氧树脂等黏结剂,随即浇筑新混凝土面层。

2)分离式。上下混凝土板之间铺以厚1~2cm的沥青砂,可防止下层板的裂缝和接缝反射到上层板内。因此,分离式双层混凝土路面板不要求上下层板的接缝对齐。当下层板严重破碎时,也可采用这种形式。新铺混凝土面层的厚度不宜小于0.12m。

3)部分结合式。改建路面时,先对原有混凝土板表面进行清理后再浇筑上层板。由于上下层板之间存在部分结合,下层板上的裂缝与接缝通常仍会反射到上层板内,所以上下层板的接缝位置应对齐,但其形式和宽度不要求完全相同。对面层的结构损坏不太严重并已经修复时,可采用这种结合形式。

6.碾压式混凝土路面

碾压混凝土路面是指采用低水灰比混合料,用沥青混凝土摊铺机摊铺成型,用压路机(钢轮与轮胎压路机)碾压成型的水泥混凝土路面。碾压混凝土路面由于含水率低,并通过强烈振动碾压成型,因此强度高,节省水泥、节约用水,施工速度快、养护时间短,有较好的应用前景。但碾压混凝土若直接用作面层板,则表面平整度难以达到十分理想的程度。此外路表面的均匀性也不容易满足要求。因此,碾压混凝土路面不宜用在高速公路、一级公路,一般用于二级以下公路,或作为高速公路、一级公路的刚性基层使用。

7.贫混凝土路面

贫混凝土路面是指用水泥用量较低、混凝土等级较低的混凝土混合料铺筑的路面。贫混凝土板不能作为面层使用,主要用作特重交通等级公路、高速公路、一级公路沥青路面和水泥混凝土路面的刚性基层。

贫混凝土基层一般采用与混凝土面板施工相同的机械与工艺铺筑,基层的纵、横向胀、缩缝应与面层一一严格对应。基层的纵、横向缩缝可以不设拉杆和传力杆,胀缝应设传力杆与胀缝板。

8.混凝土预制块路面

混凝土预制块路面是指面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。铺筑路面的块料由高强水泥混凝土材料预制而成,形状有矩形和嵌锁型(不规则形状)两类。这种路面结构由面层、砂整平层(厚0.03m)和基层组成,基层类型同普通混凝土路面。这种路面具有结构简单,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,便于修复等优点。因此,自20世纪70年代中期以来,这种路面在欧美各国得到了较大的发展,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、一般公路等。

9.装配式混凝土路面

装配式混凝土路面是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。这种路面的优点是:混凝土板可以全年生产,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。因此,它较适用于城市道路、厂矿道路、大型基建场地、停车站场和软弱路基上。装配式混凝土路面的缺点是接缝多,整体性差,容易引起行车颠簸跳动,因而在公路上一般不宜采用。

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