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1、第十五章第十五章水泥混凝土路面水泥混凝土路面学习要点学习要点l掌握水泥混凝土路面构造；熟悉水泥混凝土掌握水泥混凝土路面构造；熟悉水泥混凝土路面施工工艺；了解其他类型混凝土路面；路面施工工艺；了解其他类型混凝土路面；l重点：水泥混凝土路面构造重点：水泥混凝土路面构造 第一节第一节 概述概述l我国石灰石资源丰富我国石灰石资源丰富l水泥产量居世界首位水泥产量居世界首位l为水泥混凝土路面的修建提供了有利为水泥混凝土路面的修建提供了有利条件和发展空间条件和发展空间l我国连续我国连续1010年是国际上最大的水泥生产与出年是国际上最大的水泥生产与出口国口国l20022002年年,我国年产水泥达到我国年产水泥
2、达到6.36.3亿亿t tl在在200km200km运距范围内运距范围内,各省区都有符合高速公各省区都有符合高速公路要求的旋窑大水泥路要求的旋窑大水泥l面层可节省投资面层可节省投资15%40%15%40%l我国明年进口重交通沥青我国明年进口重交通沥青100100万万t t，价值，价值3030亿亿元元水泥混凝土路面优点水泥混凝土路面优点l强度高强度高l稳定性好稳定性好l耐久性好耐久性好l能见度高能见度高l无机材料，无污染无机材料，无污染水泥混凝土路面缺点水泥混凝土路面缺点l原材料需求量大原材料需求量大l接缝影响行车接缝影响行车l开放交通迟开放交通迟l修复困难修复困难我国混凝土路面的发展我国混凝土
3、路面的发展l1970年之前，年之前，200km（0.87）l1980年，年，1600km（1.01）l1990年，年，11773km（4.37）l2000年，年，115754km（17.73）水泥混凝土路面的研究水泥混凝土路面的研究l浙江省台州地区修筑试验路（东南大学）浙江省台州地区修筑试验路（东南大学）l交通部公路规划设计院和同济大学交通部公路规划设计院和同济大学l混凝土路面设计理论、方法和参数（混凝土路面设计理论、方法和参数（20余年余年）成果成果l(1)荷载应力和温度应力的计算分析和试验验证荷载应力和温度应力的计算分析和试验验证l(2)混凝土的疲劳特性、疲劳方程和轴载换算；混凝土的疲劳特
4、性、疲劳方程和轴载换算；l(3)路面结构设计方法和设计标准；路面结构设计方法和设计标准；l(4)结构可靠度设计理论、方法和参数；结构可靠度设计理论、方法和参数；l(5)路面结构性能评定和加铺层设计方法；路面结构性能评定和加铺层设计方法；l(6)混凝土强度和弹性模量值、基层顶面当量模量值混凝土强度和弹性模量值、基层顶面当量模量值、面层温度梯度迹横向分布、接缝传荷系数、动荷、面层温度梯度迹横向分布、接缝传荷系数、动荷系数等设计参数的试验测定和分析。系数等设计参数的试验测定和分析。公路水泥混凝土路面设计规范公路水泥混凝土路面设计规范l1984年年l1994年年l2002年年水泥混凝土路面分类水泥混凝
5、土路面分类普通混凝土普通混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土连续配筋混凝土连续配筋混凝土预应力混凝土预应力混凝土装配式混凝土装配式混凝土钢纤维混凝土钢纤维混凝土第二节第二节 水泥混凝土路面构造水泥混凝土路面构造l一、土基和基层 l二、混凝土面板l三、排水要求l四、接缝的构造与布置l五、特殊部位混凝土路面的处理l六、接缝材料及技术要求（一）土基（一）土基l混凝土路面结构传到路床顶面的荷载应力很混凝土路面结构传到路床顶面的荷载应力很小，小，对路基承载能力的要求并不高对路基承载能力的要求并不高l路基出现路基出现不均匀变形不均匀变形时，混凝土面层与下卧时，混凝土面层与下卧层之间会出现局部服空，面层应力会由此增层
6、之间会出现局部服空，面层应力会由此增大，从而导致面层板的断裂大，从而导致面层板的断裂l对路基的要求土要为稳定、密实、均质，不对路基的要求土要为稳定、密实、均质，不均匀变形小均匀变形小路基的不均匀支承路基的不均匀支承l不均匀沉陷（压实不充分）不均匀沉陷（压实不充分）l不均匀冻胀不均匀冻胀l膨胀土膨胀土控制路基不均匀支承控制路基不均匀支承把不均匀的土掺配成均匀的土；控制压实时的含水量接近于最佳含水量，并保证压实度达到要求；加强路基排水设施，对于湿软地基，则应采取加固措施；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。（二）基层（二）基层 混凝土面层下设置基层的目的是：混凝土面层下设置基层的
7、目的是：防唧泥；防冰冻；减小路基顶面的压应力防水防水在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，可以排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断可以排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断地下毛细水上升；地下毛细水上升；为面层施工提供方便；为面层施工提供方便；提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。基层材料的技术要求基层材料的技术要求符合符合公路路面基层施工技术规范公路路面基层施工技术规范（JTJ034-93JTJ034-93）的要求。的要求。基层应具有足够的强度和稳定性，且断面正基层应具有足够的强度和稳定性，且断面正确，表面平整。
8、确，表面平整。湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的高速公路和一级公路或者承受特重或高速公路和一级公路或者承受特重或 重交通的二级公路，宜采用排水基层。重交通的二级公路，宜采用排水基层。适宜各交通等级的基层类型适宜各交通等级的基层类型交通等级交通等级基层类型基层类型特重交通特重交通贫混凝土、碾压混凝土或沥青混贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层凝土基层重交通重交通水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层层中等或轻交中等或轻交通通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层粒料或级配粒料基层基层厚度与宽度基层厚
9、度与宽度l基层厚度以基层厚度以20cm左右为宜。厚（不经济的）左右为宜。厚（不经济的）薄（弯拉应力大）薄（弯拉应力大）l基层宽度应比混凝土路面板每侧各宽出基层宽度应比混凝土路面板每侧各宽出2535cm或或5060cm，或与路基同宽。，或与路基同宽。各类基层厚度的适宜范围各类基层厚度的适宜范围基层类型基层类型厚度适宜的范厚度适宜的范围（围（mm）贫混凝土或碾压混凝土基层贫混凝土或碾压混凝土基层120200水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层150250沥青混凝土基层沥青混凝土基层4060沥青稳定碎石基层沥青稳定碎石基层80100级配粒料基层级配粒料基层150200多孔隙水泥稳
10、定碎石排水基层多孔隙水泥稳定碎石排水基层100140沥青稳定碎石排水基层沥青稳定碎石排水基层80100垫层设置条件 l季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度要求（表防冻厚度要求（表3.0.7）时，其差值应以垫）时，其差值应以垫层厚度补足；层厚度补足；l水文地质条件不良的土质路堑，路床土水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层；湿度较大时，宜设置排水垫层；l路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设半刚性垫层。时，可加设半刚性垫层。垫层技术要求l垫层的宽度应与路基同宽，其最小厚度为垫层的宽度应与路基同宽
11、，其最小厚度为150mm。l防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料。半刚性垫层可采用低剂量无机结合料材料。半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。稳定粒料或土。防冻厚度防冻厚度l在冰冻深度大于在冰冻深度大于0.5m的季节性冰冻地区，防的季节性冰冻地区，防止路基可能产生的不均匀冻胀对混凝土面层止路基可能产生的不均匀冻胀对混凝土面层的不利影响的不利影响l路面结构的最小总厚度，随冰冻线深度、路路面结构的最小总厚度，随冰冻线深度、路基的潮湿状况和土质而异，基的潮湿状况和土质而异，l超出面层和基层厚度的总厚度部分可用基层超出面层和基层厚度的总厚度部分可用基
12、层下的垫层下的垫层(防冻层防冻层)来补足。来补足。水泥混凝土路面结构防冻最小厚度水泥混凝土路面结构防冻最小厚度(cm)设计年限内当地最大冻深（cm）路基干湿类型 路基土质 50100 100150 150200 200 粘性土 细亚砂土 3050 4060 5070 6095 中湿路段 粉性土 4060 5070 6085 70110 粘性土 细亚砂土 4060 5070 6090 75120 潮湿路段 粉性土 4570 5580 70100 80130 二、混凝土面板二、混凝土面板l轮载作用于板中部时，板所产生的最大应力轮载作用于板中部时，板所产生的最大应力约为轮载作用于板边部时的约为轮载作
13、用于板边部时的2/3。面层板的横。面层板的横断面应采用中间薄两边厚的型式，以适应荷断面应采用中间薄两边厚的型式，以适应荷载应力的变化。载应力的变化。l厚边式路面对土基和基层的施工带来不便；厚边式路面对土基和基层的施工带来不便；而且使用经验也表明，在厚度变化转折处，而且使用经验也表明，在厚度变化转折处，易引起板的折裂。易引起板的折裂。面层技术要求面层技术要求l水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整；，表面抗滑、耐磨、平整；l面层一般采用设接缝的普通混凝土；面层一般采用设接缝的普通混凝土；l面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面面层板的平
14、面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、填挖交界段的路基等有可能产生不均匀沉降填挖交界段的路基等有可能产生不均匀沉降时，应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。时，应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。其他面层类型选择其他面层类型选择面层类型面层类型适用条件适用条件连续配筋混凝土面层连续配筋混凝土面层高速公路高速公路沥青上面层与连续配筋混凝土或横缝设传沥青上面层与连续配筋混凝土或横缝设传力杆的普通混凝土下面层组成的复合式路力杆的普通混凝土下面层组成的复合式路面面特重交通的高速公路特重交通的高速公路碾压混凝土面层碾压混凝土面层二级及二级以下公路、
15、服务区二级及二级以下公路、服务区停车场停车场钢纤维混凝土面层钢纤维混凝土面层标高受限制路段、收费站、混标高受限制路段、收费站、混凝土加铺层和桥面铺装凝土加铺层和桥面铺装矩形或异形混凝土预制块面层矩形或异形混凝土预制块面层服务区停车场、二级及二级以服务区停车场、二级及二级以下公路桥头引道沉降未稳定段下公路桥头引道沉降未稳定段面层技术要求面层技术要求l普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。纤维混凝土面层板一般采用矩形。l其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位。横缝不得相互错位。
16、l纵向接缝的间距按路面宽度在纵向接缝的间距按路面宽度在3.04.5m范范围内确定。碾压混凝土、钢纤维混凝土面层围内确定。碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅摊铺时，可不设纵向缩缝。在全幅摊铺时，可不设纵向缩缝。面层技术要求面层技术要求l 普通混凝土面层一般为普通混凝土面层一般为46m，面层板，面层板的长宽不宜超过的长宽不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于，平面尺寸不宜大于25m2；l碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为610m；l钢筋混凝土面层一般为钢筋混凝土面层一般为615m。水泥混凝土面层厚度的参考范围水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级交通等级特重特重重重公路等级公路等级高速高速一级一级二二级级高速高速一级一级二二级级变异水平变异水平等级等级低低中中低低 中中低低中中低低中中面层厚度面层厚度（mm）260250240270240260230250220交通等级交通等级中等中等轻轻公路等级公路等级二级二级三、四级三、四级三、四级三、四级三、四级三、四级变异变异水平等水平等级级高高中中高高中中高高中中面层厚度（面层厚度（mm）240210230200220
