第14章 水泥混凝土路面.doc

第十四章水泥混凝土路面
§14-1 概述
水泥混凝土路面,包括普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和钢纤维混凝土等面层板和基(垫)层所组成的路面。目前采用最广泛的是就地浇筑的普通混凝土路面,简称混凝土路面。
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)外不配置钢筋的混凝土路面。与其它类型路面相比,混凝土路面具有以下优点:
(1)强度高,混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力。
(2)稳定性好,混凝土路面的水稳性、热稳性均较好,特别是它的强度能随着时间的延长而逐渐提高,不存在沥青路面的那种“老化”现象。
(3)耐久性好,由于混凝土路面的强度和稳定性好,所以它经久耐用,一般能使用20~40年,而且它能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。
(4)有利于夜间行车,混凝土路面色泽鲜明,能见度好,对夜间行车有利。
但是,混凝土路面也存在一些缺点,主要有以下几方面:
(1)对水泥和水的需要量大,、7m宽的混凝土路面,每1000m要耗费水泥约400~500t和水约250t,尚不包括养生用的水在内,这对水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。
(2)有接缝,一般混凝土路面要建造许多接缝,这些接缝不但增加施工和养护的复杂性,而且容易引起行车跳动,影响行车的舒适性,接缝又是路面的薄弱点,如处理不当,将导致路面板边和板角处破坏。
(3)开放交通较迟,一般混凝土路面完工后,要经过28天的湿治养生,才能开放交通,如需提早开放交通,则需采取特殊措施。
(4)修复困难,混凝土路面损坏后,开挖很困难,修补工作量也大,且影响交通。
§14-2 水泥混凝土路面构造
一、土基和基层
(一)土基
理论分析表明,通过刚性面层和基层传到土基上的压力很小,。因此,混凝土板下似不需要有坚强的土基支承。然而,如果土基的稳定性不足,在水温变化的影响下出现较大的变形,特别是不均匀沉陷,则仍将给混凝土面板带来很不利的影响。实践证明,由于土基不均匀支承,使面板在受荷时底部产生过大的弯拉应力,导致混凝土路面产生破坏。因此,混凝土路面下的路基必须密实、稳定和均匀。路基一般要求处于干燥或中湿状况,过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态的路基必须经过处理。
路基的不均匀支承,可能由下列因素所造成:
(1)不均匀沉陷——湿软地基未达充分固结;土质不均匀,压实不充分、填挖结合部以及新老路基交接处处理不当。
(2)不均匀冻胀——季节性冰冻地区,土质不均匀(对冰冻敏感性不同);路基潮湿条件变化。
(3)膨胀土—在过干或过湿(相对于最佳含水量)时压实;排水设施不良等。
控制路基不均匀支承的最经济、最有效的方法是:①把不均匀的土掺配成均匀的土;②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;③加强路基排水设施,对于湿软地基,则应采取加固措施;④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
混凝土面层下设置基层的目的是:
图14-1 兼起排水作用的粒料基层
1-盲沟;2-通过路肩的基层
(1)防唧泥——混凝土面层如直接放在路基上,会由于路基土塑性变形量大,细料含量多和抗冲刷能力低而极易产生唧泥现象。铺设基层后,可减轻以至消除唧泥的产生。但未经处治的砂砾基层,其细料含量和塑性指数不能太高,否则仍会产生唧泥。
(2)防冰冻——在季节性冰冻地区,用对冰冻不敏感的粒状多孔材料来铺筑基层,可以减少路基的冰冻深度,从而减轻冰冻的危害作用。
(3)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。
防水——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(如图14-1)以及隔断地下毛细水上升。
图14-2 重复荷载作用下基层的累积变形
(砂砾基层曲线上数字为压实系数)
(5)为面层施工(如立侧模,运送混凝土混合料等)提供方便。
(6)提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命。
因此,除非土基本身就是有良好级配的砂砾类土,而且是良好排水条件的轻交通道路之外,都应设置基层。同时,基层应具有足够的强度和稳定性,且断面正确,表面平整。理论计算和实践都已证明,采用整体性好,
(具有较高的弹性模量如贫混凝土、沥青混凝土、水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、级配碎石等)的材料修筑基层,可以确保混凝土路面良好的使用特性和延长路面的使用寿命。因此,基层材料的技术要求必须符合《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-93)的要求。因为如果基层出现较大的塑性变形累积(主要在接缝附近),面层板将与之脱空,支承条件恶化,从而增加板的应力;同时,若基层材料中含有过多的细料,还将促使唧泥和错台等病害产生。图14