水泥混凝土路面教学学习课件

第十五章水泥混凝土路面CementConcretePavement

主要内容第一节概述第二节水泥混凝土路面的结构要求第三节水泥砼路面的接缝构造与布置第四节其它类型混凝土路面简介第五节水泥混凝土路面施工第六节水泥混凝土的材料设计（自学）1）水泥混凝土路面的定义是指由水泥混凝土面板和基层或底基层所组成的路面，也称刚性路面，包括普通混凝土路面（JPCP）、钢筋混凝土路面（JRCP）、钢纤维混凝土路面（SFCP）、预应力混凝土路面、连续配筋混凝土路面（CRCP）、装配式混凝土路面等。2）普通水泥混凝土路面（JPCP）由普通混凝土面层板和基层或底基层所组成的路面，是除接缝区和局部范围（边缘及角隅）外，不配置钢筋的混凝土路面。有时也被称为白色路面。◆1、水泥混凝土路面及其特点第一节概述第一节概述

Concrete/Flexible2%JPCP4%CRCP94%FlexibleFromDHChen3）普通混凝土路面的特点（1）强度高（抗压强度》抗弯拉强度）（2）稳定性好（水稳定性？温度稳定性？）（3）耐久性好（疲劳性能使用20～40年或更长）（4）夜间行车效果好（5）使用初期养护费用少（但是后期比较高）第一节概述4）普通混凝土路面的缺点（1）初期造价高（目前与进口沥青比造价已不高，且沥青路面使用寿命也长，因此单位年费用更低）；（2）对水泥和水需求量大，总体污染（水泥生产）；（3）噪声大、行驶舒适性差（尤其是错台后）；（4）有接缝（受力薄弱、行车舒适性差、易进水）；（5）修筑周期长，开放交通迟（维修更麻烦）；（6）养护维修困难。第一节概述2、普通水泥混凝土路面的病害类型1）挤碎：出现于横向接缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内，表现为板的伸长受阻，板发生剪切挤碎。2）拱起：混凝土面板在受膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板向上拱起，表现为纵向压曲失稳。3）错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。4）唧泥：汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。

第一节概述1）接缝破坏2）面板破坏（断裂）

表现为面板的断裂和裂缝，主要是面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现的横向或纵向以及板角的断裂和裂缝。断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。3）表面损坏第一节概述包括起皮、磨损、露骨、磨光等第一节概述唧泥第一节概述板块断裂、破碎第一节概述拱起FromDHChen第一节概述裂缝挤碎第一节概述表面剥落第一节概述横向裂缝局部沉陷局部修补第一节概述4-in.CoreLane2Lane3Broken#4TieBarBasepumped,formingvoid3inchesdeepby5incheswideYellowrepresentslayerofcleancoarseaggregateleftbehindafterpumpingFaultedasmuchas2inchesDetailatFaultedJoint5in.3in.FromDHChen接缝传力杆破坏示意图（1）性能要求：土基的支承要求主要是保证基层的稳定性（尤其是水稳定性和路基稳定性），特别是不出现不均匀的支承，从而保证水泥混凝土板处于均匀面支承的受力状态。路基要求（即土基）密实、稳定和均匀，路基处于干燥或中湿状态，沉降稳定；基层要求采用水稳定性好的材料（沥青混凝土-水稳）。1、土基第二节水泥混凝土路面的结构要求（2）引起土基不均匀支承的可能原因

1）不均匀沉陷：压实不均匀、填挖结合处理不佳、土基未充分固结（施工期沉降不稳定）；

2）不均匀冻胀：含水量在等温面分布不均匀、土质不均匀；

特殊土质：膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。（3）处治方法

土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层第二节水泥混凝土路面的结构要求（1）基层的作用①支承路面板提供合适地基模量，提高路面结构的承载能力，延长路面使用寿命。

减小路基（土基）顶面的压应力，减小地基的不均匀变形，缓和路基不均匀变形对面层的影响。②防唧泥混凝土板如直接放在路基上，会造成路基土塑性变形过大，铺设基层可减轻以至消除唧泥，但未经处治的砂砾基层细料含量和塑性指数不能太高，否则仍会产生唧泥。2、基层第二节水泥混凝土路面的结构要求（1）基层的作用③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铺筑基层，可减少路基的冰冻深度，减轻冰冻的危害作用。④防毛细水对基层的影响在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层可排除路表渗入水及隔断地下毛细水。⑤提供施工平台面层施工(如立侧模，运送混凝土混合料等)提供方便第二节水泥混凝土路面的结构要求粒料类（碎石、砂砾等）稳定类（水泥、石灰粉煤灰或沥青稳定粒料）贫混凝土和碾压混凝土等

（2）水泥混凝土路面的基层类型第二节水泥混凝土路面的结构要求2、基层第二节水泥混凝土路面的结构要求（3）基层的设计要求2、基层（4）基层的厚度要求第二节水泥混凝土路面的结构要求1、有接缝的普通混凝土路面有或无传力杆的横缝有或无传力杆的横缝有拉杆的纵缝2、有接缝的钢筋混凝土路面钢丝网连续配筋3、连续配筋混凝土路面4、预应力混凝土路面钢筋丝（1）面层的几种类型3、水泥混凝土面层第二节水泥混凝土路面的结构要求（2）水泥混凝土路面的形状要求普通混凝土、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。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。（3）水泥混凝土路面的材料要求新拌混凝土的施工和易性-易于施工操作的性能→质量均匀、密实成型硬化后混凝土的强度-抗压强度和抗弯拉强度、模量混凝土的变形特性-弹性变形、徐变变形、温度变形、干燥收缩变形耐久性-混凝土抵抗环境介质作用而保持其形状、质量和适用性的能力

①路面表面排水 方式：主要通过设置横坡，迅速排除降雨。

行车道路面应设置单向或双向横破，坡度为1%-2%，路肩宜稍大。②中央分隔带和路肩排水 方式：主要采用设置排水盲沟的方式。③路面结构内部排水 方式：通过设置排水垫层/基层。第二节水泥混凝土路面的结构要求4、水泥混凝土路面排水路面排水系统的组成第二节水泥混凝土路面的结构要求第二节水泥混凝土路面的结构要求1）路肩铺面结构应具有一定的承载能力

,其结构层组合和材料选用应与行车道路面相协调,并保证进入路面结构中的水的排除。2）路肩铺面可选用水泥混凝土面层或沥青面层。3）路肩水泥混凝土面层的厚度通常采用与行车道面层等厚

,其基层宜与行车道基层相同。选用薄面层时,其厚度不宜小于150mm,基层应采用开级配粒料。4）路肩沥青面层宜选用密实型沥青混合料，基层可选用无机结合料稳定粒料或级配粒料。行车道路面结构不设内部排水设施时,沥青面层和不透水基层的总厚度不宜超过行车道面层的厚度,基层下应选用透水性粒料填筑。5、路肩①水泥混凝土硬化过程中的收缩；②施工过程应设置横向工作缝和纵向工作缝；③混凝土面板的热胀冷缩温度均匀变化时：水平拉伸、或水平压缩温度不均匀变化时：白天，板表面温度高于板底温度，水泥砼板中部有向上隆起的趋势，受阻后，顶面受压、板底受拉；夜晚相反，板边有翘起趋势，顶面受拉、板底受压第三节水泥砼路面的接缝构造与布置1、水泥混凝土路面的接缝的设置目的垂直于行车方向的接缝，包括缩缝、胀缝和工作缝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，同时胀缝也能起到缩缝的作用。③施工缝：因施工不连续，暂时停止施工时要设置施工缝。常设置在缩缝、胀缝位置处，必须添加传力钢筋，保证纵向整体性。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置2、水泥混凝土路面的横向接缝（1）横向接缝

①胀缝的构造

胀缝是贯通接缝、缝宽达到20mm左右、虽然设置传力杆，但是由于不断的伸长与收缩，再加上荷载的作用，是水泥混凝土最薄弱的环节。目前只在结构物位置设置胀逢，设置胀逢的数量与水泥混凝土路面长度没有关系。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置（2）横缝的构造与设置缩缝间距一般4～6m，同板长，根据气温状况、地质水文情况选择。如：5m×4m的板块，按5m固定间距设置缩缝。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置

②缩缝的构造假缝型假缝+传力杆企口缝+传力杆

施工缝一般尽量选择在胀缝、缩缝处设置，构造与重交通的缩缝构造（b）相似，或者选用企口缝。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置

③施工缝的构造浅槽构造图-施工缝与缩缝第三节水泥砼路面的接缝构造与布置（3）横向接缝的间距按面层类型和厚度选定普通混凝土面层一般4-6m，面板的长宽比不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25m2；碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般6-10m；钢筋混凝土面层一般6-15m（1）纵缝的构造与设置纵缝：平行于行车方向的接缝，用来控制路面板因翘曲应力与荷载应力共同作用下产生不规则的纵向裂缝。原因：①混凝土摊铺机仅能摊铺一个车道宽度，纵缝做成真缝形式（平头缝）②混凝土摊铺机全路幅摊铺，摊铺宽度两侧做成真缝；摊铺宽度范围内按照车道宽度设置纵缝，做成假缝或者企口缝；第三节水泥砼路面的接缝构造与布置3、水泥混凝土路面的纵向接缝①根据路面设计宽度，按3～4.5m设置，一般等间距。②一般选择在车道标线处；靠近中央分隔带的内侧车道，路缘带与车道间不另设纵缝；外侧车道，纵缝外移路缘带宽度；①拉杆：指用于纵缝，以保证板块间沿道路横向的联系为主要目的设置的钢筋。一般采用长度50-70cm、直径18-20mm、间距1.0-1.5m螺纹筋。②拉杆设置要求：一般纵缝应设拉杆。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置（2）纵缝的位置（3）拉杆的设置3、水泥混凝土路面的纵向接缝分别是什么缝？？？第三节水泥砼路面的接缝构造与布置bac①交角：纵缝与横缝一般垂直正交，纵缝两旁的横缝一般成一条直线。在交叉口、匝道位置处，尽量使得纵横缝的夹角为钝角；②横缝间距：4-6m（缩缝），我国缩缝间距一般5m；③纵缝间距：3-4.5m，我国车道宽3.25~3.75m，纵缝设置间距?④趋势：胀缝少；缩缝间距不等，按4、4.5、5、5.5和6m的顺序设置；横缝与纵缝交成80度左右的斜角。

第三节水泥砼路面的接缝构造与布置（4）纵横缝的布置4、边缘钢筋一般设置在纵向，横向只在胀缝两侧或起终点处设置。采用两根直径12-16mm的钢筋，用直径6mm的钢筋固定，端部应弯起，放置在板厚下1/4-1/3处，并保证离板边缘5cm的净距。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置5、角隅钢筋

设置在胀缝两侧板的角隅处，采用两根直径12-14mm，长度2.4m的螺纹钢筋，设在板的上部，并离板顶留有5cm以上净距，距板纵、横边缘各10cm。当交叉口或斜桥处，出现板块锐角时，应增加双层补强钢筋网，以直径6mm钢筋，10cm间距斜交平行排列，设在距板顶、底5-7cm处。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置为什么设在上部？（1）一般桥梁

设置桥头搭板，一端放置于桥台上，设置防滑锚固钢筋。（2）斜交桥梁

设置渐变板，斜角大于70o设置一块，45o-70o设置两块，小于45o设置至少三块，并要求渐变板短边不小于5m。长边不大于10m。角隅处要设置钢筋网补强。（3）渐变板和搭板均应按计算配筋量设置钢筋。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置6、砼路面与桥梁相接的处理第三节水泥砼路面的接缝构造与布置6、砼路面与桥梁相接

的处理渐变板和搭板第三节水泥砼路面的接缝构造与布置7、水泥砼路面与其它路面相接时的处理一般规定混凝土路面与固定构造物相衔接的胀缝无法设置传力杆时，可在毗邻构造物的板端部配置双层钢筋网；或端部增加板厚；混凝土路面与桥梁连接，设置6－10m的过渡板，或设置2－3道传力杆胀缝；桥头未设置搭板，应设计钢筋混凝土路面。7、水泥砼路面与其它路面相接时的处理设置胀缝并以混凝土预制块过渡，以混凝土平道牙隔断第三节水泥砼路面的接缝构造与布置7、水泥砼路面与其它路面相接时的处理设置水泥混凝土下埋板，其上设置渐变厚度的联结层。第三节水泥砼路面的接缝构造与布置尖角不利于施工第三节水泥砼路面的接缝构造与布置7、水泥砼路面与其它路面相接时的处理水泥混凝土路面与沥青混凝土路面相接时的处理（1）接缝板和填缝料 接缝板：耐久性、伸缩弹性（高、低温均佳）； 填缝料：要具有良好粘性。（2）接缝板种类木材板、纤维板、泡沫树脂板等。（3）填缝料 加热施工类：沥青橡胶类、沥青玛碲脂类； 常温施工类：聚氯乙稀胶泥类、自流平硅胶等；第三节水泥砼路面的接缝构造与布置8、水泥砼路面的接缝材料（1）适用场合：混凝土板块尺寸较大时，或基层易产生不均匀沉降或板下埋有地下设施时。（2）特点：配置纵、横向钢筋网，主要目的是控制裂缝的开展；（3）配筋计算：每延米的配筋量cm2

：（4）注意点：钢筋最小间距大于最大粒径两倍以上，搭接长度应为直径的24倍以上，钢筋保护层厚度大于5cm；板长一般10-20m，不超过30m。第四节其它类型混凝土路面简介1、钢筋混凝土路面

JRCP第四节其它类型混凝土路面简介2、配筋计算公式第四节其它类型混凝土路面简介3、钢筋布置要求特点：以砼预制块拼装而成，不受气候影响，施工进度快，不需特殊养护，易维修，但接缝多，整体性差，易颠簸。适用于城市道路/停车场/堆场，不适于公路。形状：矩形、正方形或六角形，可加预应力。（2）混凝土小块铺砌路面ConcreteBlockPavement特点：小尺寸（一般小于0.03m2），抗压强度高(60MPa)，在基层上设置3cm左右的整平层，然后进行拼装。优点：便于维修，耐压适用场合：城市道路人行道，停车场、堆场等。（1）混凝土预制块拼接路面PrecastConcretePavement第四节其它类型混凝土路面简介2、装配式混凝土路面（1）特点：混合料中加入1.0-1.2％（体积比）的钢纤维，形成混凝土复合材料。（2）优点：抗弯拉、抗压、抗剪强度显著提升，耐磨、抗裂、抗疲劳和抗冻融能力都有提升。（3）注意点：

1）钢纤维掺入比例不宜太高，否则施工和易性降低；

2）纤维长度不宜太长，否则拌和不匀，过短则强度增长不多，适宜长度25-60mm，直径0.4-0.7mm，长径比50-70；

3）拌和加料顺序：砂、碎石、水泥、钢纤维；

4）表面钢纤维要拔出；

5）按照一般混凝土路面厚度设计方法设计厚度，然后折减第四节其它类型混凝土路面简介3、钢纤维混凝土路面SFCP（1）特点：通过碾压达到成型的目的，区别于一般的震捣。水泥用量7-8％，用水量小，施工速度快，养生时间短。（2）适用：二级及以下公路的面层和高等级公路的基层。其耐磨性差于一般混凝土路面。（3）集料要求：集料最大粒径20mm。根据双层混凝土路面上下层板之间结合程度的不同，有结合式、分离式和部分结合式。第四节其它类型混凝土路面简介4、

碾压混凝土路面RollingCP5、复合式混凝土路面CRCP是指在路面纵向连续配置足够数量的钢筋，以控制混凝土路面板纵向收缩产生裂缝的间距和缝隙大小，从而可在路面纵向不设接缝的混凝土路面。

第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）

连续配筋混凝土路面（ContinuouslyReinforcedConcretePavement，简称CRCP）在路面纵向配有足够数量的钢筋，控制混凝土路面板纵向收缩产生的开裂。因此CRCP在施工时完全不设胀、缩缝(施工缝及构造所需的胀缝除外)，形成一条完整而平坦的行车表面，改善了汽车行驶的平稳性，同时也增加了路面板的整体强度。第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）第四节其它类型混凝土路面简介CRCP具有耐久性好，行车舒适平顺，施工进度快，极少养护的等优点。从长期使用性能来看，CRCP的经济性也很好，现已广泛地应用于高等级公路，机场道面及现有道路的加固。6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）（2）配筋设计方法（1）板厚设计方法板厚设计同普通的水泥混凝土路面第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）（3）裂缝间距方法第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）（4）裂缝宽度计算第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）（5）钢筋应力计算第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）（6）设计步骤第四节其它类型混凝土路面简介6、连续配筋水泥砼路面（CRCP）

（7）钢筋布置要求（8）端部锚固设计地锚梁宽翼缘工字梁毛勒缝连续胀缝第四节其它类型混凝土路面简介第四节其它类型混凝土路面简介（8）端部锚固设计第四节其它类型混凝土路面简介（8）端部锚固设计毛勒缝地锚梁（1）施工机械的选择

摊铺设备、搅拌设备（2）布置拌和场

拌和场布置原则：交通便利、空间足够、水电方便。（3）材料试验与配合比设计

对选定粗、细集料等进行相关试验，验证满足集料的技术指标要求，然后进行配合比设计。（4）基层质量的检查与整修

保证水泥混凝土路面基层的平整、坚实，平面尺寸、标高和横坡满足要求。（5）洒水润湿、加铺沥青薄层或防水薄膜

洒水防止水泥混凝土铺筑时下部水份散失，引起干缩裂缝。沥青层主要防水。第五节水泥混凝土路面施工1、施工准备工作立模安置钢筋网混凝土拌和运输摊铺与振捣设置接缝表面处理养生与填缝

第五节水泥混凝土路面施工2、混凝土板施工顺序第五节水泥混凝土路面施工混凝土浇筑3、施工第五节水泥混凝土路面施工3、施工第五节水泥混凝土路面施工3、施工第五节水泥混凝土路面施工路面养护3、施工第五节水泥混凝土路面施工路面开裂3、施工1、名词解释：素砼路面；唧泥；错台；拱胀；碾压式砼路面；钢纤维砼路面；连续配筋砼路面；钢筋砼路面。2、简述导致砼面板产生唧泥的原因，怎样防止？3、说明砼路面的横向缩缝、工做缝与胀缝的功能。4、为何一般不考虑锯切缩缝处的传荷设施？5、砼路面纵缝有哪几种构造形式？6、砼路面胀缝间距放长有何理由？当采用长间距胀缝或无胀缝路面结构时，需采取哪些相应的预防措施？7、为什么砼路面最好在高温季节进行施工？又为什么要控制施工时的最低气温大于5℃？8、在温度骤降的情况下，为什么尚未锯缝的砼路面会开裂？如何预防？9、确定胀缝缝隙宽度的影响因素有哪些？10、说明水泥混凝土路面基层的作用。复习思考题课外任务五：请结合我国公路建设实际，讨论水泥混凝土路面在我国的发展趋势及将来应用的主要技术途径!

课外任务我国水泥混凝土路面的配合比设计，以28d龄期的弯拉强度为控制指标。先根据交通量和公路等级确定路用混凝土的设计弯拉强度标准值fr，再据此计算配制弯拉强度fc

。1）强度要求2）工作性要求新拌混凝土拌和物，必须具有一定的流动性、均匀不离析、不泌水、容易抹平等性质，以适应运送、灌注、捣实等施工要求。这些性质总称为混凝土的工作性(或和易性)，通常用稠度表示。测定稠度的方式有坍落度和维勃稠度两种，由于坍落度试验较为简单、直观，所以工程实践中大多采用坍落度来表征混凝土的稠度，即工作性。3）耐久性要求水泥混凝土耐久性的要求主要包括4个方面：一是含气量要求，二是最大水灰(胶)比要求、三是最小单位水泥用量要求，四是严寒地区路面混凝土抗冻标号的要求。

1、路面混凝土的技术要求第六节水泥混凝土的材