公路水泥混凝土路面面层施工技术

第二章水泥混凝土路面面层施工技术一、水泥混凝土路面的类型和特点定义:采用水泥混凝土作为面层材料的一种路面。水泥混凝土路面具有承载能力大、稳定性好、使用寿命长、日常养护费用少等优点，是高等级、重交通公路路面的主要类型之一。2.类型:（1）素混凝土（2）钢筋混凝土（3）连续配筋混凝土（4）预应力混凝土（5）装配式混凝土（6）钢纤维混凝土（1）刚度大、强度高、板体性好。因而具有较高的承载能力和扩散荷载的能力。（2）稳定性好水泥混凝土的水稳定性和温度稳定性均优于沥青混凝土，而且其强度能随时间而增长，不存在沥青路面的“老化”现象。（3）耐久性好

由于水泥混凝土路面强度和稳定性好，抗磨耗能力强，所以耐疲劳特性好。在保证设计和施工质量的情况下，可使用20~40年以上，而且它能通行包括履带式车辆在内的各种运输工具。目前采用最广泛的是就地浇筑的素混凝土路面，即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。与其他类型路面相比，水泥混凝土路面具有以下优点：（4）抗侵蚀能力强

水泥混凝土对多数化学物质不敏感，有较强的抗侵蚀能力。（5）养护费用少

在正常没计、施工和养护条件下，水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用约为沥青混凝土的1/3～1/4。（6）抗滑性能好

水泥混凝土路面表面粗糙度好，能保持车辆有较高的安全行驶速度，特别在下雨时虽然路面潮湿，仍能保持较高的粗糙度而使车辆不滑行，从而提高车辆行驶的稳定性。（7）有利于夜间行车

水泥混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利。（1）接缝多

接缝是水泥混凝土路面的薄弱处，一方面增加了施工和养护的复杂性，另一方面在施工和养护不当时易导致唧泥、错台和断裂等现象。（2）对超载敏感

水泥混凝土是脆性材料，一旦作用荷载超出了混凝土的极限强度，混凝土板便会出现断裂。（3）不能立即开放交通

除碾压混凝土外，其它水泥混凝土路面需要一定的养生期，以获得足够的强度增长。同样，水泥混凝土里面也有很多缺点：（4）修复困难

水泥混凝土路面出现损坏后，修补工作较沥青混凝土路面困难，且影响交通，修补后路面质量不如原来的整体强度高。（5）噪声大

混凝土路面使用的中后期，由于接缝变形(缝隙增大、错台等)而使平整度降低，车辆行驶时的噪声较大。（6）对水泥和水需求量大，总体污染较大（水泥生产过程）。同样，水泥混凝土里面也有很多缺点：1、普通混凝土路面——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。优点：1)强度；2)稳定性好；3)耐久性好；4)有利于夜间行车。缺点：1)水泥和水的用量大；2)有接缝；增加施工和养护的复杂性；容易引起行车跳动，影响行车的舒适性；是路面的薄弱点，容易引起路面板边和板角处破坏；3)开放交通较迟；4)修复困难。2、钢筋混凝土路面

为防止可能产生的裂缝缝隙张开，板内配置有纵、横向钢筋（或钢丝）网的混凝土路面适用于：1)混凝土平面尺寸较大2)路基或基层有可能产生不均匀沉陷3)板下埋有地下设施（涵洞等）普通混凝土路面连续配筋混凝土路面3、连续配筋混凝土路面

除在邻近构造物处或与其它路面交接处设置胀缝，以及视施工需要设置施工缝外，在路段长度范围内不设横缝，而配置纵向连续钢筋和横向钢筋的混凝土面层。适用于：高速公路、一级公路和机场混凝土路面。4、装配式混凝土路面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的混凝土路面。适用于：城市道路、厂矿道路、大型基建场地、停车站场和软弱土基上。5、组合式（（双层式））混凝土路路面铺筑两层混混凝土板的的路面结构构适用于：在缺乏品质质良好的材材料时，下下层用当地地品质较差差的材料修修筑板，上上层用好的的材料铺筑筑板，以降降低造价在改建旧混混凝土路面面时根据板之间间的结合程程度分类：：结合式：上上下混凝土土板牢固结结合，成为为整体分离式：上上下混凝土土板之间铺铺以厚1~2cm的的隔离层部分结合式式：在旧混混凝土面层层（清理））上直接铺铺筑的水泥泥混凝土板板，接缝应应对齐但形形式可以不不同6、纤维混凝凝土路面在混凝土中中掺入一些些低碳钢、、不锈钢纤纤维或其它它纤维（如如塑料纤维维、纤维网网等），即即成为一种种均匀而多多向配筋的的混凝土路路面7、碾压混凝凝土路面一种含水率率低，通过过碾压施工工工艺达到到高密度、、高强度的的水泥混凝凝土路面二、混凝土土路面对路路基和基层层的要求1、路基通过刚性面面层和基层层传到土基基的压力很很小，一般般不超过0.05MPa。⑴土基坚实实、稳定、、其压实度度、平整度度和路基断断面几何尺尺寸。路基基一般要求求，干燥或或中湿。⑵良好的排排水性能，，对于湿软软地基，需需要采用加加固措施。。⑶加设垫层层，以缓和和可能产生生的不均匀匀变形对面面层的不利利影响。2、基层⑴防唧泥、冰冰冻。⑵减小路基基顶面的压压应力，并并缓和路基基不均匀变变形对面层层的影响。。⑶防水（如如图）⑷为面层施施工提供方方便（立侧侧模，运送送混凝土混混合料）。。⑸提高路面面结构的承承载能力，，延长路面面的使用寿寿命。要求：⑴足够的强度度和稳定性性，以及整整体性好，，透水性小小⑵基层断面正正确和表面面平整常采用石灰灰粉煤灰稳稳定碎石、、级配碎石石、工业废废渣类和水水泥稳定砂砂砾等半刚刚性基层3、垫层常用砂砾或炉渣渣等材料，垫层层施工前，应处处理好路基病害害。三、对水泥混凝凝土的基本要求求1、工作性（施工工和易性）2、强度和变形3、耐久性四、混凝土面板水泥混凝土面层层直接承受行车车荷载的作用和和环境因素的影影响，应具有较较高的抗弯拉强度和耐久性以及良好的表面特性性（耐磨、抗滑、、平整、低噪音音等）混凝土面板的断断面形式1)厚边中薄薄式符合受力特性（（从理论计算，，轮载作用在板板中部时产生的的最大应力约为为轮载作用于板板边部时的2/3）；但不方方便施工，而且且厚度变化转折折处易引起板的的断裂（应力集集中）。2)等边厚式式板的厚度采用板板边的计算厚度度，混凝土用量量大。3)等中厚式式板的厚度采用板板中的计算厚度度。板边的强度度不足，应在最最外两侧板边部部配置钢筋予以以加固五、排水要求边缘排水系统1)定义：由由沿路面边缘设设置的透水性填填料集水沟，纵纵向排水沟，横横向出水管和过过滤织物组成的的排水系统2)构造：纵纵向集水沟、横横向出水管、过过滤织物排水基层的排水水系统1)定义：直直接在面层下设设置透水性排水水基层，在边缘缘设置纵向集水水沟和排水管以以及横向出水管管所组成的排水水系统2)适用条件件:新建路面中中采用3)

尺寸:管管的直径一般为为7-15cm，按水力计算算确定水泥混凝土路面面日常养护应做做好预防性、经经常性养护。水泥混凝土路面面保持路容整洁洁。水泥混凝土路面面保养的重点在在接缝。六、水泥混凝土土路面破坏形式式1）接缝破坏•挤碎：横向接缝（主要要是胀缝）两侧侧数十厘米宽度度内，板的伸长长受阻，板发生生剪切挤碎。•拱起：混凝土面板在受受膨胀而受阻时时，某一接缝两两侧的板向上拱拱起，表现为纵纵向压曲失稳。。•错台：横向接缝两侧路路面板出现的竖竖向相对位移。。•唧泥：汽车行经接缝时时，缝内喷溅出出泥浆的现象。。2）面板破坏（断断裂）表现为面板的断断裂和裂缝，主主要是由于面板板所受内应力超超过了混凝土的的强度而出现的的横向、纵向或或板角的断裂和和裂缝。断裂裂缝可视为混凝土面面层结构破坏的的临界状态。3）表面损坏包括起皮、磨损损、露骨、磨光光等。唧泥板块断裂、破碎碎拱起裂缝挤碎表面剥落局部沉陷横向裂缝错台七、路段交通事事故分析对于常见的路段段交通事故，我我们应从哪些方方面进行分析？？1、道路线形（曲曲线半径、纵坡坡、缓和曲线））2、道路结构（结结构形式、路面面类型、抗滑能能力）3、气候条件（雾雾、雨、雪、结结冰）4、路面破坏（沉沉陷、泛油等））5、人为因素（醉醉酒、生病、驾驾驶水平低等））6、交通管制7、其他因素第一节水泥混混凝土路面施工工机械简介一、施工准备工作1、选择拌和场地地和运输工具拌和场地首先考虑使使混合料的运送送距离最短，同同时还应接近水水源和电源，还还要有足够的面面积。2、进行材料实实验和混凝土配配合比设计（以弯拉强度为指指标）。3、基层是检查查与修整，基层层的宽度、路拱拱与标高、表面面平整度和压实实度，均应检查查是否符合要求求。混凝土摊铺前，，基层表面应洒洒水湿润，以免免产生细裂缝。。二、施工机械常用的有：滑模模摊铺机、轨道道摊铺机、碾压压摊铺机、三辊辊轴摊铺机、小小型（手工）摊摊铺机滑模摊铺三辊轴摊铺机三辊轴1、安装模板摊铺混凝土前，，先安装两侧模模板。机械摊铺铺混凝土时，轨轨道和模板的安安装精度直接影影响轨道式摊铺铺机的施工质量量和施工进度，，安装前应对轨轨道和模板的有有关质量指标进进行检查和校正正，要用挂线法法将铺筑线型和和高程固定下来来。施工时必须经常常校验模板的平平面位置和高程程，模板内侧应应涂刷肥皂液、、废机油或其它它润滑剂，以利利于拆模。2、设置传力杆杆两侧模板安装好好后，就在需要要设置传力杆的的胀缝或缩缝位位置设置传力杆杆。连续浇筑时，一一般在嵌缝板上上预留圆孔以便便传力杆穿过，，嵌缝板上设木木制或铁制压缝缝板条，其旁再再放一块胀缝模模板，按传力杆杆位置和间距，，在胀缝模板下下部挖成倒U形槽，使传力杆杆由此通过。传传力杆两端固定定在钢筋支架上上，支架脚插入入基层内。对于不连续浇筑筑的混凝土板在在施工结束时设设置的胀缝，宜宜在端模板外侧侧增设定位模板板，板上同样按按传力杆间距及及杆径钻成孔眼眼，将传力杆穿穿过端模板孔眼眼并直至外侧定定位模板孔眼。。两模板间可按传传力杆一半长度度的横木固定。。第二节水泥泥混凝土路面面面层铺筑一、水泥混凝土土生产工艺二、水泥混凝土土运输三、水泥混凝土土摊铺工艺一、水泥混凝土土生产工艺水泥混凝土是用水泥、水、、砂子和石子四四种材料按照适适当的比例配合合，并将其搅拌拌均匀，然后浇浇到模型内加以以捣固密实，经经过一段养护时时间后，并凝固固硬化为混凝土土的结构物。新新搅拌的、尚未未凝固的混凝土土称为混凝土拌拌和料或混凝土土熟料。用于生产搅拌混混凝土拌和料（（混凝土熟料））的机械称为水泥混凝土搅拌拌机械。按工艺布置形式式分为一阶式和和二阶式。一阶阶式搅拌楼的砂砂、石、水泥等等材料可以一次次就提升到搅拌拌楼的最高层，，然后按工艺流流程进行，主要要适用于大型永永久性搅拌楼（（站）。二阶式式搅拌楼的砂、、石、水泥等材材料则分两次提提升，第一次将将材料提升至贮贮料斗，经配料料后，再将材料料提升并卸入搅搅拌机，主要适适用于中小型搅搅拌楼（站）。。一阶式搅拌楼工艺流程一阶式搅拌楼结结构形式二阶式搅拌楼工艺流程二阶式搅拌楼结结构形式控制系统二、水泥混凝土土运输1、功用：将已经经搅拌好的混凝凝土运输到施工工现场，并防止止混凝土离析或或板结。分类：湿式输送半干式输送干式输送2、设备种类；按按输送终点不同同分为：混凝土搅拌运输输车－送到现场场；混凝土泵（或泵泵车）－输送到到施工部位；混凝土搅拌输送送车结构相对较较简单，解决了了一个长途运输输不板结的问题题。而混凝土泵泵则是一种较新新的技术。国际际上以美国大象象技术最先进，，国内也有相应应的产品，如三三一、中联等。。3、混凝土泵（泵泵车）功用：将水泥混混凝土输送到施施工部位。国内三一的混凝凝土泵泵送高度度已达到483米，该记录已进进入世界混凝土土泵泵送高度三三甲行列。该设备的核心是是混凝土泵。如如果泵和输送臂臂安装在无动力力的拖车上就成成为拖式混凝土土泵车；如果装装在牵引车底盘盘上则成为自行行式混凝土泵车车；如果将混凝凝土泵和搅拌装装置都装在一个个牵引车底盘上上则成为混凝土土搅拌输送泵车车。组成：混凝土泵泵送机构、混凝凝土分配阀、折折叠式布料杆泵送机构1-结合块；2-活塞；3-混凝土泵缸；4-吸入导管；5-摆动管阀；6-料斗格；7-料斗；8-搅拌机构；9-摆动缸；10-活塞杆；11-液压缸泵工作原理图混凝土S管分配阀三、水泥混凝土土摊铺施工工艺艺1、功用水泥混凝土摊铺铺机是一种将水水泥混凝土均匀匀地摊铺在路基基上，经过振捣捣和整形，完成成铺筑水泥混凝凝土路面的机械械。2、分类水泥混凝土摊铺铺机按其性能和和施工方式，可可分为轨模式和和滑模式两种类类型。轨模式水泥混凝凝土摊铺机又称称“摊铺列车””。它由布料机机、振捣机和抹抹光机组成。它它们一起在铺设设的两根轨道上上行驶，轨道兼兼作边模，故称称为轨模式。3、轨模式施工工工艺首先，架设好轨轨模，运料车将将水泥混合料倾倾倒在模板内的的地面上，由布布料机摊铺到路路基的各个位置置上，然后通过过预整平振捣机机组进行振实，，再由搓动式抹抹光机抹平。在混凝土硬化期期间保留轨道边边模不拆，以防防路边塌落，待待硬化后，再拆拆模板，作为铺铺筑下一段路面面用。这种工艺艺安装、拆卸模模板费工、费时时，且需大量模模板才能保证作作业所需，作业业效率和经济效效益较滑模式摊摊铺机低。轨模安装装：轨道道式摊铺铺机施工工的整套套机械在在轨道上上移动推推进，是是以轨道道为基准准控制路路面高程程。由于轨轨道和和模板板同步步安装装，统统一调调整定定位，，将轨轨道固固定在在模板板上，，既作作为水水泥混混凝土土路面面的侧侧模，，也是是每节节轨道道的固固定基基准座座。轨模式式施工工工艺艺流程施工机机械的的选型型配套套滑模式式摊铺铺机是是一台台整机机。在在机架架两侧侧装有有长模模板，，模板板随机机械滑滑行的的同时时对水水泥混混凝土土进行行连续续摊铺铺，并并进行行振实实、整整形。。依靠装装在机机器上上的模模板，，就能能按要要求的的路面面宽度度挤压压成形形。由由于这这种机机械集集摊铺铺、振振实、、修整整于一一体，，结构构紧凑凑，操操作集集中方方便，，可实实现自自动控控制，，节省省人力力物力力，加加快施施工进进度，，提高高经济济效益益。4、滑模模摊铺铺施工工国内外外产品品：CMI、COMACO、Wirtgen滑模摊摊铺路路面滑模摊摊铺路路缘石石滑模摊摊铺水水渠滑模摊摊铺机机构造造与工工作原原理工艺流流程混凝土土的运运输和和初步步整平平拉杆布布置螺旋布布料器器与传传统的的布料料器相相似，，表面面经过过特殊殊硬化化处理理，因因此比比较耐耐用。。当加加宽摊摊铺机机的宽宽度时时，螺螺旋布布料机机可根根据实实际摊摊铺需需要而而加长长，加加长节节有三三种规规格：：1m、0.5m、0.25m。由螺螺栓联联接，，拆装装比较较方便便。两个液液压马马达分分别驱驱动左左、右右摊铺铺螺旋旋正、、反转转，左左、右右方同同向或或异向向可随随意选选择，，因此此可以以实现现从中中间向向两边边分料料，也也可以以从两两边向向中间间集料料，以以及从从一边边向另另一边边移料料。虚方控控制板板是用来来控制制混凝凝土进进入成成型模模板的的数量量，进进料过过多或或过少少都不不好，，都会会直接接影响响到摊摊铺质质量。。进料料过多多，水水泥砂砂浆停停留在在振动动框里里、难难以进进入成成型模模板内内，影影响表表面光光滑；；进料料过少少，摊摊铺厚厚度得得不到到保证证。虚方控控制板板由三三个液液压缸缸控制制，该该板可可以整整体式式升降降，最最大升升降高高度为为200mm。也可可以单单独左左边、、右边边或中中间升升降。。升降降多少少由左左边、、中间间和右右边的的刻度度尺上上直接接显示示出来来，驾驾驶员员可以以根据据振动动框内内混凝凝土砂砂浆的的多少少来调调整虚虚方控控制板板的高高低，，实践践证明明调整整到高高于成成型模模板100mm时效果果较为为理想想。振动棒棒是水平平振动动器，，由单单独的的液压压回路路控制制。液液压振振动棒棒可变变频。。独立立控制制，深深度位位置可可调。。每台台机器器上液液压振振动棒棒的数数量，，标准准宽度度上设设计为为15个振动动棒，，但设设置有有20条油路路，可可以随随着摊摊铺宽宽度的的拓宽宽相应应增加加液压压振动动棒的的数量量，以以满足足施工工要求求。振动棒棒由于于采用用液压压传动动，可可以实实现无无级变变频，，这一一点是是非常常重要要的。。对不不同性性质的的湿凝凝土(如不同同的坍坍落度度)，使混混凝土土充分分液化化的最最佳振振动频频率也也不同同，因因为材材料、、级配配、水水灰比比、坍坍落度度及设设计上上的要要求是是经常常变化化的、、因此此也要要求频频率可可调、、以达达到最最佳效效果，，使混混凝土土在最最短时时间内内即达达到充充分液液化状状态，，使路路面施施工质质量达达到最最佳。。振动棒棒最高高频率率为183Hz，为便便于使使用，，振动动棒除除设总总开关关用来来控制制起振振和停停振外外，每每个振振动棒棒还设设有手手动旋旋钮开开关，，手动动旋钮钮的盖盖上标标有0—11个数字字，每每档相相差17Hz、顺时时针旋旋转是是关，，逆时时针旋旋转是是由小小至最最大值值。根根据现现场混混凝土土提浆浆的具具体情情况，，可随随时改改变一一个或或多个个振动动棒的的频率率，以以满足足施工工的要要求。。施工工实践践证明明，振振动棒棒频率率偏高高为好好，不不要低低于117Hz。传力杆杆布置置传力杆杆由摊摊铺机机自动动插入入混凝凝土板板中。。它们可可以在在板中中传递递荷载载。这样可可以消消除旧旧路面面上的的巨大大噪声声。振动过过的混混凝土土、经经过捣实板板捣实，，把表表面上上的粗粗料压压入混混凝土土之中中，然然后进进入成成型模模板，，达到到表面面光滑滑。捣实板板是由由多节节组成成，多多根垂垂杆悬悬挂，，由液液压马马达带带动一一个偏偏心轮轮作回回旋运运动，，经拐拐臂带带动捣捣实板板作上上下运运动，，动力力源是是液压压马达达。捣实板板的长长度及及运动动频率率是可可以调调整的的。捣捣实频频率由由捣实实总开开关加加以控控制，，可以以任0一2Hz内变化化，摆摆幅是是机械械调整整，分分为13、19、25mm三个行行程，，均可可根据据施工工要求求来进进行选选择。。捣实实板的的高低低调整整为机机械式式，实实践证证明，，捣实实板工工作高高度比比成型型模板板低8-12mm为宜。。捣实板板结构构经过捣捣实后后的混混凝土土进入入成型型模板板，使使路面面板挤挤压成成型。。成型模模板是是由多多单元元组成成，纵纵向长长度为为1372mm、根据据施工工要求求可组组合成成不同同的摊摊铺宽宽度。。成型型模板板可以以根据据施工工要求求调整整成喇喇叭口口状截截面，，或调调整仰仰角及及路拱拱等。。在成型型模板板后端端，有有一块块钢性性结构构的弹弹性悬悬挂浮动模模板，模板板纵向向长约约为900mm、它用用来对对路面面进行行第二二次平平整。。它以以较小小的变变形在在混凝凝土表表面上上进行行修整整，起起抹光光作用用。要要注意意弹性性联接接处，，不能能把悬悬挂弹弹簧锁锁得太太紧，，否则则影响响其浮浮动功功能。。拖布装在浮动模模板后面，，主要作用用是消除气气泡及形成成路表面的的粗糙度。。拖布块长长度不宜过过长，实践践证明，与与混凝土路路面接触在在1m内效果最好好。要注意意每次工作作开始前，，应把拖布布湿润透，，工作完毕毕后要清洗洗拖布，防防止凝结小小水泥点破破坏路面的的平整度。。表面有粗麻麻布拖过以以形成宏观观纹理。宏观和细观观纹理可以以增加抗滑滑性能，从从而提高安安全性。拉毛切缝传力杆植入机多锤头破碎机第三节水水泥混凝凝土路面接接缝施工设置接缝的的目的1)减少少由于伸缩缩和翘曲变变形受到约约束而产生生的应力2)满足足混凝土铺铺筑的要求求按布置方向向分为1)纵缝缝：与行车车方向平行行的接缝2)横缝缝：与行车车方向垂直直的接缝纵缝横缝按作用的不不同分为1.缩缝缝:保证混凝土土板因温度度和湿度的的降低而收收缩时沿该该薄弱断面面缩裂，从从而避免产产生不规则则的裂缝作用:控制制混凝土的的收缩应力力和翘曲应应力按设置位置置分为1)横向缩缩缝：通常常垂直与路路中线，等等间距布置置2)纵向缩缩缝：在混混凝土一次次铺筑宽度度大于4.5m时设设置，接缝缝平行于路路中线按设置方式式分为假缝：设置置在纵缝和和横缝位置置，在混凝凝土表层做做一槽口，，待槽口下下的混凝土土断裂后，，依靠断裂裂面处集料料的嵌锁作作用传递荷荷载设传力杆假假缝：设置置在横缝位位置，是在在假缝内设设置不妨碍碍混凝土板板收缩位移移的传力杆杆（圆型光光面钢筋）），依靠传传力杆传递递荷载设拉杆假缝缝：设置在在纵缝位置置，在假缝缝内设置拉拉杆（螺纹纹钢筋），，以防止两两侧混凝土土板分开假缝设传力杆假假缝(横缝)设拉杆假缝缝(纵缝)hh/2h/23~8mm填缝料(1/4~1/5)h传力杆防锈涂料(1/3~2/5)h拉杆接缝的槽口口施工方法法1)切缝（锯缝缝）：在硬硬化混凝土土中锯切方方式2)压缝：在新新鲜混凝土土中压入的的方式槽口的构造造形状窄而深的形形式加宽上部槽槽口，形成成下窄上宽宽（深宽度度比在1.5~3.0）的断面缩缝内传力力杆的基本本要求不妨碍混凝凝土板的收收缩不产生锈蚀蚀传力杆采用用光面钢筋筋，要求见见规范传力杆布置置在板的中中部设拉杆的纵纵向缩缝的的基本要求求槽口的深度度应大些（（由于拉杆杆的锚固作作用）