水泥混凝土路面施工实例及

学习项目5水泥混凝土路面施工【学习目标】通过本章学习了解水泥混凝土路面的配合比设计；理解水泥混凝土路面的分类及特点、混凝土路面的各种施工方法；掌握水泥混凝土面层材料要求、混凝土路面的施工要领及质量控制要求。【项目描述】本标段行车道22cm厚水泥混凝土路面C30混凝土40411m2，砼面层施工同时使用平板振捣器和插入式振捣器，并使用振动刮平梁平整面层，采用真空吸水泵吸水，然后采用振动圆盘抹光机及人工抹平，用压纹机压槽后，采用湿麻袋养生。一、对原材料的要求1、水泥使用正牌并符合规范的425号或525号硅酸盐水泥，细度要求为比表面积大于300m2/kg;凝结时间初凝为1～3小时，中凝为5～8小时，水泥储存期超过规范要求的时间后不能使用。2、碎石料，碎石最大粒径小于40mm，颗粒应接近立方体，泥土杂物含量小于或等于1%，颗粒的密度不小于2.3g/cm3。3、砂子采用天然河砂，质地坚硬、耐久、洁净，并具有良好的级配。砂中粘土、淤泥和细屑的含量不超过3%，硫酸盐及硫化物的含量不超过1%，云母含量不超过2%。4、施工用水采用自来水或从那曲河抽取（经化验合格并净化处理）。5、减水剂、引气剂、调凝剂、早强剂、防水剂等外加剂需经过试验并严格检查、得到监理工程师批准后才能使用。6、配合比设计,使用合格的水泥、碎石、砂、水、外加剂进行试配，行车道C30砼为刚性路面面层，抗压强度大于30Mpa，抗弯强度大于4.5Mpa。二、施工准备1、向监理工程师提交开工报告。2、对基层进行中间验收，检验基层高程、平整度、宽度等主要指标符合《公路工程质量检验评定标准》的要求后，才能进行水泥砼路面的施工。3、材料准备，砼拌和站准备足量的材料，并经过检验合格。4、配合比实验。5、施工机械设备准备，砼拌和机安装好以后，进行试拌，对配料系统进行调整、保养，对其它机械设备进行保养、维修，计划好各种设备配合协调。6、人员准备，对施工人员进行专业培训，使其熟悉操作程序及配合作业的注意事项。三、水泥砼路面的施工方法1、水泥砼路面施工所使用的机械和设备：强制式砼搅拌机、砼搅拌运输车、平板振动器、插入式振动器、框架式水泥砼路面整平机、真空吸水泵、手扶振动圆盘抹光机、铁滚筒、刻纹机、振动压缝板、长柄铁抹板、铁抹子、切缝机、灌缝机等。2、测量放样：根据设计图纸，放出路中心及路边线（或侧面线），并检查基层标高和路拱横坡，在路中心线上除一般每20m设一中心桩外，还应设胀缝、缩缝、曲线起讫点和纵坡转折点等中心桩，并相应在路边各设一对边桩。根据放好的中心线及边线，在现场核对施工图的砼分块线，要求分块线距窨井盖及其它公用事业检查井盖的边线至少1m的距离，否则便要移动分块线的位置。在施工中测量放线经常进行复核，包括在浇捣砼过程中要做到勤测、勤纠偏。3、砼的搅拌运输：路面砼用强制式搅拌机拌和，砼搅拌运输车运输，运输过程中要行车平稳，若有离析，应翻拌后方可使用。砼混合料必须在初凝前运至摊铺地点，并有足够的摊铺、振实、整平和抹面的时间，砼混和料由搅拌站运到工地后及时检查坍落度和质量，若发现问题及时与搅拌站联系，砼运输车进入摊铺地段和卸料时，不得碰撞模板。4、安装模板，在摊铺砼之前，先按图纸规定的宽度安装模板，安装模板必须符合：模板必须具有足够的强度和刚度，立模时应设有足够的支撑，保证在砼振捣时不松动和变形。模板内侧面、顶面和底面均应刨光，在模板内侧均匀薄涂一层机油或肥皂水。纵向模板的安装，采用压重支模法。5、铺筑整平层：砼面层对基层的要求是强度均匀一致，整平压实。若表面有坑槽及松散现象，应翻修加固，重新整平压实。6、构件放置：按照设计施工图放置并固定钢筋、传力杆（设置钢筋支架固定），准备好塑料套筒、嵌缝板及其它构件。7、混凝土的摊铺、振实：砼摊铺前检查模板的位置、标高、涂油、支撑牢固程度是否符合要求，基层表面有无松散现象，填缝板的位置是否准确，传力杆是否与伸缩模板垂直，间距是否正确，绑扎是否牢固，沥青和黄油是否涂好，套筒是否套好，边缘、角隅和其它加固钢筋是否制备好，规格尺寸是否准确，运输路线是否平整通畅，养生器材和防雨棚等的准备工作是否落实，临时排水设施是否落实。砼入仓后人工进行大致摊铺，砼铺筑到厚度一半后，先采用2.2kw～3.0kw的平板式振动器振捣一遍，然后加高铺筑砼到顶，等初步整平后，换用1.2kw～1.5kw的平板式振动器再振捣一遍。振捣时振捣器沿纵向一行一行的由路边向路中移动，每次移动平板时，前后位置的搭头重叠面为20cm左右（约为1/3平板宽度）。不得漏振。振动器在每一位置的振动时间为15s～20s，不得过久，以振至砼混和料泛浆，不明显下降，不冒汽泡，表面均匀为度，振动过程中真空吸水泵配合吸水。然后用框架式砼路面整平机振动整平，整平机前进速度严格控制，保证平整度。8、收水抹面及压槽：采用泥板反复多次左右来回并向下压抹，第一遍必须在平整完毕的15分钟后进行，约经过10～15分钟，第二次用大铁抹拖抹，第三遍用泥板仔细抹光，当砼处于初凝终止状态，表面尚承湿润时进行第四遍，把砼表面砂浆进一步挤压紧密。表面平整后，多余水基本排除蒸发，用食指稍微加压按下去出现2mm左右的凹痕，或泥板加压抹面，能出现水光时进行压槽。9、养生：用麻袋片覆盖砼面，洒水湿润进行养生，直至砼强度达到规范要求的强度。10拆模：当砼达到一定的强度即可拆除模板，拆模时间要能保证砼边角不因拆模而损坏，具体拆模时间根据气温决定。11、填缝：所有接缝的上部均需用填缝料封填，在养生期满后进行，未填缝前严禁车辆行驶，填缝之前将缝内进入的石、砂、泥土等杂物用铁钩子钩出，并用小型空压机将缝内尘土吹净，必要时用水冲洗干净。灌缝用灌缝小车施作。水泥砼路面施工工艺流程见图5-1。思考：阅读本案例后，你认为水泥混凝土路面施工应有哪些工艺，每部工艺应注意哪些事项？图6-2水泥混凝土路面施工工艺流程图人员培训人员培训基层验收机械设备准备方案报批机械设备准备方案报批材料储备材料储备基层局部处理材料检验材料检验测量放线模板制做配合比试验模板制做配合比试验支立模板钢筋拉杆准备试拌置放钢筋和拉杆钢筋拉杆准备试拌置放钢筋和拉杆混凝土搅拌运输混凝土入仓、捣固混凝土搅拌运输混凝土入仓、捣固整平机整平抹光收浆抹光收浆压纹覆盖洒水养生覆盖洒水养生进入下一工作面拆模进入下一工作面拆模灌缝料准备检验灌缝料准备检验切缝机切缝机具准备灌缝机具准备灌缝验收图5-1水泥混凝土路面施工工艺学习情镜5.1水泥混凝土配合比设计【情境描述】工程概况：邵三高速公路钟石隧道设计为小净距隧道，全长369m，双向四车道，路面混凝土设计抗弯拉强度5.0MPa，抗压强度C35，坍落度要求30-50mm。要求7d抗弯拉强度达到设计强度的90％以上(即大于4.5MPa)，以保证28d龄期强度。因此，本工程对混凝土配合比、原材料选择及施工过程进行重点控制。一、原材料来源及技术指标：1、水泥：采用曲阜金鲁城牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥，各项指标符合JTGE30-2005试验规程要求。2、碎石：10-20mm、5-10mm为微山两城石子厂生产，碎石压碎值为17.8%，根据换算公式y=0.816x-5,换算压碎值为9.5%，符合JTGF30-2003规范要求。3、砂：采用留庄砂场的砂，该砂细度模数为2.77，属中砂，含泥量为1.6%，符合JTGF30-2003规范要求。4、外加剂：淄博华伟建材有限公司生产的NOF-2B型缓凝高效减水剂，减水率15%。5、水：工地饮用水二、混凝土配合比计算及试配1、计算配制弯拉强度（fcu,o）fc=fr/(1-1.04Cv)+ts=5/(1-1.04×0.125)+0.37×0.4=5.90MPa2、计算水灰比（W/C）已知配制抗弯拉强度fc=5.90MPa水泥实测弯拉强度fs=7.8MPa则：W/C=1.5684/（fc+1.0097-0.3595fs）=0.38查表知允许最大水灰比不大于0.44，按弯拉强度计算得的水灰比符合耐久性的要求，故采用水灰比W/C=0.383、选定砂率由砂的细度模数2.77查JTGF30-2003表4.14，选定混凝土的砂率为Sp=34%确定单位用水量（Wo）,由坍落度要求30-50mm，取35mm，水灰比W/C=0.38，由经验公式计算单位用水量：Wo=104.97+0.309SL+11.27×（C/W）+0.61Sp=104.97+0.309×35+11.27×2.63+0.61×34=166Kg/m34、查JTGF30-2003规范表4.1.2-4最大单位用水量为153Kg/m3，所以得采用减水剂，减水率15%。单位用水量=166×85%=1415、计算单位水泥用量（）要求混凝土拌和物坍落度30-50mm，选定单位用水量Mwo=141Kg/m3，混凝土单位水泥用量为=Wo/（W/C）=141/0.38=371Kg/m3查表知满足耐久性要求的最小水泥用量为300Kg/m3，故取水泥用量=371Kg/m36、计算砂石用量：Pn=2400Kg/m3砂率：34%由式得：Mso+Mgo=2400-371-141Mso/（Mso+Mgo）=34%解得：砂Mso=642Kg石Mgo=1246Kg/m3初步配合比（重量比）：水泥：砂：碎石：水:减水剂==371：642：1246：141：2.2==1：1.73：3.36：0.38：0.0006检验强度测定试试验室配合合比，采用用水灰比分分别为：、、拌制三组组混凝土拌拌和物，砂砂、碎石用用量都变，用用水量保持持不变，则则三组配合合比材料用用量表如下下：水灰比水泥砂碎石水0.3639263512321410.3837164212461410.403536481258141测试28天的抗折强度如如下：水灰比龄期抗折强度0.3828天6.30MPPa0.4028天5.87MPPa0.4228天4.95MPPa经过强度对比，选选定W/C==0.400混凝土抗抗折强度fc=55.87MMPa，实测坍坍落度400mm。28天达到试试配强度的的117%，符合要要求，即采采用W/C==0.400。【情境剖析】本本情境为一一段二级公公路改建工工程水泥混混凝土路面面配合比设设计，其中中讲述了混混凝土路面面材料的选选择和配合合比的控制制，请思考考水泥混凝凝土路面材材料是根据据什么要求求来选择的的？如何控控制配合比比？为什么么本工程中中选配有外外加剂，所所有水泥混混凝土路面面都要掺配配外加剂吗吗？工作任务表能力目标主讲内容学生完成任务评价标准理解水泥混凝土路面面的分类和和特点；掌握水泥泥混凝土路路面的构造造；掌握水水泥混凝土土路面材料料选择要求求；了解混混凝土路面面的结构设设计原理。水泥混凝土路面面构造设置置特别是变变形缝的划划分和处理理；水泥混混凝土路面面材料选择择方法；对不同类型的水水泥混凝土土路面进行行构造设置置特别是对对变形缝的的设置和处理理；对不同同要求的水水泥混凝土土路面选择择合适的材材料；优秀掌握水泥混凝土土道路构造造设置；掌握握水泥混凝凝土路面材材料的选择择要求；了了解水泥混混凝土路面面分类和路路面结构设设计原理。良好掌握水泥混凝土土道路构造造设置；掌掌握水泥混混凝土路面面材料的选选择要求；；了解水泥泥混凝土路路面分类和和路面结构构设计原理理。合格熟悉水泥混凝土土路面的构构造，熟悉悉水泥混凝凝土路面材材料选择要要求；了解解水泥工混混凝土路面面分类及路路面结构设设计原理。5.1.1水泥泥混凝土路路面的分类类及特点1.水泥混凝土路面面的分类水泥混凝土路面面是以水泥泥与水合成成的水泥浆浆为结合料料，以碎（砾砾）石、砂砂为集料，加加适当的掺掺合料及外外加剂，拌拌合成水泥泥混凝土混混合料，铺筑而成成经过一段段时间的养养护，能达达到很高的的强度与耐耐久性的高等级路面面。根据材料料的要求、组组成及施工工工艺的不不同，水泥泥混凝土路路面包括普普通混凝土土、碾压混混凝土、钢钢筋混凝土土、连续配配筋混凝土土、钢纤维维混凝土等等。（1）普通混凝土路面面又称有接接缝素混凝凝土路面，是指指仅在接缝缝处和一些些局部范围围（如角隅隅、边缘）内内配置钢筋筋的水泥混混凝土面层层，为了防止止温度变化化引起温缩缩裂缝所以以面层由纵纵向和横向向接缝划分分为矩形板板块，它是目前采用用最广泛一一种混凝土土路面。（2）钢筋混凝土路面面是指为防止混混凝土面层层板产生的的裂缝缝隙隙张开而在在板内配置置纵向和横横向钢筋的的混凝土面面层。配置置钢筋网的的目的主要要是控制混混凝土路面面板在产生生裂缝后保保持裂缝紧紧密接触，裂裂缝宽度不不会进一步步扩展，并并非为了增增强板体的的抗弯拉强强度而减薄薄面板的厚厚度。因此此，钢筋混混凝土路面面主要适用用与各种容容易引起路路面板裂缝缝的情况。（3）连续配筋混凝土土路面是指指为了克服服水泥混凝凝土路面由由于横向胀胀、缩设置置变形缝等等薄弱环节节而引起的的各种病害害及改善路路用性能采采用的一种种路面结构构形式。这这种路面由由于纵向配配有足够数数量的钢筋筋，以控制制混凝土面面板纵向收收缩而产生生的横向裂裂缝。因此此，连续混混凝土路面面现在施工工时完全不不设胀、缩缩缝（施工工缝及构造造所需胀缝缝除外），成成一条完整整而平坦的的行车表面面保证了汽汽车行驶的的平稳性。这类面层由于钢筋用量大，造价高，一般仅用于高速公路及一级公路或交通繁重的道路。（4）碾压混凝土路面面采用低水水灰比混合合料，用摊摊铺机在路路基上摊铺铺成型，用用压路机（钢钢轮与轮胎胎压路机）碾碾压成型的的水泥混凝凝土路面。碾碾压混凝土土路面由于于含水率低低并通过强强烈振动碾碾压成型，因因而强度高高，节省水水泥，节约约用水，施施工速度快快，养生时时间短，有有良好的应应用前景。但但是碾压混混凝土因表表面平整度度难以达到到理想的效效果所以不不宜用作高高速公路、一一级公路的的面层，一一般只用于于二级以下下的公路。（5）钢纤维混凝土路面面是指在混混凝土中掺掺入一些低低碳钢、不不锈钢纤维维或其他纤纤维（如塑塑料纤维、纤纤维网等），即即成为一种种均匀而多多向配筋的的混凝土路路面。在混凝土土中掺拌钢钢纤维，可可以提高混混凝土的韧韧度和强度度，减少其其收缩量，相相应减少了了道路病害害既提高了了道路使用用寿命又保保证了行车车舒适性。我国近年年来已逐步步推广应用用，特别适适用与地面面标高受限限制地段的的路面，如如桥面铺装装、城市道道路旧混凝凝土路面的的加铺层。2.水泥混凝土路面面的特点与其他类型路面面相比，水水泥混凝土土路面具有有以下优点点：（1）强度高。混凝凝土路面具具有很高的的抗压强度度和较高的的抗弯拉强强度以及抗抗磨耗能力力。（2）稳定性好。混混凝土路面面的水稳性性、热稳性性均较好，特特别是它的的强度能随随着时间的的延长而逐逐渐提高，不不存在沥青青路面的那那种“老化”现象。（3）耐久性好。由由于混凝土土路面的强强度和稳定定性好，所所以它经久久耐用，一一般能使用用20～40年，而而且它能通通行包括履履带式车辆辆等在内的的各种运输输工具。（4）有利于夜间行行车。混凝凝土路面色色泽鲜明，能能见度好，对对夜间行车车有利。但但是，混凝凝土路面也也存在一些些缺点，主主要有以下下几方面：：（1）对水泥和水的的需要量大大。每立方方米混凝土约需水水泥300～400kkg、水160～180kkg，另外外还需要大大量养生用用水。（2）有接缝。由于于材料的特特性，一般般混凝土路路面要设置置许多接缝缝，这些接接缝不但增增加施工和和养护的复复杂性，而而且容易引引起行车跳跳动，影响响行车的舒舒适性，接接缝又是路路面的薄弱弱点，如处处理不当，将将导致路面面板边和板板角处破坏坏。（3）开放交通较迟迟。一般混混凝土路面面完工后，要要经过288天的潮湿湿养生，才才能开放交交通，如需需提早开放放交通，则则需采取特特殊措施。（4）修复困难。混凝凝土路面损损坏后，开开挖很困难难，修补工工作量也大大，且影响响交通。5.1.2水泥泥混凝土路路面的构造造1．土基理论分析表明，通通过刚性面面层和基层层传到土基基上的压力力很小，一一般不超过过0.055MPa。因因此，混凝凝土板下似似不需要有有坚强的土土基支承。然然而，如果果土基的稳稳定性不足足，在水温温变化的影影响下出现现较大的变变形，特别别是不均匀匀沉陷，则则仍将给混混凝土面板板带来很不不利的影响响。实践证证明，由于于土基不均均匀支承，使使面板在受受荷时底部部产生过大大的弯拉应应力，将导致混凝凝土路面产产生破坏。因因此，混凝凝土路面下下的路基必必须密实、稳稳定和均匀匀。土基强强度应不小小于20MPPa，一般要求求路基处于干干燥或中湿湿状况，过过湿状态或或强度与稳稳定性不符符合要求的的潮湿状态态的路基必必须经过处处理。路基的不均匀支支承，可能能由下列因因素造成：：（1）不均匀沉陷。湿湿软地基未未达充分固固结，土质质不均匀，压压实不充分分、填挖结结合部以及及新老路基基交接处处处理不当。（2）不均匀冻胀。季季节性冰冻冻地区，土土质不均匀匀（对冰冻冻敏感性不不同），路路基潮湿条条件变化。（3）膨胀土。在过过干或过湿湿时压实，排排水设施不不良等。控制路基不均匀匀支承最经经济有效的的方法是：：把不均匀匀的土掺配配成均匀的的土；控制制压实时的的含水量接接近最佳含含水量，并并保证压实实度达到要要求；加强强路基排水水设施，对对于湿软地地基，则应应采取加固固措施；加加设垫层，以以缓和可能能产生的不不均匀变形形对面层的的不利影响响。2.基层由于水泥混凝土土面层的刚刚度大，路路面结构的的承载力主主要由混凝凝土面层提提供，因此此对基层的的强度要求求不高。混混凝土面层层下设置基基层的目的的主要有以下下几种：（1）防唧泥。混凝凝土面层如如直接设置置在路基上上，会由于于路基土塑塑性变形量量大，细料料含量多和和抗冲刷能能力低而极极易产生唧唧泥现象。铺铺设基层后后，可减轻轻以至消除除唧泥的产产生。但未未经处治的的砂砾基层层，其细料料含量和塑塑性指数不不能太高，否否则仍会产产生唧泥。（2）防冰冻。在季季节性冰冻冻地区，用用对冰冻不不敏感的粒粒状多孔材材料铺筑基基层，可以以减少路基基的冰冻深深度，从而而减轻冰冻冻的危害作作用。（3）减小路基顶面面的压应力力，并缓和和路基不均均匀变形对对面层的影影响。（4）防水。在湿软软土基上，铺铺筑开级配配粒料基层层，可以排排除从路表表面渗入面面层板下的的水分及隔隔断地下毛毛细水上升升。（5）为面层施工（如如支立侧模、运运送混凝土土混合料等等）提供方方便。（6）提高路面结构承承载能力，延延长路面的的使用寿命命。因此，除非土基基本身就是是有良好级级配的砂砾砾类土，而而且是良好好排水条件件的轻交通通公路之外外，都应设设置基层。同同时，基层层应具有足足够的强度度和稳定性性，且断面面正确，表表面平整。理理论计算和和实践都已已证明，采采用整体性性好（具有有较高的弹弹性模量如如贫混凝土土、沥青混混凝土、水水泥稳定碎碎石、石灰灰粉煤灰稳稳定碎石、级级配碎石等等）的材料料修筑基层层，可以确确保混凝土土路面良好好的使用特特性和延长长路面的使使用寿命。因因此，基层层材料的技技术要求必必须符合《公公路路面基基层施工技技术规范》（JTJ034—2000）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。基层厚度以200cm左右为宜宜。研究资资料表明，用用厚基层来来提高土基基的支承力力，或者说说借以降低低面层应力力或减薄面面层厚度一一般是不经经济的。但但是随着稳稳定类基层层厚度的减减小，基层层底面的弯弯拉应力随随之增大，因因此基层厚厚度不宜太太薄。基层宽度应比混混凝土路面面板每侧各各宽出255~35cmm（采用小小型机具或或轨道式摊摊铺机施工工）或500~60cmm（采用滑滑模摊铺机机施工），或或与路基同同宽，以供供施工时安安装模板，并并防止路面面边缘渗水水至土基而而导致路面面破坏。在冰冻深度大于于0.5ｍ的季节性性冰冻地区区，为防止止路基可能能产生的不不均匀冻胀胀对混凝土土面层的不不利影响，路路面结构应应有足够的的总厚度，以以便将路基基的冰冻深深度约束在在有限的范范围内。路路面结构的的最小总厚厚度，随冰冰冻线深度度、路基的的潮湿状态态和土质而而异，其数数值可参照照表5-1选定。超超出面层和和基层厚度度的总厚度度部分可用用基层下的的垫层（防防冻层）来来补足。表5-1水泥混凝凝土路面最最小抗冻层层厚度干湿条件土质冰冻深度（cmm）50～100100～1500150～2000﹥200中湿路段粘性土、细亚砂砂土30～4040～6060～7070～95粉性土40～5050～7070～8080～110潮湿路段粘性土、细亚砂砂土40～5050～7070～9090～120粉性土50～6565～8080～100100～1300注：①抗冻层厚厚度为水泥泥混凝土板板加基层、垫垫层的总厚厚度。②在冻深大或挖方方及地下水水位高的路路段，应采采用高限；；冻深小或或填方路段段，可采用用低限。③对于冻深小于550cm的的地区，一一般可不设设防冻胀垫垫层，但对对水文、地地质条件恶恶劣的路段段，路面抗抗冻层厚度度可等于当当地最大冻冻深。④表中垫层部分所所用材料以以砂石料为为准。如果果采用隔温温性能良好好的材料（炉炉渣等），其其垫层厚度度可减小约约30%。3.混凝土面板水泥混混凝土面层层直接承受受行车荷载载和环境如如温度和湿湿度等因素素的作用，因因此水泥混混凝土面层层应具有足足够的强度度、耐久性性、表面抗抗滑和耐磨磨能力、平平整度。根据理论分析，轮轮载作用于于板中部时时，板所产产生的最大大应力约为为轮载作用用于板边部部时的2//3。因此此，面层板板的横断面面应采用中中间薄两边边厚的形式式，以适应应荷载应力力的变化，一一般边部厚厚度较中部部约大255%，是从从路面最外外两侧板的的边部，在在0.6～1.0ｍ宽度范围围内逐渐加加厚。但是是厚边式路路面对土基基和基层的的施工带来来不便；而而且使用经经验也表明明，在厚度度变化转折折处，易引引起板的折折裂。因此此，目前国国内外常采采用等厚式式断面。4.接缝的类型与构构造混凝土面层是由由一定厚度度的混凝土土板组成，它它具有热胀胀冷缩的性性质。由于于一年四季季气温的变变化，混凝凝土板会产产生不同程程度的膨胀胀和收缩。而而在一昼夜夜中，白天天气温升高高，混凝土土板顶面温温度较底面面高，这种种温度坡差差会形成板板的中部隆隆起的趋势势。夜间气气温降低，板板顶面温度度较底面低低，会使板板的周边和和角隅发生生翘起的趋趋势。这些些变形会受受到板与基基础之间的的摩阻力、粘结力以以及板的自自重、车轮荷载载等的约束束，致使板板内产生过过大的应力力，造成板板的断裂或或拱胀等破破坏如图水泥混凝凝图横向裂裂缝。图水泥混凝图横向向裂缝为避免这些缺陷陷，混凝土土路面不得得不在纵横横两个方向向设置许多多接缝，把把整个路面面分割成许许多板块，按接缝与与行车方向向之间的关关系可将接接缝分为纵纵缝与横缝缝两大类。在任何形式的接缝处，板体都不可能是连续的，其传递荷载的能力总不如非接缝处。而且任何形式的接缝都不免要漏水。因此，对各种形式的接缝，都应设置相应的传荷与防水设施。图5-1路面接缝缝设置１—横缝；２—纵缝缝（1）横向接缝的构造横向接缝是垂直直于行车方方向的接缝缝，共有三三种：横向向缩缝、胀胀缝和施工工缝。缩缝缝保证板因因温度和湿湿度的降低低而收缩时时沿该薄弱弱断面缩裂裂，从而避避免产生不不规则的裂裂缝。胀缝缝保证板在在温度升高高时能部分分伸张，从从而避免产产生路面板板在热天的的拱胀和折折断破坏，同同时胀缝也也能起到缩缩缝的作用用。另外，混混凝土路面面每天施工工结束以及及因雨天或或其他原因因不能继续续施工时，必必须设置横横向施工缝缝。1）横向缩缝。横横向缩缝可可等间距或或变间距布布置，采用用假缝形式式。特重和和重交通公公路、收费费广场以及及邻近胀缝缝或自由端端部的3条缩缝，应应采用设传传力杆假缝缝形式，其其构造见图5-2（b）。其他情情况可采用用不设传力力杆假缝形形式，其构构造见图5-2（a）。设置在板厚中央央的传力杆应应采用光圆钢钢筋，其半段锚固固在混凝土土中，另半半段涂沥青青或润滑油油，有利于于板间传递递荷载。传力杆直径径、长度和和间距可参参照规范选选用，横向缩缝顶部应应锯切槽口口，槽内填填塞填缝料料。（a）不设传力力杆假缝（b）设传力力杆假缝图5-2横向缩缩缝构造示示意图2）胀缝。我国现行行规范规定定，普通混混凝土路面面、钢筋混混凝土路面面和钢纤维维混凝土路路面的胀缝缝设置视集集料的温度度膨胀性大大小、当地地年温差和和施工季节节综合确定定；高温施工工，可不设设胀缝；常常温施工，集集料温缩系系数和年温温差较小时时，可不设设胀缝；胀胀缝应尽量量少设或不不设；但在在邻近桥梁梁或固定建建筑物处，或或与其他类类型路面相相连接处、板板厚变化处处、隧道口口、小半径径曲线和纵纵坡变换处处，均应设设置胀缝。胀缝构造如图55-3所示。胀缝缝缝隙宽约约20~25mmm。如施工工时气温较较高，或胀胀缝间距较较短，应采采用低限；；反之用高高限。缝隙隙上部3~4cmm深度内浇浇灌填缝料料，下部则则设置富有有弹性的嵌嵌缝板。为保证混混凝土板之之间能有效效地传递荷荷载，防止止形成错台台，应在胀胀缝处板厚厚中央设置置传力杆。传力杆应采用光面钢筋，其直径、长度和间距可参照规范选用，最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为150~250mm。传力杆的半段固定在混凝土内，另半段涂以沥青、套上长约100mm的铁皮或塑料套筒，筒底与杆端之间留出宽约30mm的空隙，并用弹性材料填充，以利板的自由伸缩。在同一条胀缝上的传力杆，设有套筒的活动端最好在缝的两边交错布置。图5-3胀缝构造示意图图3）施工缝。施工缝缝应尽量做做到胀缝处处。如不可可能，也应应做至缩缝缝处。设在在缩缝处的的施工缝，应应采用设传传力杆的平平缝形式，其其构造如图图5-4（a）所示；设设在胀缝处处的施工缝缝，其构造造与胀缝相相同。遇有有困难需设设在缩缝之之间时，施施工缝宜采采用设拉杆杆的企口缝缝形式，其其构造如图图5-4（b）所示。（a）设传力力杆平缝型型（b）设拉杆杆企口型图图5-4横向施工工缝构造示示意图4）接缝填缝材料包括胀缝接接缝板和接缝填料料。胀缝接缝缝板应选用用能适应混混凝土板膨膨胀收缩、施施工时不变变形、复原原率高和耐耐久性好的的材料如高速公路路和一级公公路宜选用用泡沫橡胶胶板、沥青青纤维板、其其他等级公公路也可选选用木材类类或纤维类类板；接缝缝填料应选选用与混凝凝土接缝槽槽壁粘结力力强、回弹弹性好、适适应混凝土土板收缩、不不溶于水、不不渗水、高高温时不流流淌、低温温时不脆裂裂、耐老化化的材料。常常用的填缝缝材料有聚聚氨酯焦油油类、氯丁丁橡胶类、乳乳化沥青类类、聚氯乙乙烯胶泥、沥沥青橡胶类类、沥青玛玛蹄脂及橡橡胶嵌缝条条等。（2）纵向接缝的构造纵向接缝是指平行行于混凝土土路面行车车方向的接接缝。纵缝缝包括纵向向施工缝和和纵向缩缝缝。当一次次铺筑宽度度小于路面面宽度时，应应设置纵向向施工缝。纵纵向施工缝缝采用平缝缝加拉杆的的形式，上上部应锯切切槽口，槽槽口深度为为30~400mm，宽宽度为7~~10mmm，槽内灌灌塞填缝料料，构造如如图5-5（a）所示；；当一次铺铺筑宽度大大于4.55m时，应应设置纵向向缩缝。纵纵向缩缝采采用假缝加加拉杆的形形式，锯切切的槽口深深度应大于于施工缝的的槽口深度度。采用粒粒料基层时时，槽口深深度应为板板厚的1/3；采用半半刚性基层层时，槽口口深度为板板厚的2/5。其构造造如图5-5（b）所示。拉杆应采用螺纹纹钢筋，设设在板后中中央，并应应对拉杆中中部1000mm范围围内进行防防锈处理。拉拉杆的直径径、长度和和间距可参参照规范选选用。拉杆杆锚固在混混凝土内，以以保证两侧侧板不致被被拉开而失失掉缝下部部的颗粒嵌嵌锁作用，施施工布设时时，拉杆间间距应按横横向接缝的的实际位置置予以调整整，最外侧侧的拉杆距距横向接缝缝的距离不不得小于1100mmm。连续续配筋混凝凝土面层的的纵缝拉杆杆可由板内内横向钢筋筋延伸穿过过接缝代替替。纵缝应与路线中中缝平行。在在路面等宽宽的路段内内或路面变变宽路段的的等宽部分分，纵缝的间距和和形式应保保持一致。路路面变宽段段的加宽部部分与等宽宽部分之间间，以纵向向施工缝隔隔开。加宽宽板在变宽宽段起终点点处的宽度度不应小于于1m。（a）纵向施工缝（b）纵向缩缩缝图5-5纵缝构造造示意图应当指出，目前前国外流行行一种新的的混凝土路路面接缝布布置形式，即即胀缝甚少少，缩缝间间距不等，按按4m，4.5mm，5ｍ，5.5ｍ和6ｍ的顺序设设置，而且且横缝与纵纵缝交成880°左右的斜斜角，如设设传力杆，则则传力杆与与路中线平平行，其目目的是使一一辆车只有有一个后轮轮横越接缝缝，减轻由由于共振作作用所引起起的行车跳跳动的幅度度，同时也也可缓和板板伸张时的的顶推作用用。另外，当采用板板中计算厚厚度的等厚厚式混凝土土板时，或或混凝土板板纵、横向向自由边缘缘下的基础础有可能产产生较大的的塑性变形形时，应在在其自由边边缘和角隅隅处设置补补强钢筋。混凝土路面与桥桥梁相接处处，桥头设设有搭板时时，应在搭搭板与混凝凝土面层板板之间设置置长6~10ｍ的钢筋筋混凝土面面层过渡板板。后者与与搭板间的的横缝采用用设拉杆平平缝形式，与与混凝土面面层间的横横缝采用设设传力杆胀胀缝形式。水泥混凝土路面与柔性路面相接处，为避免出现沉陷或错台，防止柔性路面受顶推而拥起，其间应设置至少3m长的过渡段。5.1.3水泥泥混凝土路路面材料的的要求1.水泥混凝土路面面材料的要要求修筑路面用的混混凝土材料料比其他结结构物所用用混合料要要有更高的的要求，因因为它受到到动荷载的的冲击、摩摩擦和反复复弯曲作用用，同时还还受到温度度和湿度反反复变化的的影响。面面层混合料料必须具有有较高的弯弯拉强度和和耐磨性，良良好的耐冻冻性以及尽尽可能低的的膨胀系数数和弹性模模量。此外外，湿混合合料还应具具有适当的的施工和易易性，一般般规定其坍坍落度为0~30mmm，工作作度约30s。在施工工时应力求求混凝土强强度满足设设计要求，通通常要求面面层混凝土土28d抗弯拉强强度达到4.0~~5.0MMPa，28d抗压强度度达到30~335MPaa。【应用案例5-11】工程概况：国道1008线三楼楼一下茹越越段改建工工程，公路路等级为二二级公路，起点位于于灵丘县三三楼村，终终点位于繁繁峙县下茹茹越，全长长80.225Km((其中水泥泥混凝土路路面70kkm)，共分10个标段(其2标～10标均为为水泥混凝凝土路面)，水泥混混凝土路面面设计抗弯弯拉强度为为5.0MMPa，国道1088线繁峙分分公司中心心试验室在在满足弯拉拉强度、工工作性、耐耐久性要求求的前提下下，结合施施工的实际际情况进行行了水泥混混凝土路面面的配合比比设计。一、原材料技技术要求1、水泥规范中规定特重重、重交通通水泥混凝凝土路面采采用旋窑道道路硅酸盐盐水泥，也也可采用旋旋窑硅酸盐盐水泥或普普通硅酸盐盐水泥，水水泥强度等等级不低于于42.55MPPa。水泥混混凝土路面面所用水泥泥的要求：：（1）必须是旋窑水泥泥。（2）资质必须齐全((准用证、生生产许可证证、试验室室合格证等等)。（3）水泥进厂时每批批量应附有有化学成分分、物理、力力学指标合合格的检验验证明。2、细集料砂并符合标准要要求。中心心试验室水水泥混凝土土配合比设设计中采用用繁峙大营营天然水洗洗砂，砂的的级配区符符合Ⅱ区级配范范围，细度度模数=2.775，属中砂。3、粗集料粗集料应使用质质地坚硬、耐耐久、洁净净的碎石、碎碎卵石和卵卵石。根据据该段改建建工程的路路面等级要要求及设计计文件要求求，应采用用粗集料级级别不低于于Ⅱ级的碎石石。碎石最最大公称粒粒径不应大大于30mm(圆孔筛)。碎石级级配符合5mm～30mmm连续级配配范围。中中心试验室水泥泥混凝土配配合比设计计中采用繁繁峙大营10mm～30mm碎石、5mm～10mmm碎石及石石屑，按10mm～30mm碎石：5mm～10mmm碎石：石石屑=688：22：10的比例掺掺配后符合合5mm～30mmm细集料应应采用质地地坚硬、耐耐久、洁净净的天然砂砂、机制砂砂或混合连连续级配范范围。水泥混凝土路面面采用的粗粗集料：（1）粗集料不得使用用不分级的的统料。（2）按最大公称粒径径的不同，采采用2个～4个粒级的的集料进行行掺配。4、水水泥混凝土路面面配合比设设计采用饮饮用水，无无油污、泥泥或其杂质。5、外加剂水泥混凝土路面面配合比设设计考虑到到夏季施工工气温较高高、蒸发快快、长距离离运输等特特点，采北北京科宁ADD--3效减水水剂(粉剂)。外加剂质量控制制措施：（1）用供货单位提供供的技术文文件：1）说明书，并应标标明产品主主要成分；；2）检验报告及合格格证；3）加剂混凝土性能能检验报告告。（2）或混凝土搅拌站站)，应立即即取代表性性样品进行检验验，进货与与工程试配配时一致，方方可入库、使使用。若发发现不一致致，应停止止使用。（3）外加剂不同供货货单位、不不同品种、不不同牌号分分别存放，标标识应清楚楚。（4）外加剂应防止受受潮结块，如如有结块，经经性能检验验合格后应应粉碎至全全部通过00.63nn使用。（5）制系统标识应清清楚、计量量应准确，计计量误差不不应大于外外加剂用量量的2％。（6）剂的掺量应按供供货单位推推荐掺量、使使用要求、施施工条件、混凝凝土原材料料等因素通通过试验确确定。（7）高效减水剂宜用用于日最低低气温5℃以上施工工的混凝土，不宜宜单独用于于有早强要要求的混凝凝土及蒸养养混凝土。6、煤灰检测报告粉煤灰的质量控控制：（1）土路面在掺用粉粉煤灰应采采用电收尘尘I、Ⅱ级干排或或磨细粉煤灰灰，不得使使用Ⅲ级粉煤灰灰；（2）指标应符合的II、Ⅱ级质量要要求；（3）应有等级检验报报告。水泥混凝土路面面材料主要要有水泥、粗粗集料、细细集料、水水、外加剂等。为为保证混合合料拌制质质量及混凝土路路面的使用用品质，应应对混凝土土的组成材材料提出一一定的要求求。（1）水泥各交通等级路面面所使用水水泥的化学学成分、物物理性能等等路用品质质要求应符符合《公路路水泥混凝凝土路面施施工技术规规范》（JTGF30－2003）的规定定。当采用用机械化铺铺筑路面时时，宜选用用散装水泥泥。特重交交通、重交交通路面宜宜采用旋窑道路硅酸盐盐水泥，也也可采用旋旋窑硅酸盐盐水泥或普通硅酸酸盐水泥；；中等及轻轻交通路面面可采用矿矿渣硅酸盐盐水泥；低温温天气施工工或有快通通要求的路路段可采用用R型水泥，此此外宜采用用普通型水水泥。各交交通等级路路面水泥抗抗折强度、抗抗压强度应应满足表5-2的规定定。表5-2各各交通等级级路面水泥泥各龄期的的抗折强度度、抗压强强度交通等级特重交通重交通中、轻交通龄期（d）328328328抗压强度（MPPa），≥25.557.522.052.516.042.5抗折强度（MPPa），≥4.57.54.07.03.56.5水泥进场时，应应有产品合合格证及化化验单。并并应对品种种、标号、包包装、数量量、出厂日日期等进行行检查验收收。不同标标号、厂牌牌、品种、出出厂日期的的水泥，不不得混合堆堆放，严禁禁混合使用用。出厂期期超过三个个月或受潮潮的水泥，必必须经过试试验，按其其试验结果果决定正常常使用或降降级使用，已已经结块变变质的水泥泥不得使用用。（2）粗集料集料是混凝土中中分量最大大的组成材材料，粒径径5mm以上者称称为粗集料；粒径5mm以下者称称为细集料料。粗集料料在混凝土土中占有4/5的比例，可可见其重要要性。粗集集料应使用质地地坚硬、耐久、洁净净的碎石、碎碎卵石和卵卵石，其技技术指标应应满足《公公路水泥混混凝土路面面施工技术术规范》（JTGF30－2003）的规定定，宜选用用岩浆岩或或未风化的的沉积岩碎碎石。高速公路、一级级公路、二二级公路及及有抗（盐盐）冻要求求的三、四四级公路混混凝土路面面使用的粗粗集料级别别应不低于于Ⅱ级，无抗（盐盐）冻要求求的三、四四级公路混混凝土路面面可使用ⅢⅢ级粗集料料。有抗（盐盐）冻要求求时，Ⅰ级集料吸吸水率不应应大于1.0％；Ⅱ级集料吸吸水率不应应大于2.0％。路面混凝土的粗粗集料不得得使用不分分级的统料料，应按最最大公称粒粒径的不同同采用2~4个粒级的的集料进行行掺配，并并应符合《公公路水泥混混凝土路面面施工技术术规范》（JTGF30－2003）中粗集集料级配范范围的规定定要求。卵卵石最大公公称粒径不不宜大于19.00mm；碎卵石石最大公称称粒径不宜宜大于266.5mmm；碎石最最大公称粒粒径不宜大大于31..5mm。碎碎卵石或碎碎石中粒径径小于的石石粉含量不不宜大于1%。（3）细集料细集料应采用质质地坚硬、耐久、洁净净的天然砂、机制砂砂或混合砂砂，要求颗颗粒坚硬耐耐磨，具有有良好的级级配，表面面粗糙有棱棱角，有害害杂质含量量少。高速公路、一级级公路、二二级公路及及有抗（盐盐）冻要求求的三、四四级公路混混凝土路面面使用的砂砂级别应不不低于Ⅱ级，无抗抗（盐）冻冻要求的三三、四级公公路混凝土土路面可使使用Ⅲ级砂。特特重交通、重重交通混凝凝土路面宜宜采用河砂，砂砂的硅含量量不应低于于25％。路面混凝土用天天然砂宜为为中砂，也也可使用细细度模数在在2.0~~3.5之之间的砂。同同一配合比比用砂的细度模模数变化范范围不应超超过0.3，否则，应应分别堆放放，并调整整配合比中中的砂率后后使用。路路面混凝土土用机制砂砂还应检验验砂浆磨光光值，其值值宜大于335，不宜宜使用抗磨磨性较差的的泥岩、页页岩、板岩岩等水成岩岩类母岩品品种生产机机制砂。配配制机制砂砂混凝土应应同时掺引引气高效减减水剂。细集料的技术指标标与级配范范围要求应满足足《公路水水泥混凝土土路面施工工技术规范范》（JTGF30－2003）的规定定。（4）水饮用水可直接作作为混凝土土搅拌和养养护用水。对硫酸盐含含量超过00.00227mg／／mm3（按SO42-计）、含盐量量超过0..005mg/mm3、pＨ值小于于４的酸性水和含有油污污、泥和其其他有害杂杂质的水，均均不允许使使用。（5）外加剂在对道路水泥混混凝土有特特殊性能要要求或施工工要求时可可以在混凝凝土拌和时时添加外加加剂，如为为提早开放放交通，路路面混凝土土宜选用减减水率大、坍坍落度损失失小、可调调控凝结时时间的复合合型减水剂剂；高温施工工宜使用引引气缓凝（保保塑）（高高效）减水水剂；低温温施工宜使使用引气早早强（高效效）减水剂剂；为了提高高混凝土的的和易性和和抗冻性，可可选用表面面张力降低低值大、水水泥稀浆中中起泡容量量多而细密密、泡沫稳稳定时间长长、不溶渣渣少的产品品。有抗（盐盐）冻要求求的地区，各各交通等级级路面混凝凝土必须使使用引气剂剂；无抗（盐盐）冻要求求地区，二二级及二级级以上公路路路面混凝凝土应使用用引气剂。在混凝土制备时时掺加外加加剂时，各各外加剂产产品的技术术性能指标标应满足《公公路水泥混混凝土路面面施工技术术规范》（JTGF30－2003）的规定定。（6）其他材料路面混凝土中的的粉煤灰掺掺合料、填填缝材料、钢钢筋、钢纤纤维等，其其技术指标标应满足《公公路水泥混混凝土路面面施工技术术规范》（JTGF30－2003）的相关关规定。2.水泥混凝凝土配合比比设计由于混凝土路面面板厚设计计计算是以以混凝土的的抗弯拉强强度为依据据，所以混混凝土的配配合比设计计应根据设设计弯拉强强度、耐久久性、耐磨磨性、和易易性等要求求和经济合合理的原则则选用原材材料。通过过计算、试试验和必要要的调整，确确定混凝土土单位体积积中各种组组成材料的的用量，即即设计配合合比。再据据现场浇筑筑混凝土的的实际条件件，如材料料供应情况况（级配、含含水量等）、摊摊铺方法和和机具、气气候条件等等，作适当当调整后提提出施工配配合比。这里仅介绍普通通混凝土配配合比设计计的一般步步骤，适用于滑模模摊铺机、轨轨道摊铺机机、三辊轴轴机组及小小型机具四四种施工方方式。钢纤纤维混凝土土、碾压混混凝土、贫贫水泥混凝凝土的配合合比设计方方法参见《公公路水泥混混凝土路面面施工技术术规范》（JTGF30-2003）。（1）普通混凝土配合比比设计1）普通混凝土路面面的配合比比应满足的的技术要求求①弯拉强度a.各交通等级级路面的28d设计弯拉拉强度标准准值应符合合《公路水水泥混凝土土路面设计计规范》（JTGD40--20033）的规定定，根据交交通等级不不同，取4.0～5.0MMPa。b.按式（5--1）计算算配制28d弯拉强度度的均值。（5-1）式中：——配制28d弯拉强度度的均值（MPa）；——设计弯拉强度标标准值（MPa）；——弯拉强度试验样样本的标准差（MPa）；——保证率系数，应应按表5-3确定；——弯拉强度变异系系数，应按按统计数据据在表5-4的规定范范围内取值值；无统计计数据时，弯弯拉强度变变异系数应应按设计取取值；如果果施工配制制弯拉强度度超出设计计给定的弯弯拉强度变变异系数上上限，则必必须改进机机械装备和和提高施工工控制水平平。表5-3保证率率系数公路技术等级判别概率样本数（组）3691520高速公路0.051.360.790.610.450.39一级公路0.100.950.590.460.350.30二级公路0.150.720.460.370.280.24三、四级公路0.200.560.370.290.220.19表5-4各各级公路混混凝土路面面弯拉强度度变异系数数公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路混凝土弯拉强度度变异水平等级低低中中中高弯拉强度变异系系数允许变化范围0.05～0..100.05～0..100.10～0..150.10～0..150.10～0..150.15～0..20②工作性a.滑模摊铺机机前拌合物物最佳工作作性及允许许范围应符符合表9-5的规规定。表5-5混凝土路路面滑模摊摊铺最佳工工作性及允允许范围指标界限坍落度振动粘度系卵石混凝土碎石混凝土最佳工作性20～4025～50200～5000允许波动范围5～5510～65100～6000注：①滑模摊铺机适宜宜的摊铺速速度应控制制在0.5～2.0m/mmin之间；②本表表适用于设设超铺角的的滑模摊铺铺机；对不不设超铺角角的滑模摊摊铺机，最最佳振动粘粘度系数为为250～600N··s/m22；最佳坍坍落度卵石石为10～40mmm；碎石为10～30mmm；③滑模模摊铺时的的最大单位位用水量卵卵石混凝土土不宜大于于155kkg/m2；碎石混混凝土不宜宜大于1660kg//m3。b.轨道摊铺机机、三辊轴轴机组、小小型机具摊摊铺的路面面混凝土坍坍落度及最最大单位用用水量，应应满足表9-6的规规定。表5-6不同路面面施工方式式混凝土坍坍落度及最最大单位用用水量摊铺方式轨道摊铺机摊铺铺三辊轴机组摊铺铺小型机具摊铺出机坍落度（mmm）40～6030～5010～40摊铺坍落度（mmm）20～4010～300～20最大单位用水量量（kg/m3）碎石156卵石153碎石153卵石148碎石150卵石145注：a表中的最最大单位用用水最系采采用中砂、精精细集料为为风干状态态的取值，采采用细砂时时，应使用用减水率较较大的（高高效）减水水剂；b使用碎卵卵石时，最最大单位用用水量可取取碎石与卵卵石中值。c耐久性a.根据当地路路面无抗冻冻性、有抗抗冻性或有抗抗盐冻性要要求及混凝凝土最大公公称粒径，路路面混凝土土含气量宜宜符合表5-7的规定定。表5-7路面混凝凝土含气量量及允许偏偏差（%）最大公称料径（mm）无抗冻性要求有抗冻性要求有抗盐冻要求19.04.0±1.005.0±0.556.0±0.5526.53.5±1.004.5±0.555.5±0.5531.53.5±1.004.0±0.555.0±0.55b.各交通等级级路面混凝凝土满足耐耐久性要求求的最大水水灰（胶）比比和最小单单位水泥用用量应符合合表5-8的规定定。表5-8混凝土满满足耐久性性要求的最最大水灰（胶胶）比和最最小单位水水泥用量公路技术等级高速公路、一级公路二级公路三、四级公路最大水灰（胶）比比0.440.460.48抗冰冻要求最大大水灰（胶胶）比0.420.440.46抗盐冻要求最大大水灰（胶胶）比0.400.420.44最小单位水泥用用量（kg/m3）42.5级30030029032.5级310310305抗冰（盐）冻时时最小单位位水泥用量量（kg/mm3）42.5级32032031532.5级330330325掺粉煤灰时最小小单位水泥泥用量（kg/mm3）42.5级26026025532.5级280270265抗冰（盐）冻掺掺粉煤灰最最小单位水水泥用量（42.5级水泥）（kg/mm3）280270265注：①掺粉煤灰，并有有抗冰（盐盐）冻性要要求时，不不得使用32.5级水泥；；②水灰（胶）比计计算以砂石石料的自然然风干状态态计（砂含含水量≤1.0%；石子含含水量≤0.5%）；③处在除冰盐、海风、酸酸雨或硫酸酸盐等腐蚀蚀性环境中中、或在大大纵坡等加加减速车道道上的混凝凝土，最大大水灰（胶胶）比可比比表中数值值降低0.011～0.02。c.严寒地区路路面混凝土土抗冻标号号不宜小于于F250，寒冷地地区不宜小小于F200。d.在海风、酸酸雨、除冰冰盐或硫酸酸等腐蚀环环境影响范范围内的混混凝土路面面和桥面，在在使用硅酸酸盐水泥时时，应掺加加粉某灰、磨磨细矿渣或或硅灰掺合合料，不宜宜单独使用用硅酸盐水水泥，可使使用矿渣水水泥或普通通水泥。④经济性在满足上述三项项技术要求求的前提下下，配合比应应尽可能经经济。各级公路路混凝土路路面最大水水泥用量不不宜大于4400kgg/m3；掺粉煤灰灰时，最大胶材材总量不宜宜大于4220kg//m3。(2)外加剂的使使用要求a.高温施工时时，混凝土土拌合物的的初凝时间间不得小于于3h，否则应应采取缓凝凝或保塑措措施；低温温施工时，终终凝时间不不得大于10h，否则应应采取必要要的促凝或或早强措施施。b.外加剂的掺掺量应由混混凝土试配配试验确定定。引气剂剂的适宜掺掺量可由搅搅拌机口的的拌合物含含气量进行行控制。实实际路面和和桥面引气气混凝土的的抗冰冻、抗抗盐冻耐久久性，宜用用《公路水水泥混凝土土路面施工工技术规范范》（JTGF30--20033）附录F.1、F.2规定的钻钻芯法测定定。测定位置置：路面为为表面和表表面下500mm；桥桥面为表面面和表面下下30mmm；测得的的上下两个个表面的最最大平均气气泡间距系系数不宜超超过表5-9的规定定。表5-9混凝土路路面和桥面面最大平均均气泡间距距系数（）公路技术等级高速公路、一级级公路其他公路严寒地区冰冻275300盐冻225250寒冷地区冰冻325350盐冻275300C．引气剂与减水剂剂或高效减减水剂等其其他外加剂剂复配在同同一水溶液液中时，应应保证其共共溶性，防防止外加剂剂溶液发生生絮凝现象象。如产生生絮凝现象象，应分别别稀释、分分别加入。3）配合比参数的计计算与确定定①水灰（胶）比的的计算和确确定a.根据粗集料料的类型，水水灰比可分分别按下列列统计公式式计算：碎石或碎卵石混混凝土：（5-2）卵石混凝土：（5-3）——水泥实测28dd抗折强度度（MPa）。b.掺用粉煤灰灰时，应计计入超量取取代法中代代替水泥的的那一部分分粉煤灰用用量（代替替砂的超量量部分不计计入），用用水胶比代代替水灰比比。c.应在满足弯弯拉强度计计算值和耐耐久性（表表5-8）两者者要求的水水灰（胶）比比中取小值值。②砂率的选择砂率应根据砂的的细度模数数和粗集料料种类，查查表5-10取值值。在软做做抗滑槽时时，砂率在在表5-10基础础上可增大大1%～2%。硬刻槽时时，则不必增增大砂率。表5-10砂的的细度模数数与最优砂砂率无关砂细度模数2.2～2.552.5～2.882.8～3.113.1～3.443.4～3.77砂率碎石30～3432～3634～3836～4038～42卵石28～3230～3432～3634～3836～40注：碎卵石可在在碎石和卵卵石混凝土土之间内插插取值。③计算单位用水量量由上述水灰比、砂砂率，根据据粗料种类类和表5-5、表5-6中适宜宜的坍落度度，分别按按下列经验验式计算单单位用水量量（砂石料料以自然风风干状态计计）：碎石：（5-4）卵石：（5-5）式中：——不掺掺外加剂与与掺合料混混凝土的单单位用水量量（kg/mm3）;——坍坍落度（mm）；——砂砂率（%）；——灰灰水比，水水灰比之倒倒数。掺外加剂时应计计入外加剂剂减水作用用，其混凝土单单位用水量量应按式（5-6）计算：（5-6）式中：——掺外加剂混凝土土的单位用用水量（kg/mm3）；——所用外加剂剂量量的实测减减水率（%）。单位用水量应取取计算值和和表5-5或表5-6的规定值值两者中的的小值。若若实际单位位用水量仅仅掺引气剂剂不满足所所取数值，则则应掺用引引气（高效效）减水剂剂，三、四四级公路也也可采用真真空脱水工工艺。④确定单位水泥用用量单位水泥用量应应由式（55-7）计算，并并取计算值值与表5-8规定值值两者中的的大值。（5-7）式中：——单位水泥用量（kg/mm3）。⑤确定砂石料用量量砂石料用量可按按密度法或或体积法计计算。按密密度法计算算时，混凝凝土单位质质量可取24000～24500kg/mm3；按体积积法计算时时，应计入入设计含气气量。采用用超量取代代法掺用粉粉煤灰时，超超量部分应应代替砂，并并折减用砂砂量。经计计算得到的的配合比，应应验算单位位粗集料填填充体积率率，且不宜宜小于70%。需要注意，采用用真空脱水水工艺时，可可采用比经经验式（55-4、5-5）计算值值略大的单单位用水量量，但在真真空脱水后后，扣除每每立方米混混凝土实际际吸除的水水量，剩余余单位用水水量和剩余余水灰（胶胶）比分别别不宜超过过表5-6最大单单位用水量量和表5-8最大水水灰（胶）比比的规定。另外，路面面混凝土掺掺用粉煤灰灰时，其配配合比计算算应按超量量取代法进进行。粉煤煤灰掺量应应根据水泥泥中原有的的掺合料数数量和混凝凝土弯拉强强度、耐磨磨性等要求求由试验确确定。Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰灰的超量系系数可按表表5-11初选选。代替水水泥的粉煤煤灰掺量：：Ⅰ型硅酸盐盐水泥宜≤30%；Ⅱ型硅酸盐盐水泥宜≤25%；道路水水泥宜≤20%；普通水水泥宜≤15%；矿渣水水泥不得掺掺粉煤灰。表5-11各级粉粉煤灰的超超量取代系系数粉煤灰等级ⅠⅡⅢ超量取代系数1.1～1.441.3～1.771.5～2.00（2）配合比确定与调调整由上述各经验公公式推算得得出的混凝凝土配合比比，应在实实验室内按按下述步骤骤和《公路路工程水泥泥混凝土试试验规程》（JTJ053）规定方法进行试配检验和调整：1）首先检验各种混混凝土拌合合物是否满满足不同摊摊铺方式的的最佳工作作性要求。检检验项目包包括含气量量、坍落度度及其损失失、振动粘粘度系数、改改进VC值、外加加剂品种及及其最佳掺掺量。在工工作性和含含气量不满满足相应摊摊铺方式要要求时，可可在保持水水灰（胶）比比不变的前前提下调整整单位用水水量、外加加剂掺量或或砂率，不不得减小满满足计算弯弯拉强度及及耐久性要要求的单位位水泥用量量。2）对于采用密度法法计算的配配合比，应应实测拌合合物视密度度，并应按按视密度调调整配合比比，调整时时水灰比不不得增大，单单位水泥用用量、钢纤纤维掺量不不得减少，调整后的拌合物视密度允许偏差为±2.0%。实测拌合物含气量及其偏差应满足表5-7的规定，不满足要求时，应调整引气剂掺量直至达到规定含气量。3）以初选水灰（胶胶）比为中中心，按0.02增减幅度度选定2～4个水灰（胶胶）比，制制作试件，检检验各种混混凝土和配制弯拉拉强度、抗抗压强度、耐耐久性等指指标（有抗抗冻性要求求的地区，抗抗冻性为必必测项目，耐耐磨性及干干缩为选测测项目）。也也可保持计计算水灰（胶胶）比不变变，以初选选单位水泥泥用量为中中心，按15～20kgg/m3增减幅度度选定2～4个单位水水泥用量。4）施工单位通过上上述各项指指标检验提提出的配合合比，在经经监理或建建设方中心实实验室验证证合格后，方方可确定为为实验室基基准配合比比。实验室的基准配配合比应通通过搅拌楼楼实际拌和和检验和不不小于2000m试验验路段的验验证，并应应根据料场场砂石料含含水量、拌拌合物实测测视密度、含含气量、坍坍落度及其其损失，调调整单位用用水量、砂砂率或外加加剂掺量。调调整时，水水灰（胶）比比、单位水水泥用量不不得减小。考考虑施工中中原材料含含泥量、泥泥块含量、含含水量变化化和施工变变异性等因因素，单位位水泥用量量应适当增增加5～10kgg。满足试试拌试铺的的工作性、28d（至少7d）配制弯弯拉强度、抗抗压强度和和耐久性等等要求的配配合比，经经监理或建建设方批准准后方可确确定为施工工配合比。施工期间配合比比的微调与与控制应符符合下列要要求：1）根据施工季节、气气温和运距距等的变化化，可微调调缓凝（高高效）减水水剂、引气气剂或保塑塑剂的掺量量，保持摊摊铺现场的的坍落度始终适宜宜于铺筑，且且波动最小小。2）降雨后，应根据据每天不同同时间的气气温及砂石石料实际含含水量变化化，微调加加水量，同同时微调砂砂石料称量量，其他配配合比参数数不得变更更，维持施施工配合比比基本不变变。雨天或或砂石料变变化时应加加强控制，保保持现场拌拌合物工作作性始终适适宜摊铺和和稳定。5.1.4水泥泥混凝土路路面结构设设计我国水泥混凝土土路面厚度度设计方法法，采用2002年由交通通部发布的的《混凝土土路面设计计规范》。该该规范所选选定的水泥泥混凝土路路面结构设设计方法，考考虑满足路路面的结构构性能要求求，并以行车荷荷载和温度度梯度综合合作用产生生的疲劳断断裂作为设设计标准。在在设计混凝凝土板时，以混凝土材料的弯拉强度作为其设计技术标准，在考虑可靠度因素影响的情况下，控制行车荷载反复作用在板内所产生的荷载疲劳应力与温度梯度反复作用在板内产生的温度疲劳应力之和不超过混凝土的弯拉强度。本节主要介绍新建水泥混凝土路面的厚度设计。交通分析水泥混凝土路面面结构设计计是以100kNN的单轴双轮轮荷载为标标准轴载的的。不同轴轴轮型和轴轴载的作用用次数按下下式换算为为标准轴载载的作用次次数：（5-8）式中：——1000kN的单轴双双轮组标准准轴载的作作用次数；；———单轴单轮轮、单轴双双轮、双轴轴双轮、三三轴双轮轴轴型级轴载载的总重，kN；———轴型及轴轴载级位数数；——各类轴型i级轴轴载的作用用次数；——轴轮型系数，单单轴双轮组组时，=1；单轴单单轮时，；；双轴双轮轮组时，；三轴双双轮组时，。设计基准期内水水泥混凝土土面层临界界荷位处所所承受的标标准轴载累累计作用次次数如下：：（5-9）式中：——标准准轴载累计计作用次数数；———设计基准准期；———交通量年年平均增长长率；———临界荷位位处的车辆辆轮迹横向向分布系数数，见表55-12所所示。表5-12车辆轮轮迹横向分分布系数注：车道或行车车道宽或者者交通量较较大者，取取高值；反反之，取低低值；荷载应力计算经过计算分分析，选取取混凝土板板的纵向边边缘中部作作为产生最最大荷载和和温度梯度度综合疲劳劳破坏的临临界荷位。标准轴载在在四边自由由板临界荷荷位处产生生的荷载应应力按下式式计算：（5-10）式中：——标准准轴载在四四边自由板板临界荷位位处产生的的荷载应力力，MPa；——混凝土板板的相对刚刚度半径，m：（5-11）——混混凝土板的的厚度，m；——水泥混凝土的弯弯拉弹性模模量，MPa；——基基层顶面当当量回弹模模量，MPa，按下式式确定：（5-12）在上述述求解基层层当量回弹弹模量中：：——基基层顶面的的当量回弹弹模量，MPa；——路路床顶面的的回弹模量量，MPa；——基基层和底基基层或垫层层的当量回回弹模量，MPa；、——基层和底基层或或垫层的回回弹模量：：——基基层和底基基层或垫层层的当量厚厚度，In；——基层层和底基层层或垫层的的当量弯曲曲刚度，MN·m；、——基层和底基层或或垫层的厚厚度，m；、——与有关的回归系数数。设计基基准期内的的荷载疲劳劳应力系数数可按下式式计算确定定：（5-13）式中：——设计计基准期内内的荷载疲疲劳应力系系数；———设计基准准期内标准准轴载累计计作用次数数；———与混合料料性质有关关的指数，普普通混凝土土、钢筋混混凝土、连连续配筋混混凝土,;碾压混凝凝土和贫混混凝土，==0.0665；钢纤维维混凝土如如下式：（5-14）——钢纤纤维的体积积率，％；；——钢钢纤维的长长度，mm：——钢纤纤维的等效效直径，mm。因此，标标准轴载在在临界荷位位处产生的的荷载疲劳劳应力可按按下式计算算：（5-15）式中：——标准准轴载在临临界荷位处处产生的荷荷载疲劳应应力，MPa：——标准准轴载在四四边自由板板的临界荷荷位处产生生的荷载应应力，MPa；——考虑接缝传传荷能力的的应力折减减系数，纵纵缝为设拉拉杆的平缝缝时，(刚性和半半刚性基层层取低值，柔柔性基层取取高值)；纵缝为为不设拉杆杆的平缝或或自由边时时，;纵缝为设设拉杆的企企口缝时，；——考虑设计基准期期内荷载应应力累计疲疲劳作用的的疲劳应力力系数；——考虑偏载和动载载等因素对对路面疲劳劳损坏影响响的综合系系数，如表表5-133所示。表5-13综合合系数3．温度应力计算算首先进行最大温温度梯度时时混凝土的的温度翘曲曲应力计算算：（5-16）式中：——最大大温度梯度度时混凝土土板的温度度翘曲应力力，MPa；——混凝土的线膨胀胀系数，，通通常可取为为；——板长，即即横缝间距距，m；———最大温度度梯度，如如表所示；；——综综合温度翘翘曲应力和和内应力作作用的温度度应力系数数，可查图图5-6确定定。图5-6温温度应力系系数表5-14最大大温度梯度度标准值注：海拔高高时，取高高值；湿度度大时，取取低值。其次进行温度疲疲劳应力系系数计算：：(5-177)式中：、和c———回归系数数，按表55-15确确定。表5-15回归归系数、和c4.板厚验算对于一定厚度板板，在行车车荷载和温温度梯度综综合作用下下，疲劳破破坏应符合合下式要求求：(5-188)式中：——行车车荷载疲劳劳应力，MPa；——温度梯度疲疲劳应力，MPa；——可靠度系数数，依据所所选目标可可靠度及变变异水平等等级按表55-16和表5-17确定；——水泥混凝土土弯拉强度度标准值，Mpa；表5-16可靠靠度设计标标准表5-17变异系数数的变化范范围表5-18可靠度系系数表5-19交通通等级表5-20混凝土土弯拉强度度标准值表表注：水泥混凝土土的强度以以28d的弯拉强强度控制。当当混凝土浇浇筑后90d内不开放放交通时，可可采用90d龄期的弯弯拉强度。对于季节性冰冻冻地区，除除符合上述述应力疲劳劳要求外，路路面的总厚厚度还需不不小于表2-5—10规定的最最小防冻厚厚度：表5-20水泥泥混凝土路路面最小防防冻厚度(m)注：①冻深小或填方路路段，或者者基、垫层层为隔温性性能良好的的材料，可可采用低值值；冻深大大或挖及地地下水位高高的路段，或或者基、垫垫层为隔温温性能稍差差的材料，可可采用高值值。②冻深小于0.550m的地区，一一般不考虑虑结构层防防冻厚度。学习情境5.33混凝土土生产及运输输工作任务表能力目标主讲内容学生完成任务评价标准了解水泥混凝土土路面施工工机械种类类及适用情情况；了解解水泥混凝凝土生产工工艺及注意意事项；了了解混凝土土运输注意意事项；水泥混凝土路面面施工摊铺铺机械功能能和特点介介绍以及对对不同概况况的道路进进行机械选选配；水泥泥混凝土生生产和运输输注意事项项；能够独立完成某某个路段的的施工机械械选配；掌掌握水泥混混凝土生产产和运输注注意事项；；优秀能够独立完成某某个路段的的施工机械械选配；能能够对水泥泥混凝土生生产工艺和和运输进行行控制；良好对几种摊铺机的的功能和特特点较熟悉悉；能够对对水泥混凝凝土生产工工艺和运输输进行控制制；合格了解多种摊铺机机；了解水水泥混凝土土生产和运运输注意事事项；水泥混凝土配合合比确定以以后，在混凝土路路面施工之之前，还必须做好好以下几方方面准备工工作，主要要有:精心做好好施工组织织工作；根据工程程规模和施施工条件选选择并准备备好相应的的施工机械械；检测并修整整路基和基基层；对工工程用材料料、机械设设备、机具具和仪器等等进行全面面检查；施施工放线测测量、合理理选择搅拌拌场位置等等。完成各项施工准准备工作后后，先进行行开工申请请，得到批批准后，即即可进行水水泥混凝土土路面正式式施工。【情境描述】国国道1088线三楼一一下茹越段段改建工程程，公路等等级为二级级公路，起起点位于灵灵丘县三楼楼村，终点点位于繁峙峙县下茹越越，全长880．259krn((其中水泥泥混凝土路路面70km)，共共分10个标段段(其中2标～10标均为为水泥混凝凝土路面))，水泥混混凝土路面面设计抗弯弯拉强度为为5．0MPPa，以下下为水泥混混凝土生产产和运输方方案：1.水泥混凝凝土的生产产在每天开始拌和和前，按混混凝土配合合比要求，对对水泥、水水和各种集集料的用量量准确计量量。量配的的精确度为为：水和水水泥：±1%；粗细集集料：3%。外加剂剂单独计量量，精确度度为±2%。每一工工班至少检检查两次材材料量配的的精确度，每每半天检查查两次混合合料的坍落落度。搅拌机的装料的的顺序为：：砂→水泥→碎（砾）石石，或碎（砾砾）石→水泥→砂。进料料后，边搅搅拌边加水水。搅拌时时间不低于于105秒。2．混凝土运输混凝土采用汽车车运输。装装运混凝土土的过程中中，做到不不漏浆，并并防止离析析。出料及及铺筑时的的卸料高度度不超过11.5m。当当有明显离离析时，在在铺筑时重重新拌匀。运运送用的车车箱在每天天工作结束束之后，用用水冲洗干干净。5.3.1水泥混凝土土施工机械械机械化程度的高高低是影响响水泥混凝凝土路面的的规模化生生产的直接接因素，配配备机械要要结合项目的实际情况进进行科学合合理的安排排，并注意意深入研究究不同型号号机械本身身的优缺，充充分挖掘机机械潜能。1．拌和设备拌和设备按拌和和过程的生生产方式可可以分为间间歇式拌和和设备和连连续式拌和和设备。间间歇楼是每锅单独称料的的，搅拌精精确度高于于连续楼，弃弃料少，因因此宜优先先选配间歇歇楼。实践践证明，连连续式搅拌拌楼，亦能能够达到滑滑模摊铺高高速公路水水泥混凝土土路面的要要求，也可可用于工程程建设。连连续搅拌楼楼应配备两两个搅拌锅锅或一个长长度足以搅搅拌均匀的的搅拌锅，并并应在搅拌拌锅上配备备电视监控控设备。前前者是为了了保证拌合合物匀质性性和熟化程程度，后者者是为了保保障安全。如图为水泥混凝土搅拌站。图水泥混凝凝土搅拌站站2.摊铺成型设备常见的水泥混凝凝土路面的的摊铺机械械有滑模摊摊铺机、轨轨道摊铺机机、三辊轴轴机组、小小型机具、碾碾压混凝土摊摊铺机械等等，各种摊摊铺机械的的选用宜符符合表5-211的要求。（1）滑模摊铺机滑模摊铺机施工工混凝土路路面不需要要轨模，摊摊铺机支承承在四个液液压缸上，两两侧设置有有随机移动动的固定滑滑模，摊铺铺厚度通过过摊铺机上上下移动来来调整。滑滑模式摊铺铺机一次通通过即可完完成摊铺、振捣捣、整平等等多道工序序，作业过过程如图55-7、图路肩肩滑模摊铺铺机施工所所示。铺筑筑混凝土时时，首先由由螺旋式布布料器将堆堆积在基层层上的混凝凝士拌和物物横向铺开开，刮平器器进行初步步刮平，然然后振捣器器进行捣实实，随后刮刮平板进行行振捣后的的整平，形形成密实而而平整的表表面，再使使用搓动式式振捣板对对拌和物进进行振实和和整平，最最后用光面面带进行光光面。整面面作业与轨轨模式摊铺铺机施工基基本相同，但但滑模摊铺铺机的