水泥混凝土路面_工程技术

[拼音]：shuini hunningtu lumian

[外文]：cement concrete pavement

主要用水泥、碎石、砂等材料制成混凝土铺筑的路面（见公路路面）。

分类

按构造形式和施工方式的不同可分为素混凝土路面、钢筋混凝土路面、钢纤维混凝路面和装配式混凝疑土路面。

素混凝土路面

用素混凝土或仅在路面板边缘或角隅配以少量钢筋，就地浇筑的混凝土路面。这种路面的造价相对其他的水泥混凝土路面较低，施工方便，目前仍在广泛采用。

混凝土具有热胀冷缩性质，故需在纵向和横向每隔一定距离设置胀缩缝。横向胀缝间距一般为20～40米，横向缩缝间距为5～7米，纵缝间距为3～4米。由于横向胀缝最易引起路面板的破坏和行车颠簸，并增加施工和养护的麻烦，近年来趋向于对较厚的混凝土板，在热天施工时，除在桥头、交叉口和急弯等处必须设置胀缝外，其他路段可少设或不设。纵、横缝在平面上的布置一般是相互垂直，近年来为减轻行车颠簸，也有把横缝做成与纵缝交成70°～80°的斜角，并按 4、4.5、5、5.5和6米的不等间距顺序布置。

混凝土路面板一般采用等厚式，厚约20～25厘米，但因板边和板角最易引起断裂，因此有时设置边缘钢筋和角隅钢筋予以加固。也可做成厚边式板，板边厚度约为板中厚度的1.25倍。在高速公路上，重车多沿外侧车道行驶，轻车则沿内侧车道行驶，所以有时采用由内侧边缘向外边缘逐渐加厚的梯形断面。

混凝土路面一般做成单层式，也可做成双层式，下层使用品质较差的材料，做成低标号混凝土，上层厚度不得小于5～6厘米。

素混凝土路面中，有一种无筋预应力混凝土路面，是在混凝土板的两端设置礅座埋入地基内，礅座和板之间设置弹力缝，放入弹簧钢。混凝土板的中央设置加力缝，塞入千斤顶，对混凝土板逐渐施加压应力至 5兆帕（50千克力/厘米²），然后塞入混凝土预制块，取出千斤顶，用混凝土填塞缝隙。

钢筋混凝土路面

沿纵、横两个方向配置有网状钢筋的混凝土路面。配筋率一般为0.1％～0.2％。钢筋直径为5～7毫米，纵筋间距15～30厘米，横筋间距50～150厘米。钢筋一般设在离板的表面5～6厘米处，以减轻板面裂缝的产生和张开。板长（横缩缝间距）可增至 9～16米。在交通繁重或地基软弱路段，应将钢筋设在离板的底面5～6厘米处。这种路面包括连续配筋混凝土路面和预应力混凝土路面。

（1）连续配筋混凝土路面：配置大量网状钢筋的混凝土路面，配筋率可达 0.6％～1.0％，其中横筋占1/5至1/10。美国于1921年即开始试铺连续配筋混凝土路面。这种路面所用的纵筋直径为12～16毫米，间距7.5～20厘米；横筋直径6～9毫米，间距40～120厘米。纵筋可连续贯穿横缝，纵筋搭接长度为30～70厘米，搭接处在平面上应彼此错开。钢筋设于板厚中央略高处，同板表面距离不小于6～7厘米。这种路面板的长度可增大至100～300米，板厚可较素混凝土板减薄15％～20％，一般为15～23厘米。在连续配筋混凝土路面板的端部要设端缝。端缝有两种形式:一是自由式，即设置3～4条间隙宽为20～25毫米的胀缝，以利于板端部的伸缩滑动；一是锚固式，即在板底部设置若干根肋梁或若干个桩埋入地基内，以阻止板的滑动。连续配筋混凝土路面造价高，用钢多，施工繁复，采用较少。

（2）预应力混凝土路面：法国于1945年首次试铺预应力混凝土路面。由于路面板在受到预压应力后能抵消部分车轮荷载和温度变化所引起的拉应力，因此板厚可减至10～15厘米，板长可增至100～150米。这种路面主要有如下两种。

有筋预应力混凝土路面：在混凝土板厚的中央预留孔道，穿进钢丝束，加力张拉后将两头锚固，最后在孔道内注入水泥浆，使钢丝束与混凝土粘牢。较窄的板可只在板的纵向加力。较宽的板需在板的纵、横两向加力，或沿和路中线成小于45°角的斜向加力。后者的优点是可以连续浇筑很长的板，而预加应力可在板的两侧进行。所加预应力在纵向要达2～4兆帕(20～40千克力/厘米²)；在横向只需0.4～1.4兆帕（4～14千克力/厘米²）。

自应力混凝土路面：用膨胀水泥制备的混凝土铺筑路面，借配筋来施加预应力，或在板的两端设置礅座，通过混凝土的膨胀来施加预应力。

预应力混凝土路面实用效果较好，但其施工工艺和机具尚有待改进，目前仍处于试验阶段。

钢纤维混凝土路面

20世纪70年代初期，出现了钢纤维混凝土路面。这种路面就是在混凝土中掺入1.5％～2.0％（体积比）的钢纤维。钢纤维一般长 25～60毫米，直径0.25～1.25毫米。钢纤维混凝土28天极限抗压强度高达35～56兆帕，抗弯拉强度达 5.6～20兆帕，抗疲劳和抗裂缝能力也较素混凝土要高得多，所以钢纤维混凝土路面板厚可较素混凝土板减薄30％～50％，而缩缝间距可增至15～30米，纵缝间距可增至 8米，胀缝可以不设。这种路面有广阔发展前途。

装配式混凝土路面

在工厂中把混凝土预制成板，然后运至工地现场铺装的混凝土路面。混凝土板一般做成边长1～2米的正方形，也可做成边长 1.2米的六角形，厚度为12～18厘米。还可作成宽3.5米、长 3～7米的大型板，但需有相应的运输和吊装机具来配合。装配式板一般在边缘和角隅配置钢筋，也可安设全面网状钢筋。装配式混凝土板可以全年生产，不受气候影响，质量容易保证，而且安装进度快，铺完即可通车，损坏后易于拆换修理，因此比较适用于城市道路、停车站场等处，但接缝多，整体性差，所以在公路干线上很少采用。

接缝构造

混凝土路面的横向胀缝能保证面板的自由膨胀和收缩，横缩缝只保证板的自由收缩。横向胀缝间隙宽18～25毫米，为防水侵入缝中，其上部应灌以填缝料，下部设置用油或沥青浸制的软木嵌条。为传递邻板的荷载，可采用传力杆式结构形式。杆为钢质，直径20～25毫米，间距30～50厘米，在板边部应较中部为密些。杆的半段涂沥青，并套上套筒，筒的底部填以木屑等压缩材料，以便利板的伸缩滑动。有的胀缝也可以采用枕垫式胀缝。

横向缩缝一般做成假缝形式，上部灌上填缝料，一般不设传力杆，但在交通繁重或地基软弱路段，则应设置传力杆。杆的直径为14～16毫米，间距30～75毫米，在板的边部应较中部为密些。

纵缝可作成假缝、平缝或企口缝形式。上部也应灌以填缝料。为防止板的拉开或错台，可设置拉杆。杆的直径18～20毫米，间距100～150毫米。

土基和基层

早期的混凝土路面板一般都直接铺在土基上。自20世纪50年代以来，逐步认识到土基的稳定和基层的坚固对混凝土板的经久耐用有很大的影响，因此开始采用强度高、稳定性好的材料作基层。结合料（水泥、石灰、沥青）稳定土、稳定粒料或沥青混凝土等厚度15～20厘米，土基上层60厘米深度内的压实度应达到98％以上。在冰冻地区，还要在基层之下，另设30～50厘米厚的防冻层。

过去常在板和地基之间设置厚3～5厘米的砂质整平层。20世纪50年代以后，发现砂层在施工中容易混入混凝土中影响其质量，在路面使用过程中又易引起唧浆、错台等病害。因此很多国家都趋向于取消砂质整平层，代之以厚1～2厘米的沥青砂、塑料薄膜或油毛毡，或将混凝土直接浇筑在基层上。

对材料的技术要求

混凝土要采用普通硅酸盐水泥、中粒或粗粒砂、一级和二级碎（砾）石制备。石料最大粒径不超过路面板厚的 1/4或50毫米，通过石料最大粒径一半的成分应为35％～60％。要求混凝土的28天极限抗压强度不低于30～40兆帕，极限抗弯拉强度不低于4.5～5.5兆帕。对双层式混凝土路面下层，可适当降低要求。每立方米混凝土的水泥用量为300～350公斤。为提高混凝土的使用性能，可掺入少量外掺剂，如加强剂、加气剂、增塑剂、减水剂或聚合物等。

在接缝上部所浇灌的填缝料有沥青、石粉、石棉屑、软木屑、橡胶粉、沥青玛脂等。20世纪70年代以来，空心氯丁橡胶带、塑料嵌条或聚氯乙烯胶泥等也用作填缝料，效果较好。

建筑施工

混凝土路面的施工程序是：先安装边模、接缝嵌条和传力杆等；再拌和混凝土并运至现场；摊铺和振捣混凝土；整平混凝土表面并刷毛或刻划防滑小槽；最后进行养生和填缝。

早期混凝土路面施工使用钢制轨模。这种钢制轨模既作为边模，又供混凝土拌和机、运料车、摊铺机和振捣机等行驶。20世纪40年代，混凝土路面施工已全盘机械化，基础整形、轨模安装和拆卸、混凝土拌和、摊铺、捣实和整面、切缝、填缝和养生等工序都有专门机械，可进行流水作业。每天工作10小时，能铺筑7米宽、20厘米厚的路面板长达700～1000米。

1960年出现了滑模摊铺机，是混凝土路面施工技术的一大变革。这种机械能兼作摊铺、振捣、整面与刻槽等作业。摊铺机借助履带或轮胎行驶于基层上，尾部两侧装有模板随机前进，成型的路面即在机后延伸出来，每天铺筑7.3米宽的路面 1600～5000米。近年来，有些国家采用混凝土路面联合铺筑机，行驶一次即能使路基成形，并摊铺，压实基层和垫层，再于其上铺筑混凝土路面。这种机械每天能铺筑宽7.5米、厚 25厘米混凝土路面公路2000米，但成本甚高。

补强与罩面

对已破损的旧混凝土路面一般是采用沥青混合料进行罩面。罩面厚度一般在15～20厘米以上，否则罩面层容易剥落，而且旧路面的裂缝和接缝容易反射到沥青层上。以前曾在旧混凝土路面裂缝和接缝处进行先铺一层钢丝网或塑料网，再铺沥青罩面层的实验，但效果并不理想。如果在旧混凝土路面上需用新的混凝土加铺罩面，可做成结合式、部分结合式和隔离式三种形式。目前也有趋向于使用连续配筋混凝土、预应力混凝土和钢纤维混凝土进行罩面的。

展望

混凝土路面强度高，经久耐用，养护费用少，能适应现代化高速、重载而繁密的汽车运输的要求，所以在高速公路、干线公路、城市道路、厂矿道路、停车站场和机场路道上采用较多。混凝土路面特别适用于修筑隧道内的路面和过水路面。展望未来，随着公路建设和水泥工业的发展，混凝土路面必将越来越多地被采用。

参考书目

M. Sargious，　Pavements　and　Surfacings　for Highways and Airports， Applied Science Pub.Ltd.，London，1975.