水泥混凝土路面设计说明书(11篇)
1.水泥混凝土路面设计说明书 篇一
来源:《科技创新与应用第一文库网》2013年第25期
摘 要:2002版公路水泥混凝土路面设计规范主要基于上世纪的研究成果和使用经验,随着时代和技术的不断进步无法反映近年来取得的建设经验以及科技项目的最新成果。2011版公路水泥混凝土路面设计规范即应运而出,其在原计算理论、荷载分析等一些重要方面做出了修改完善。
关键词:公路;水泥;混凝土
前言
新规范以局部完善为主,未进行整体性修订,修改也更多的是来自于近年来的实际经验。针对新版规范对于水泥厂道路设计产生的影响,本文对其进行了新的解读与分析。 1 新版规范修改要点
主要涉及未能反映出公路车辆超载、超限的情况;力学模型和温度应力的计算方法;旧水泥砼路面评级标准和处治措施;路面材料的试验方法及设计参数。其具体表现在以下八个方面:(1)可靠度设计系数的调整;(2)设计标准的增加,以考虑基层和重载交通的影响;
(3)强化了极重交通等级及相关设计轴载的规定;(4)完善了路面结构层材料设计参数;
(5)强化结构组合和材料组成设计;(6)改进了力学模型和结构应力计算方法;(7)修改了旧混凝土路面损坏评定标准,增加了加铺方案的选用原则;(8)改进了连续配筋混凝土纵向配筋率的设计标准。
2 具体介绍修改要点及新规范要点在实际中的运用理解
2.1 可靠度设计标准
原规范《公路工程结构可靠度设计统标准》中规定的公路工程结构的设计安全等级共为三个等级,路面工程的安全等级仅考虑高速、一级和二级公路的路面,其相应的安全等级要求规定为一级、二级和三级。
修订后的新版规范不再改变《公路工程结构可靠度设计统一标准》的分级,而是将道路的安全等级适当提高。安全等级是为使结构具有合理的安全性根据工程结构破坏所产生后果的严重程度而划分的设计等级。提高了安全等级即提高了结构重要性系数。
本次修订还规定二级及二级以下公路(国道、省道等)可根据结构破坏可能产生的严重后果(如具有政治、经济、国防或抢险救灾等重要作用)提高一级设计安全等级,以提高其抗灾
能力,保障“生命线”功能的发挥;三级、四级公路交通量相对较小,根据实际调研,调整了
三、四级公路水泥混凝土路面的设计基准期。同时针对四级公路的目标可靠度指标也有所调整。详见下表
可靠度设计基准期的调整比较
2011版规范可靠度设计标准调整表
目标可靠度指标γr在道路计算中直接影响到最终计算结果,当荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和与可靠度系数的乘积,小于且接近于混凝土弯拉强度标准值,同时,最大荷载应力与最大温度应力之和与可靠度系数的乘积,小于混凝土弯拉强度标准值,即同时满足式γr *(σpr+σtr)≤fr和式γr(σp.max+σt.max)≤fr时,所选水泥混凝土厚度可作为混凝土板的计算厚度。由上式可看出目标可靠度指标的取值对水泥混凝土厚度影响非常大。
2.2 增加设计标准
公路车辆超载、超限是导致混凝土路面过早损坏的主要原因之一。由于原规范没有反映这一状况,本次修订增加了超重载设计标准和交通等级,以适应结构分析中考虑超重载影响的需要,避免出现少数超重轴载对面层板产生断裂破坏。
设计标准的增加分为两方面,一方面增加极限断裂破坏验算,一方面增加刚性基层疲劳断裂设计标准。设计标准调整后新规范要求:
半刚性基层上的水泥路面需同时满足下列两式:
γr*(σpr+σtr)≤fr-行车荷载和温度梯度的综合疲劳作用,路面结构满足的前提条件
γr(σp.max+σt.max)≤fr-应根据交通调研情况,选定路面结构可能出现的特重轴载,按本式进行验算。
刚性基层上的水泥路面需同时满足下列三式:
γr*(σpr+σtr)≤fr
γr(σp.max+σt.max)≤fr
γr*σtpr≤fbr-贫混凝土及碾压混凝土基层的疲劳断裂设计标准,由于基层经受的温度梯度小,相应的温度翘曲应力可以忽略不计。
根据以上新规范内容对某工程中遇到的情况进行计算比较:以安徽盘景2X4500t/d水泥熟料生产线为例,在无超载的正常情况下,以设计轴载Ps=100KN计算出Ne=1.15*107,考虑偶尔出现个极端重荷载Pm=150kn,180kn,200kn
安徽盘景项目道路结构受力分析
由上表可看出,按原规范仅对γr*(σpr+σtr)≤fr进行验算,通过计算可得γr*(σpr+σtr)=4.98
2.3 极重交通等级及相关的设计轴载的规定
新规范内交通荷载等级按设计基准期内设计车道临界荷位处所承受的设计轴载累计作用次数分为5级,增加了极重交通荷载以适应结构分析中考虑超重载影响的需要。
交通荷载分级
新规范中首次提出设计轴载可替代原有的标准轴载。由于水泥混凝土路面的疲劳损伤量对轴重很敏感(与轴重比成16次方的关系),对于特重轴载采用100kN设计轴载进行设计时,基准期内的设计轴载累计作用次数往往会达到天文数字,很容易超过1010次,也难以反映全国不同地区、不同交通状况下面板的实际受力响应。为了避免出现这种情况,对于极重交通负担的公路,新规范建议选取货车中占主导的特重车型的轴载(占主要份额)作为设计轴载,以计算其疲劳效应。路面结构设计时,疲劳性能的验算同样采用式Ns=?撞niNl*(■)16进行计算,但式中应力的计算应按设计荷载进行。
另外新规范对双联轴以及三联轴也进行了简化计算,双联轴按2 次单轴计,三联轴按3次单轴计,从而解决了多联轴轴重不均匀的问题,并可直接利用称重站的轴载数据。双联轴驶过混凝土面层板时,临界荷位处会出现二次应力峰值;三联轴驶过时,则会出现三次应力峰值。由于相邻轴产生负弯矩,应力峰值要比单轴作用时小(降低10%~14%)。同时,根据轴载调查发现,多联轴各根轴之间的轴重差异较大,双联轴的前轴重与平均轴重之比平均为1.03;三联轴的前轴重与平均轴重之比平均为1.05,综合这两方面因素,对多联轴的轴载换算作偏保守的处理,忽略邻轴的影响。
通过安徽盘景2X4500t/d水泥熟料生产线项目中的车辆参数进行计算对比。
轴载当量换算
由上表计算结果可得出,新规范在计算轴载当量次数时较原规范更加谨慎,计算结果偏大,尤其三联轴当量次数的计算结果是原规范的数倍。其计算出的荷载应力偏大,使水泥混凝土路面厚度偏厚且更加安全。通过表中后两列比较,当特重车型的轴载(占主要份额)作为设计轴载计算时,更能体现交通状况下面板的实际受力响应,计算也更加简单。最终计算的`水泥混凝土路面受力情况基本相同。
2.4 完善路面结构层材料设计参数
新规范对材料设计参数进行了较大的修改,其主要是考虑材料的环境影响因素,考虑材料试验方法的发展趋势。如可靠度系数因为安全等级的调整,使得相应等级的公路可靠度系数都有所提高。有关路床的参数都有所改变,根据今年来运行经验,对材料参数的数值给出更加准确的范围,也提出相应的代表值给予设计人员参考。并且提出“路基因弹模量及湿度调整系数经验参考值”,而不是简单的给出中湿状态下的材料参数,对于参数取值更加准确,也更具代表性。
有关无机结合料类基层和底基层材料弹性模量经验参考值给出更详细的数值,分为四种情况下的取值:7d 浸水抗压强度、试件模量、收缩开裂后模量、疲劳破坏后模量。这对于实际中的道路设计更具指导意义。
水泥混凝土强度和弹性模量经验参考值也同样根据近年实际运行中的经验进行调整,得出更加准确数据。
2.5 强化结构组合和材料组成设计
依据公路等级、交通荷载、路基条件、当地温度和湿度状况以及使用性能要求,选择及组合与之相适应的水泥混凝土路面结构。
首先提到路基,路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,在新规范内对于路基的提出了更加明确的要求,对于季节性冰冻地区的中湿类、潮湿类和过湿类路基,当冰冻线深度达到路基的易冻胀土层时,在易冻胀土层上应设置防冻垫层或用不易冻胀土置换冰冻线深度范围内的易冻胀土;而在正常路床顶面的综合回弹模量值,轻交通荷载等级时不得低于40MPa,中等或重交通荷载等级时不得低于60MPa,特重或极重交通荷载等级时不得低于80MPa。
作为基层和底基层有相应的要求。基层和底基层应具有足够的抗冲刷能力和适当的刚度。基层和底基层的材料可依据交通荷载等级、结构层组合要求和材料供应条件。参照如下两表数据。
各交通荷载等级的基层材料类型
各交通荷载等级的底基层材料类型
水泥混凝土面层厚度根据今年经验提出新的要求,如下表所示。
水泥混凝土面层厚度的参考范围
2.6 改进了力学模型和结构应力计算方法
本次规范修改就是改进了力学模型,给出温度应力系数的数值解。
计算模型的改变主要基于两点考虑:(1)文克勒(Winkler)地基板模型所得荷载应力与实测结果符合很好,结构的本构关系明晰(基层顶面当量模量无需因数据的拟合而修正);
(2)避免荷载作用位置不同而反算获得的地基模量相差很大的难题。设计轴载Ps在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力σps 的计算考虑计算模型,分单层板模型、双层板模型和复合板模型三种。
弹性地基单层板荷载应力:
弹性地基双层板荷载应力
面层复合板荷载应力
对于温度应力的计算,本次修订给出了温度应力系数的数值解,物理概念清楚,计算精确。
弹性地基单层板温度应力
弹性地基双层板温度应力
通过以上公式,实现了水泥混凝土道路结构计算的软件程序化,便于计算和修改,也方便多方案设计的修改。
2.7 修改了旧混凝土路面损坏评定标准,增加了加铺方案的选用原则
路面损坏状况调查评定仍然采用和两项指标评定。综合我国公路水泥混凝土路面接缝损坏情况,本次修订提高了混凝土板错台量评级标准:平均错台量对优良、中、次、差四个等级平均下调2~4mm。
路面损坏状况分级标准
接缝传荷能力的评定,接缝传荷能力是加铺方案选择的重要依据,本次修订为利于控制旧路加铺层设计后的性能,对接缝传荷能力分级标准中的中、次、差三个等级进行了调整,使评级标准稍有提高。
接缝传荷能力分级标准
2.8 改进了连续配筋混凝土纵向配筋率的设计标准
按照连续配筋混凝土面层的工作特性及国内外的使用经验和研究成果,并参照美国力学经验法路面设计指南,制定了连续配筋混凝土的3项要求和相应的技术指标
(1)纵向钢筋埋置深度处的裂缝缝隙平均宽度不大于0.5mm;(2)横向裂缝的平均间距不大于1.8m;(3)钢筋所承受的拉应力不超过其屈服强度。
3 结束语
由以上阐述新老规范的差别可看出,新规范以局部完善为主,未进行整体性修订;新规范的主要内容是成熟的、可靠的。新规范的修改也更多的是来自于近年来的实际经验,适应于社会的发展。
2.水泥混凝土路面设计说明书 篇二
关键词:砼路面,设计,路基
1 前言
水泥混凝土路面有很多的优点:路面强度高、承载能力大,耐磨耗能力强,能见度好,使用寿命长,养护费用少,行车的油耗也较沥青路面少10%--15%,正因为有这些优点,所以水泥混凝土路面在许多省市广泛使用,也取得了比较好的效果。
80年代至90年代初期,我国的水泥混凝土路面建设呈现一个高峰期。但从道路使用运营状况来看,大多数的水泥混凝土路面难以达到20一30年的设计使用年限,并且出现一些较严重的缺陷,如路面的早期断裂、错台边角破损、平整度及粗糙度差等给行车和养护带来一定的困难,且不易处理,修复费用高难度大。究其原因,除了设计施工质量问题外、还有各种自然因素的影响。因此本文将从设计构造的角度,就如何提高水泥混凝土路面的使用性能,有效的控制路面的缺陷,结合自己的实践体会与具体做法提出一些探讨意见,供同仁参考讨论。
2 水泥混凝土路面设计中的理论依据问题
2.1 路面设计指标可靠度的分折
公路工程结构的设计安全等级为3个等级.路面工程的安全等级仅考虑高速公路。一级公路和二级公路的路面,相应的安全等级要求规定为一级、二级和三级。为三级和四级公路路面增加一个设计安全等级--四级。并规定了相应的设计基准期为20MPa;而设计安全等级为四级的路面结构的目标可靠指标和目标可靠度.系按前三级的数值级差递降得到的。按施工技术、施工质量控制和管理要求达到和可能达到的具体水平.选用其他等级。降低选用的变异水平等级,须增加混凝土面层的设计厚度要求;而提高选用的变异水平等级.则可降低混凝土面层的设计厚度或混凝土的设计强度要求。可通过技术经济分析和比较予以确定但对于高速公路的路面,为保证优良的行驶质量,不宜降低变异水平等级材料性能和结构尺寸参数的变异水平等级.按施工技术、施工质量控制和管理水平分为低、中、高三级由滑模或轨道式施工机械施工.并进行认真,严格的施工质量控制和管理的工程.可选用低变异水平等级。由滑模或轨道式施工机械施工,但施工质量控制和管理水平较弱的工程,或者采用小型机具施工,而施工质量控制和管理认真、严格的工程可选用中低变异水平等级。采用小型机具施工,施工质量控制和管理水平较弱的工程。可选用高变异水平等级。
设计时.可依据各设计参数变异系数值在各变异水平等级变化范围内的情况选择可靠度系数。目标可靠度是所设计路面结构应具有的可靠度水平。它的选取是一个工程经济问题:目标可靠度定得较高,则所设计的路面结构较厚,初期修建费用较高。但使用期间的养护费用和车辆运行费用较低;目标可靠度定得较低,初期修建费用可降低,但养护费用和车辆运行费用需提高。通常采用"校准法"来确定目标可靠度。"校准法"是对按现行设计规范或设计方法设计的已有路面进行隐含可靠度的分析,参照隐含可靠度制定目标可靠度,则所设计的路面结构接纳了以往的工程设计和使用经验,包含了与原有设计方法相等的可接受性和经济合理性。
2.2 交通量计算取值的分析
轴载换算公式是以等效疲劳断裂损坏原则导出的。对于同一路面结构,轴载和标准轴载产生相同疲劳损耗时。才能等效换算。在交通调查分析双向交通的分布情况时,应选取交通量方向分配系数,一般可取0.5;并依据设计公路的车道数.确定交通量车道分配系数 (应剔除2轴4轮以下的客、货车交通量) ,即为设计车道的年平均日货车交通量ADTT,然后用轴载当量换算系数法或车辆当量轴载系数法求得) ,再根据设计基准期l和轮迹分布系数、交通量增长率求得累计f用次数N,确定交通分级。
2.3 水泥混凝土路面结构组合的设计分析
对于路基用土.高液限粘土及含有机质细粒土.不能用做高速公路和一级公路的路床填料或二级和二级以下公路的上路床填料;高液限粉土及塑性指数大于16或膨胀率大于3%的低液限粘土,不能用做高速公路和一级公路的上路床填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时,应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。对于基层材料选择时。特重交通适宜贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土时,设计计算应按复合式路面分析。且强度以试验为准对水泥混凝土面层下基层的首要要求是抗冲刷能力不耐冲刷的基层表面。在渗入水和荷载的共同作用下会产生淤泥、板底脱空和错台等病害,导致行车的不舒适,并加速和加剧板的破裂。混凝土面层下采用贫混凝土基层,主要是为了增加基层的抗冲刷能力,并不要求它有很高的强度。高强度的贫混凝土并不能使面层厚度降低很多,反而会增加混凝土面层的温度翘曲应力,并产生会影响到面层的收缩裂缝。另外.新规范取消了基层顶面综合模量的规定值的要求。
对于面层板来说,我国绝大部分混凝土路面的横向缩缝均未设传力杆。不设传力杆的主要原因是施工不便。但接缝是混凝土路面的最薄弱处,唧泥和错台病害,除了基层不耐冲刷外.接缝传荷能力差也是一个重要原因。同时,在出现唧泥后。无传力杆的接缝由于板边挠度大而容易迅速产生板块断裂。此外,接缝无传力杆的旧混凝土面层在考虑设置沥青加铺层时.往往会因接缝传荷能力差易产生反射裂缝而不得不加大加铺层的厚度。为了改善混凝土路面的行驶质量,保证混凝土路面的使用寿命,便于在使用后期铺设加铺层,新规定了在承受特重和重交通的普通混凝土面层的横向缩缝内必须设置传力杆。另外,新规范仅强调了在邻近桥梁或其他固定构造物处设置胀缝,取消了变坡点、小半径曲线设胀缝的限制,使行车更顺畅。
3 路面接缝处理的设计
水泥混凝土路面接缝多,易于损坏,尤其是胀缝位置面板破损较为普遍和严重。有的道路在通车l~3年后逐步破碎损坏。破损率高达50%~90%以上。究其原因是多方面,影响因素也复杂,但笔者认为主要是胀缝的构造问题、施工工艺及管理问题。从胀缝设计构造的角度主要解决位置设置、构造型式、传力杆设置和面板局部加强。胀缝设置应遵循新颁水泥混凝土路面设计规范第4.2.5条规定外,要尽可能少设或不设胀缝,特别是平纵线形标准较高的平原微丘地形设置长间距胀缝,或只在结构物衔接处。这一点已经在国外工程中得到证实。其次一般常用的胀缝型式为设传力杆和不设传力杆两大类,不设传力杆的胀缝其传荷能力较差,在重车反复作用下,胀缝的两侧容易发生错台。而设传力杆的胀缝,其传荷性能较好,从实际的应用效果来看,设传力杆的胀缝能较好的抑制胀缝病害,因此建议对于交通量大、重载车多的公路和城市道路采用传力杆的胀缝为最佳;反之可采用不设传力杆的枕梁式胀缝。但为了减少车辆反复冲击作用.枕梁上最好设置一层缓冲橡胶垫。根据传荷受力的需要设置传力杆。传力杆宜用
直径为32~35较粗的光园钢筋,同时胀缝两侧30~40mm面板范围内因传力杆存在而受力复杂,应在胀缝两侧30~40cm水泥混凝土板内布置加强钢筋。
4 结束语
综上所述.在公路水泥混凝土路面设计中,还有许多问题.只有认真研究设计规范,并结合生产实际,才能设计出经济合理的路面结构
参考文献
[1]JTG D40-2002公路水泥混凝土路面设计规范.
[2]姚祖康.水泥混凝土路面设计方法中基层顶面回弹模量修正系数.公路, 1996;11:10~13.
3.水泥混凝土路面设计说明书 篇三
摘 要:随着我国经济的迅猛发展,交通运输行业也逐渐发展起来,促使我国的公路质量引起了越来越多的关注。本文就结合交通部门颁发的公路水泥混凝土路面设计规范和公路路面设计中存在的问题,对设计参数和标准的选择进行分析论证,提出合理的路面设计策略,提高公路水泥混凝土路面的质量。
关键词:水泥混凝土路面;参数;可靠度;变异水平
1 水泥混凝土路面设计选用可靠度理论的意义
水泥混凝土路面结构是否具有保障,是需要在一定的时间和规定的条件下,路面的质量能够达到相关标准,这就意味着路面的实际使用性能能够满足运输需求。随着经济的发展,我国不断开发新公路,水泥路面设计规范选定的水泥混凝土结构的设计方法,需要充分地考虑路面的整体结构,需要根据现实的温度和行车荷载在相互作用下所产生的问题作为设计标准。混凝土路面结构是否具有保障,也可以通过实验的方式,在规定的时间和条件下,通过行车荷载力度的压迫,需要保障混凝土弯拉强度要始终大于温度梯度疲劳应力和行车荷载疲劳应力的总和。在公路水泥混凝土路面中,是通过合理的结构保障公路的质量的,在整体结构中一旦一个部位受到相应的损害,极其容易引起其他部位的伤害,使得整体的公路性能受到影响。因此,在对公路混凝土路面设计的过程中,需要严格地保证设计的总体科学性,保证路面的整体结构具有足够的强度和刚度,使得公路具有良好的稳定性、耐久性以及抗滑性。
2 水泥混凝土路面设计参数变异水平等级确定
在公路水泥混凝土路面结构中,最重要的是需要详细地了解路面结构的参数,主要包括路面厚度、弹拉性、弯拉强度、基层顶面综合回弹模量和结构的疲劳寿命。混凝土的路面结构在总体方向是十分重要的,但是一旦出现数据变异性,就容易对其他条件引起变化。需要通过采用水准仪器的方式,通过准确的测量来取得数据,并按照专业的分析方法对变异的数值进行分析。混凝土弯拉强度和弹性模量的变异性,可以采用标准小梁试件测强法的方式取得数据。在基层顶面综合回弹模量的设计需要根据弯沉测定的方式获得数据。
3 水泥混凝土路面设计中的问题浅析
3.1 水泥混凝土路面设计目标可靠度的分析 公路的设计安全能够有效地保证我国经济的发展,保证人们出行的行使安全。公路工程结构的安全等级主要分为三个等级,公路混凝土路面的等级也需要根据道路的等级进行相对应,为了有效地保证公路的设计安全,提高了设计安全等级的强度,为路面增加了一二设计安全等级的第四等级。四个安全等级主要是分层进行管理的,根据施工技术、施工质量控制和管理要求等条件达到相对一个的要求,能够有效地提高公路的安全等级。针对相对应的等级合理控制混凝土层面的设计厚度要求。对于高速公路而言,更加需要保证公路的质量,需要提高变异水平的等级,可以通过技术经济分析以及需要降低混凝土层面的设计厚度和强度。
在针对公路水泥混凝土道路进行设计的过程中,可以依据设计的参数变异数值的变化来选择合适的可靠度系数。通过找到详细的可靠数值,提高公路的整体质量。在结构面设计的过程中需要满足目标可靠度,为了更好地达到目标可靠度,对路面的结构面积逐渐加厚,提升了建筑成本,但是在一定程度上减少了公路的维修。另外,当目标可靠度定的相对比较低,在一定程度上也降低了初期的修建费用,不能保证公路的质量。这就需要通过具体的设计规范对公路设计进行分析,利用这种校准法,提高了制定目标的可行性,提高了生产经验,保证了公路混凝土路面的质量。
3.2 交通量计算取值的分析 在公路水泥混凝土中,周在换算公式的导出主要是由于等级疲劳断裂原则而形成的。对于公路建筑路面,当轴载和标准轴载产生相同疲劳损耗时候,才能进行有效换算。在交通调查分析时,需要根据交通实际分布情况,选择交通量方向分配系数以及公路设计的车道数量,从而能够确定交通量车道分配系数,有效地设计出车道的年平均日货车交通量,将计算取值自动剔除2轴4轮以下的车载量。
3.3 水泥混凝土路面结构组合的设计分析 在公路水泥混凝土设计过程中,对于路基建设方面,在材料的选择上一般选择含有机质细粒土或者高液限黏土,需要根据公路的等级选择合适的材料,不能盲目地选择和高速公路、一级公路、二级或者二级以下公路的路床填料。应该根据实际路况选择合适的路床填料。其中高液限粉土材料自身的塑性比较高,膨胀率也高于一般的液限黏土,这样的黏土从质量要求上不能用作高速公路以及高等级的道路材料,由于条件的限制,在技术要求上一旦在等级不同的公路上使用不相适宜的材料,需要在材料中适量地添加石灰或者水泥等材材料进行改善总体材料的质量。在对于基层材料选择的过程中,在特重交通路段为了保障公路的质量,需要采用贫混凝土、碾压混凝土或者沥青混凝土。在这些材料中,需要根据实际的公路建设情况进行复合式的路面分析,通过严格的计算和科学的设计,保证路面的质量,最大限度的降低路面出现质量问题,通过不断的强度试验,确保路面达到相对应的要求。在对水泥混凝土层下基层的最基本的要求就是需要具备抗冲刷能力,这样能够有效地避免自然灾害。如果基层选择了不抗冲刷能力的土壤,不利于公路表面的长期建设,在渗入水分之后,加上车辆的荷载作用,会直接引发公路出现质量问题,容易产生板底脱空以及错台等病害,极其容易产生错台等病害,不利于公路的稳定性,容易影响行车安全,也会加速板的断裂。在混凝土面层下,采用的是贫混凝土基层,最主要的目的是提升路面的总体质量,增加基层材料的抗冲刷能力,提高道路自身的强度。道路的强度不能一味地提升,高强度的混凝土地面,也会对公路的质量产生影响,容易使地面混凝土层的温度翘曲应力,直接影响到地面层的收缩能力。在公路水泥混凝土设计的过程中,针对面板层,最薄弱的地方是混凝土的接缝处,使得公路的荷载能力降低,需要在混凝土层的缩缝内设置传力杆,提高公路质量,保证行车安全。
4 结束语
总之,公路的发展为我国经济的快速发展起到了关键作用,公路的质量问题引起了关注。在公路水泥混凝土路面设计中,需要根据实际情况不断规范设计研究,设计出经济合理的路面结构。
参考文献:
[1]李宏君,边晓艳.谈水泥混凝土路面裂缝原因及防治措施[J].吉林交通科技,2006(04).
[2]黄伟坚.探讨水泥混凝土路面断板的原因及处理策略[J].门窗,2014(07).
[3]周金足.水泥混凝土路面裂缝的成因与防治[J].科技视界,2015(20).
[4]刘雁宾.水泥混凝土路面断板防治措施[J].民营科技,2015(09).
4.水泥混凝土路面施工方案 篇四
1、施工准备
施工前的准备工作包括选择混凝土拌和场地,材料准备及质量检查,混合料配合比检验与调整,基层的检验与整修等项工作。
2、测量放样
首先根据设计图纸放出中心线及边线,设置胀缝、缩缝、曲线起迄占和纵坡转折点等桩位,同时根据放好的中心线及边线,在现场核对施工图纸的混凝土分块线。放样时为了保证曲线地段中线内外侧车道混凝土块有较合理的划分,必须保持横向分块线与路中心线垂直。对测量放样必须经常进行复核。包括在浇捣混凝土过程中,要做到勤测、勤核、勤纠偏。
3、安设模板
基层检验合格后,即可安设模板。模板宜采作钢模,接头处应有牢固拼装配件,装拆应简易。模板高度应与混凝土面层板厚度相同。模板两侧铁钎打入基层固定。模板的顶面与混凝土板顶面齐平,并应与设计高程一致,模板底面应与基层顶面紧贴,局部低洼处要事先用水泥砂浆铺平并充分夯实。模板安装完毕后,宜再检查一次模板相接处的高差和模板内侧是否有错位和不平整等情况,高差大于3mm或有错位和不平整的模板应拆去重新安装。如果正确,则在内侧面均匀涂刷一薄层油或沥青,以便拆模。
4、混凝土的拌和
混凝土采用拌和站拌和,施工工地宜有备用的搅拌机和发电机
组。拌制混凝土的供料系统应尽量采用配有电子秤的自动计量设备,在每天开始拌和前,应按混凝土配合比要求,对水泥、水和各种集料的用量准确调试后(特别应根据天气变化情况,测定砂石材料的含水量,以调整拌制时的实际用不量),输入到自动计量的控制存储器中,经试拌检验无误,再正式拌和生产。量配的精确度为:水和水泥:±1%;粗细集料:3%。外加剂应单独计量,精确度为±2%。
5、混凝土的运输
混凝土采用自卸车进行运输,运输过程中采用篷布进行覆盖,自卸车车厢要求平整、光滑、严密、不漏浆,使用前后冲洗干净,要控制从开始拌和到浇筑的时间满足规范要求,如超出规定的时间,则要求拌和过程中加入适量的缓凝剂,并根据运距、气温、风力等情况增加单位用水量,运到浇筑地点的混凝土,应具有符合要求的坍落度和均匀性,塌落度控制为2-3cm,如有离析现象,应进行第二次搅拌。
6、砼的摊铺及钢筋网铺设
混凝土摊铺前,对基层表面要进行全面清扫并适当洒水,使表面湿润,洒水应均匀,不能有未洒到的地段或过湿的地段。混凝土采用人工配合挖掘机及砼摊铺机摊铺,先摊铺18cm,人工放置钢筋网,再摊铺12cm混凝土。安放钢筋网片时,不得踩踏,待钢筋网片安装就位后,再安放角隅钢筋和加强钢筋,然后再摊铺12cm混凝土;安放边缘钢筋时,应先沿边缘铺筑一条混凝土拌和物,拍实至钢筋设置高度,然后安放边缘钢筋,在两端弯起处,用混凝土拌和物压住。若因机械故障停机超过水泥初凝时间,则必须设置施工缝。
混凝土的振捣采用排振振捣,振捣棒在每一处的持续时间,应以拌和物全面振动液化,表面不再冒气泡和泛水泥浆为限,不宜过振,也不宜少于30s。振捣棒的移动间距不大于400mm;至模板边缘的距离不大于200mm。应避免碰撞模板、钢筋、传力杆和拉杆。靠近模板两侧用插入式振捣棒振捣边部,重叠不小于5-10cm,严防漏振。振捣器在每一位置振捣的持续时间为混合料停止下沉,不再冒气泡为止。振捣器振捣后由人工用铝合金杆刮平,并随时检查模板,如有下沉或松动及时进行纠正。
7、表面整修
先用磨光机粗平、待混凝土表面无泌水时,再做第二次抹光机精平。粗抹时用包裹铁皮的铝合金杆对混凝土表面进行拉锯式搓刮,一边横向搓、一边纵向刮移。为避免模板不平或模板接头错位给平整度带来的影响,横向搓刮后还应进行纵向搓刮(搓杆与模板平行搓刮)。搓刮前一定要将模板清理干净。每抹一遍,都得用6m直尺检查,反复多次检查直至平整度满足要求为止。精抹找补应用原浆,不得另拌砂浆,更禁止撒水或水泥粉。
8、接缝处理
纵缝:按设计图纸要求设置拉杆,纵缝的上部要用专用切缝机切成8㎝深度的纵槽,并在纵缝内填上填缝料;胀缝:整个胀缝设置为设计图纸示明的形式,浇筑砼时,胀缝位置要准确,使传动杆能保持在正确的位置上,且与缝壁垂直;缩缝:切缝时间是否得当是控制断板的关键,一般应在砼开始收缩未发现自由开裂之前用切割机进行割
缝,切缝要顺直、无缺损;施工缝:每天工作结束或浇筑工序中发生意外停工,要设置平接施工缝,施工缝的位置与胀缝或缩缝位置要吻合,与路面中心线要垂直。施工缝要按横胀缝的要求处理。
9、拆模与养生
拆模时间根据气温和混凝土强度增长情况确定,一般为18-36小时,拆模时不得破坏混凝土板的边角。混凝土表面修整完毕后,应进行养生,采用双层养生毯养护,每天洒水保持混凝土表面经常处于湿润状态,养生期间禁止一切车辆通行。
10、割缝与嵌缝
及时对混凝土板进行割缝,缝深8cm,缝槽在混凝土养生期满后用设计材料或监理工程师批准的材料及时填缝,填缝前用空压机将缝槽中的杂物清除干净,保持缝槽内干燥清洁,防止砂石等杂物掉入缝内。
11、刻纹
将工作面清扫干净,等间距放样弹墨线,用刻纹机进行横向刻纹作业,要求线条顺直,深度一致,不错位。
12、施工注意事项
①砼拌和站在投入生产前,先进行标定,施工中要经常校验拌和站计量精确度,确保拌和计量精确度。
②钢筋位置要放置精确,数量准确。
③切缝:必须做到缝隙均匀、缝道顺直、切缝及时,严防因超出切割时间太长而引起断板现象发生。
④刻纹:刻纹时要做到刻纹深度均匀,满足设计要求,纹理顺直,不能刻重纹、漏刻等。
5.水泥混凝土路面施工方案 篇五
一、编制依据
本施工方案是根据武汉市蔡甸区姚家山工业园道路排水工程设计图纸、现场勘察等施工验收规范及规程,有关部门的规定等进行编制。
二、执行标准及规范总汇
1、《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)
2、《公里水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF30-2003)
3、《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ97-87)
三、主要技术指标
1、道路等级:城市支路
2、设计车速:30km/h3、车道数:双向2车道
4、路面结构设计荷载:BZZ-1005、道路交通量达到饱和状态设计年限:15年
水泥混凝土路面结构达到临界状态设计年限为:20年
6、视距:停车视距20m;会车视距40m7、路面抗滑要求:表面构造深度一般路段不小于0.6mm,特殊路段不小于0.7mm。
8、武汉地震基本烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,道路工程不设防。
四、工程概况
该工程位于蔡甸区姚家山工业园区,共有第二大道延长线、第五大道、第六大道以及军需支路四条大道,为四条城市支路。设计道路红线范围内多为荒地、鱼塘和少量1~3层民用建筑及牲口棚。
军需支路位于蔡甸区姚家山工业园区
第二大道延长线位于蔡甸区姚家山工业园区东南部,为一条城市次干道。道路施工起点与第三大道顺接,止点于第五大道。设计道路沿线再无现状道路及市政管网设施。第六大道位于蔡甸区姚家山工业园区北部,为一条城市支路。道路起点于京珠高速辅道,止点于第五大道。设计道路沿线再无现状道路及市政管网设施。
第五大道位于蔡甸区姚家山工业园东南部,为一条城市支路。道路施工起点于园区东南部,止点于琴台大道。设计道路沿线再无现状道路及市政管网设施。
五、技术人员及准备
总工程师组织技术人员会审图纸,熟悉相关技术规范及施工工艺,然后分别对各部门技术人员进行技术交底。现安装混凝土搅拌机一台,并已调试,性能良好。测量工程师做好施工放样工作。实验室做好原材料试验、检测工作,材料部门已准备好砂、碎石及水泥,技术人员做好施工前各项准备工作以确保水泥混凝土面层施工及时进行。
六、材料供用
路面层使用C30水泥,经试验及检测,该水泥满足路面施工各项技术指标,所用水泥由材料科统一供应,按工程实际进度向材料科报材料计划。电采用工业用电,停电时,电由自己发电,配备一台发电机。水采用经检测合格的水源,用水泵或水车及时输送到现场蓄水池。
七、施工部署
1、工期计划:按照业主提出的工期计划,并考虑基层、底基层施工及验收的进度及现场施工季节的天气情况,结合我司的施工技术力量、施工队伍及机械设备配置,计划工期为150天。现在编制的施工进度计划未考虑其他意外的因素,我标力争按进度完成路面工程施工任务。
2、劳力计划:由于工程内道路分段施工,现路面施工计划投入劳力120人,期中:机械工15人,主要负责机械操纵、维修;搬运工30人,主要负责水泥的搬运;其它工人75人,主要负责路面混凝土运输、震捣、路面修整、锯缝及其它相关工作。整个施工过程中,保证有足够的劳动力,使施工能持续正常进行。
3、设备计划:搅拌机两台(配备其他附属设备);3.0m3装载机1台,1.5 m3转载机1台;
7.5KW发电机组1台,120KW发现机组一台,切缝机2台,压槽机2台。其它施工设备详见施工设备表。
4、材料计划:水泥根据混凝土路面层进度及时报材料部统一调运,砂、碎石随时备料,根据工程进度,由我项目经理部的材料科运进,以保证工程进度。施工中及时按施工及规范要求,做好原材料的各项试验及检测工作,不合格材料坚决不使用,使材料的质量满足施工规范要求,并使材料能及时运进,保证混凝土路面层质量及施工的正常进行。
八、施工技术方案及施工工艺
1、基层的准备及放样:将基层上的杂物及浮土清除干净,并复核基层标高、坡度及平整度,达到施工规范标准。然后恢复中线,每10m一桩,放出边桩,再拉出混凝土路面边桩,测量标高,在桩上标出路面设计标线位置。
2、模板安装:根据路面标高线安装混凝土路面边模,模板安装好,再测量模板顶面标高,根据测量标高再调整模板。调整后,再测量模板顶标高,如不符合要求,再调整,直至满足施工规范要求。
3、检查并调试拌和机及其它机械设备性能,做好施工前的准备工作。
4、确定混凝土施工配合比:测定现场集料的含水量,根据集料含水量调整混凝土设计配合比,确定施工配合比,根据配合比,调整拌和机的设定参数,使之符合混凝土施工规范要求。因混凝土路面的质量很大重度上取决于混凝土的质量,所以,混凝土配合比一定按规范要求严格控制,使新拌混凝土符合设计及规范要求。
5、拌和料的运输:因运输距离很近,拌和料运输采用5 m3翻斗车运输,考虑到施工季节气温的关系,拌和料在保湿上应注意。
6、混凝土摊铺:摊铺时,用人工配合挖掘机摊铺混凝土拌和料。每次摊铺一个车道宽,在摊铺前,检查模板标高,并使基层顶面保持湿润、清洁,保证混凝土面层与基层的良好结合。粗平后,用振动梁震捣,然后人工拉毛、压缝。根据砂浆厚度、气温情况、初凝时间掌握好拉毛、压缝时间。拉毛要求整齐,不起毛为度,压缝要求整齐,且满足构造缝深度要求。
7、养生:采用湿润法养生,养生时间不少于14天。养生在压缝后紧接着进行,用湿草帘或麻袋等覆盖在混凝土板表面,每天洒水喷湿3-5次,保持湿润。
8、切缝:在养生期间,混凝土震捣8小时左右进行切缝。切缝的原则为:先横缝,后纵缝;先大块,再小块。切缝后,立即把湿草帘或麻袋还原,继续进行养生。
9、模板拆除:模板在浇筑混凝土20h内拆除。拆模时,不应损坏混凝土板和模板。
九、接缝施工
1、纵缝。纵缝为纵向施工缝,其构造形式采用平缝加拉杆型。平缝施工时根据设计要求的间距,预先在模板上制作拉杆置放孔,并在缝壁一侧涂刷隔离剂,拉杆采用HRB335的直径14的螺纹钢筋,长70cm,间距80cm。顶面的缝槽用切缝机切成深度为3~4cm的缝槽,并用填料填满。顶面不切缝时,施工时应及时清除已打好面板上的粘浆或用塑料纸遮盖,保持纵缝的顺直和美观。
2、横向缩缝。横向缩缝采用假缝形式,间距一般为5cm。在临近路面自由端的三条缩缝均应在板的内部加设传力杆。传力杆采用HPB235级钢筋,直径28mm,长40拆cm,间距30cm。切得过早,因混凝土的强度不够,会引起集料从砂浆中脱落,而不能切出整齐的缝。切得过迟,混凝土板会在非预定位置出现早期裂缝。为减少早期裂缝,切缝可采用跳仓法,即每隔几块板切一缝,然后再逐块切缝。切缝深度为板厚的1/3~1/4,切缝太浅会引起不规
则断板。
3、胀缝。在交叉口弯道起终点断面处以及新建道路与现状道路接顺处设置胀缝。胀缝一般宽2cm,缝内设填缝板和聚氯乙烯胶泥填封料。胀缝施工时,先预先设置好胀缝板和传力杆支架,并预留好滑动空间。混凝土浇筑前应先检查传立杆位置,浇筑混凝土时,应先摊铺下层混凝土,用插入振捣器振实,并校正传立杆位置,然后再浇筑上层混凝土。浇筑邻板时,设置下部胀缝板、木制嵌条和传立杆套管。
4、施工缝。施工缝为施工间断时设置的横缝,常设于胀缝或缩缝处,多车道施工缝应避免设在同一横断面上。施工缝如设于缩缝处,板中增设传立杆,其一半锚固于混凝土中,另一半应先涂沥青,允许滑动。传力杆采用HPB235级钢筋,直径为28mm,长40cm,间距30cm,与缝壁垂直。
5、接缝填封。填封料应与混凝土缝壁粘结紧密,不渗水,其灌注深度以3~4cm为宜,下部可填入多孔柔性材料。填封料的灌注高度,应与板面平齐。
十、工程质量保证措施
1、建立工程质量保证体系。试验室完善健全检测质量保证体系,以试验数据指导施工,控制混凝土面层的质量。设置专职质量负责人负责面层的全面质量管理、检验,严格控制基层、混凝土面层的质量。
2、严格把好各道施工工艺,全面控制每一施工工序。施工中做好各施工工序交接的质量检测,层层控制工程质量;凡不符合工程质量要求的混合料,必须坚决返工或处理,直到符合质量要求。
6.浅谈水泥混凝土路面施工 篇六
水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式,自上世纪八十年代以来,因其强度高、稳定性好、使用寿命长、养护费用少等优点,在我国得到迅猛发展.
作 者:侯军霞 张春明 作者单位:侯军霞(舞钢市地方道路管理所,河南舞钢,462500)
张春明(舞钢市公路管理局,河南舞钢,462500)
7.水泥混凝土路面设计说明书 篇七
关键词:水泥混凝土,路面,结构设计,维修
道路的主体部分, 一个是路基, 一个是表面。前者属于一段规定了填充材料的道路内在基础部分, 被外层混凝土所包裹, 与路面一起承受上方的压力。路面则是这样一层坚硬的外壳, 由两层以上的材料组成。一方面它保护着里面的路基免受雨水和不平均压力的伤害, 另一方面, 内部的土层为外层提供后备支撑, 并减少了混凝土的作业量, 减少成本, 也具有一定保护环境的意义, 因为混凝土的使用实际上是一种对资源的消耗, 越少使用越好。
1 水泥混凝土路面设计中应该注意的几个问题
1.1 混凝土路面结构设计
设计的目的一个是保证通车情况, 另一方面在不影响使用水平的前提下节省不必要的浪费, 使各种性能达到最优。这也是路面设计是否合格的一项重要标准。设计要参考2002年出台的一项道路规范, 这里总结了过去几年对于道路设计的一些先进经验和科学的处理方法, 对于老旧的施工方法做出修整, 一些计算公式也增加考虑了实际因素的一些数值。能够更贴近真实的道路施工需要, 总结吸收了近年来最新的研究成果, 主要增加了路面结构可靠度设计和加铺沥青面层的设计方法, 并针对重荷载, 修正了应力计算公式, 拓宽了应力分析使用范围, 充实了连续配筋混凝土面层配筋方法, 细化了路面结构组合和材料组成性质参数要求, 修改了旧混凝土路面调查和评定方法, 还补充了交通分析方法。
由于路面的主要破坏性因素与必须面对的还是行车的时候造成的重力挤压。路面设计着重要考虑最大能够承受的重力。超过这个数值就会出现路面下沉, 扭曲变形, 甚至断裂, 塌陷。以下是道路路面需要使用的材料和成分比例, 这是通常情况下道路需要遵守的操作比例和构成形式, 具体数值参见表1。
水泥混凝土路面结构设计的任务是以最低的寿命周期费用提供一种在设计使用期内满足预定使用性能要求的路面结构。路面的设计使用期是指新建或改建的路面从开始使用至使用性能退化到预定的最低标准时的时间段。路面使用性能包括结构性能和功能性能, 在路面的使用期内随行车荷载和环境因素的不断作用而逐渐衰减, 路面在使用末期内不一定损坏到无法使用, 而是必须采取重大的措施 (例如加铺面层等) 以恢复其使用性能。路面使用初期的使用性能主要与施工技术水平和施工质量有关, 在行车荷载和环境因素的综合作用下, 其使用性能退化的速率主要与路面结构的物理性质有关。
水泥混凝土路面结构的设计内容主要包含结构、材料和表面特性, 主要分为以下七部分: (1) 行车道路路面结构的组合设计。根据当地的环境条件、交通要求和材料供应等情况, 选择路面的结构层次、各结构层次的类型和厚度以组合成能提供均匀、稳定支承、减轻或防止卿泥和错台等病害、承受预期车辆荷载作用、满足路面设计使用性能和运营费用要求的路面结构。 (2) 面层接缝构造和配筋设计。确定面层板块的平面尺寸, 选择和布置路面接缝的类型和位置, 设计接缝的构造 (传荷装置和填封) , 确定板内的配筋用量和钢筋布置。 (3) 路面排水设计。选择路面内部排水系统的布设方案, 确定各项排水设施的构造尺寸和材料规格要求。 (4) 路肩铺面结构层组合设计。选择路肩的结构层次、各结构层的类型和厚度。 (5) 面层厚度设计。确定为满足设计使用期内要求所需的混凝土面层厚度。 (6) 各结构层材料组成设计。选择合适的组成材料, 进行配合比设计以提供满足各结构层性能要求的混合料。 (7) 路面表面特性设计。进行路面结构的路面抗滑和降噪设计, 提供满足抗滑、低噪声要求的路面表面的技术措施。
1.2 结构厚度设计方法步骤
考虑混凝土路面的极限承载能力时, 路面结构的设计流程和方法与普通水泥混凝土有所不同, 基本可遵循下述步骤进行:
(1) 收集并分析交通参数。采集初始年日平均交通量和交通组成、轴载谱、历年交通量及交通组成, 确定方向分配系数和车道分配系数。在此基础上计算轴载换算系数和设计车道标准轴载日作用次数, 选定设计使用期和交通量平均增长率, 计算设计使用期内标准轴载的累计作用次数。根据重载车辆的轴载分布特征, 通过概率统计的方法, 推算设计期内对应不同出现概率的最大轴载值。
(2) 确定最不利车辆轴载值和温度梯度值。根据公路所在自然区划, 按规范给定的最大温度梯度值, 绘制该区的日温度梯度频率分布曲线。综合考虑车辆轴载与温度梯度, 得出一定总体保证率下对应的最不利车辆轴载值和温度梯度值。
(3) 初拟路面结构。按交通状况、环境 (气温和降水) 、土基 (土质、地下水位) 和材料供应等条件, 选择路面结构层次组合及各层的类型和材料组成, 拟定各结构层的厚度、面层板的平面尺寸及接缝类型和构造。
(4) 混合料组成设计及设计参数确定。设计面层和基层混合料的配合比, 试验确定混凝土的设计弯拉强度和弹性模量以及基层、垫层和土基的回弹模量。
2 水泥混凝土路面维修技术
公路随着时间增长问题就会依次暴露。因此除了做好循环修护工作之外, 加强保养, 创造新的保护措施也是十分积极的做法。对于已经产生的问题, 具体问题具体来对待, 对一些小的坑洞填平修护, 对于大型问题必要时要阻塞一部分路段, 制定时间和方案彻底性的修护达到可靠标准再进行放行。做好路障和标语措施, 一定要明显醒目。否则昏暗的天气或傍晚时, 由于能见度低, 可能会造成交通事故。一些重力承受较大, 交通量频繁的地段, 道路表面在必要时可以再加一层。这需要考虑资金、外部环境、道路寿命、是否有新建计划等方面来看, 加铺之前也有一些情况要调查, 大致如下: (1) 公路修建和养护技术资料。路面结构和材料组成、接缝构造及养护历史等; (2) 路面损坏状况。损坏类型、轻重程度、范围及修补措施等; (3) 路面结构强度。路表弯沉、接缝传荷能力、板底脱空状况、面层厚度和混凝土强度等; (4) 已承受的交通荷载及预计交通需求, 交通量、轴载组成及增长率等; (5) 环境条件。沿线气候条件、地下水以及路基和路面的排水状况等。特别要注意的是, 混凝土路面材料与材料中间会有施工必然会留下的缝隙, 留下的原因是对于热胀冷缩做一个缓冲, 防止道路内部压力不平均而断裂。这个缝隙是比较脆弱的, 会在使用过程中最先劳损破败, 这要求对于缝隙的填充材料要优质选择并且及时更补。不然会出现的状况有:在气温较冷的天气和季节, 混凝土自身收缩后孔隙变大, 降水和异物会趁机进入孔隙, 残留在里面, 腐蚀内部环境, 而在夏季膨胀的时候内部的异物与材料边缘互相争抢空间, 最终边缘将受到损害。修理办法也就是清除内部的残缺的填充液体和异物, 冲刷干净后加入新鲜的填充物。抹平。这个工作要制定一定的提前修理方案, 在一定的周期内完成。等到发现问题再处理, 往往就太晚了。填料应当操作的季节是春天和秋天, 其他季节应选择温度适中而干爽晴朗的天气。其他问题如坑槽, 意外的孔和洞产生的原因可能是混凝土自身不够纯净, 里面夹有木头碎屑, 垃圾等等, 行车通畅程度因此减弱。处理方法比较灵活, 对于较严重的伤害的一般针对聚集存在, 尺寸小于的损伤直接用沥青混凝土抹平。
参考文献
[1]陈建华.水泥混凝土路面施工技术浅谈[J].大众科技, 2009, 10 (4) :94-95.
8.水泥混凝土路面施工质量控制 篇八
关键词:水泥混凝土;路面;施工质量
中图分类号:U416.216 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)35-0042-02
水泥混凝土路面在路面工程中常包含两个方面的内容,①复合路面:指水泥混凝土路面上铺设沥青的复合式路面,常用于全线构造物之间长度小于100m的较短路基,厚度25cm;②收费广场:立交区主线及匝道收费站采用水泥混凝土路面。匝道区厚26cm,主线区厚28cm。水泥混凝土路面施工的过程质量控制应抓好以下几个方面。
1配合比设计
水泥应采用425硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,低温天气施工或有快通要求的路段可采用R型水泥,混凝土的设计弯拉弹性模量为30×103MPa,弯拉强度为5.0MPs,水灰比W/C=0.45,粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石,最大粒径应不大于40mm。含泥量小于1%,针片状含量不大于15%。硫化物与硫酸盐的含量不大于1%。用做路面混凝土的粗集料不得使用不分级的统料,应按最大公称粒径的不同。采用2~4个粒径的集料进行掺配。外加剂宜选用碱水率大,坍落度损失小,可调控凝结时间的复合型碱水剂。高温施工宜使用缓凝高效减水剂,低温施工宜使用早强高效减水剂。选定减水剂品种钱,必须与所用的水泥进行适应性检验。
2水泥混凝土板的平面尺寸划分及接缝要求
2.1水泥混凝土板的平面尺寸划分
(I)复合路面:一种是其纵缝以行车道及路肩之间的界限划分,二条纵缝三板式。横向缩缝宜等间距布置,不宜采用斜缝,不得不调整板长时。最大板长不宜大于6.0m,最小板长不宜小于板宽;另一种是其纵缝以行车道、路肩宽度之和的一半划分,一条纵缝二板式。横向缩缝多按610m布板。
(2)收费广场:其纵缝以车道分界线或以收费岛中心划分,板块均用钢筋网加强,钢筋网的位置距离板顶面10cm。
2.2接缝要求
2.2.1接缝设计
纵缝:考虑到施工及运营中汽车频繁启动、地基强度等因素,纵向缩缝采用假缝,并加拉杆,缝宽0.5cm缝深6cm;纵向施工缝才用平缝加拉杆形式,缝宽0.5cm,缝深4cm。
横缝:由于对板面采用了钢筋加强,横缝间距6.0m~1.0m,因面板较长横缝均设置了传力杆,缝宽0.5cm缝深6cm;刚柔路面衔接处横向缩缝采用平缝,缝宽0.5cm。
2.2.2拉杆及传力杆
拉杆一般设置于纵缝处,采用φ14(16)螺纹钢筋,每根长70(100)cm,间距50cm,在刚柔路面衔接处的缩缝内设置了拉杆。
拉杆一般设置于横缝内,采用φ30(32)光圆钢筋,其长度的一半再加10cm,应涂以沥青外加一塑料套筒,胀缝处的传力杆尚应在涂沥青一端加以套子,内留3cm的空隙并以纱头或泡沫塑料充塞,為避免应力集中,套子端宣在相邻板中交错布置。传力杆间距30cm,杆长50(70)cm。
注:括号外为复合路面数据,括号内位收费广场数据。
3施工控制要点
(1)摊铺面板位置应洒水湿润,但不得积水。
(2)每台搅拌楼在投入生产前,必须进行标定和试拌。应根据拌和物的黏聚性、均匀性及强度稳定性试拌,确定最佳拌和时间,一般强制拌和机的拌和时间约为4min。拌和时,外加剂应以稀释溶液加入,其稀释溶液用水和原溶液中的水量,应从拌和加水量中扣除。拌和时,应精确检测砂石的含水量。
(3)人工布料应用铁锹反扣,严禁抛掷和耧耙。振动棒在每处的持续时间,应以拌和物全面振动液化,表面不再冒气泡和泛水泥浆为限,不宜过振,也不宜少于30s。振动棒的移动间距不宜大于500mm,至模板边缘的距离不宜大于20mm。振动棒插入深度宜离基层30mm-50mm。对于钢筋网混凝土结构层形式,通过取芯情况来看,必须分层振捣,不能只振捣上一层。
(4)横向连接摊铺时。前次摊铺路面纵缝的溜肩胀宽部位应切割顺直。侧边拉杆应校正扳直,缺少的拉杆应钻孔锚固植入。纵向施工缝的上半部缝壁应满涂沥青。
(5)应在路侧缩缝切割位置做标记,保证切缝位于传力杆中部。每幅左、右侧缩缝N4,"t于同一条线上。
(6)摊铺完毕或精整平表面后,做拉毛处理。收费广场宜采用硬刻槽方式制作抗滑坑槽,尺寸宜为:槽深3mm~5mm,槽宽3mm,槽间距在12mm~24mm之间随机调整。
4质量通病的处理
4.1收缩裂缝
首先要控制好混凝土的坍落度,坍落度不宜过大。坍落度过小,调整时W/C应同时增大,不能只调整用水量。水泥初凝时间,试掺外加剂,调整到合适时间。在陕西宝牛路面项目,渭南市清华建材化工有限公司针对宝鸡“众喜”水泥,他们的Y-1型缓凝高效减水剂做了9个对比组,最终确定掺量为0.75%,初凝时间为4h。其次主要加强抹面工作,宜使用带有底盘的四叶抹光机,待初凝面能站住人,开始用抹光机抹光,早期养护要跟上。
4.2胀缝破坏
①拉应力超出混凝土的抗拉强度,需设置钢筋笼补强;②使力杆设置精度不够,通过筋支架加强固定和严格控制传力杆和胀缝板设置精确度。
4.3水泥混凝土路面的断板
指水泥混凝土路面在修建和使用过程中,由于板内应过了混凝土的强度而出现的贯穿混凝土面板整个厚度的不规则的横向、纵向、斜向、交叉断裂断板或者角隅折断裂缝,它把水泥混凝土面板分成两块或者两块以上,破坏路面结构的完整性。
发生破坏的原因是多方面的:板太薄或者轮载过重;板的平面尺寸过大;地基稳定性差,产生不均匀沉降或者过量塑性变形使板底脱空失去支撑;施工养生期间收缩应力过大及荷载和应力作用下的疲劳开裂等。
(1)施工过程中产生断板原因主要有以下几点:①原材料不合格;②施工配合比控制不当;③基层表面不平整造成路面厚度不一致,增加了基层与面层之间的磨阻力,导致路面薄弱处难以承受拉应力而开裂,基层材料干燥,吸收底部混凝土水分,从而降低混凝土抗弯拉强度。导致开裂。④混凝土路面施工时工艺控制不当:搅拌时间不够,振捣不密实,拌和时混凝土组成材料温度过高,在冷却、硬化过程中会因温度差增大混凝土的弯拉影应力,导致开裂。施工中工序控制不当(如混凝土间断时未做施工缝处理、切缝不及时、真空吸水及时漏吸、传力杆安装不当、在不利季节施工等)影响混凝土本身抗弯拉强度不足,导致开裂。
(2)施工过程断板的预防。严格控制水泥混凝土混合料的配合比,避免水灰比过大或混合料离析,确保混凝土混合料有足够的强度。同时,严格掌握切缝的时间,切缝时间一般控制在300h(高温季节宜控制在250h以内),避免由于混凝土的收缩产生断板。因为温度、湿度和风的变化,都会引起混凝土出现较大的干缩。
切割时间:当混凝土达到设计强的25%~30%时,应采用切缝机惊醒切割。切缝太早,粗骨料会从砂浆中跳脱;切缝太晚,如果产生的拉应力大于混凝土容许值,混凝土板就会开裂。气温高,混凝土强度增长快,切割时间要提早。温差大,切割时间也要提早。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切,宁早勿晚”。切缝机,宜采用机型小,转速快,振动小的,在混凝土浇注几小时内即可切割。
9.水泥混凝土路面病害防治与研究 篇九
摘要:水泥混凝土路面因具有强度高,耐久性优良。水泥来源广等特点而在全国范围内得到迅速发展,路面里程不断 增长,但在现代交通以及自然作用下,路面早期病害不断出现。本文主要分析水泥混凝土路面常见病害的产生原因并提出处理措施。
关键词:水泥混凝土路面;病害;处治 ;维修 ;
前言
随着国家对高速公路建设投资力度的加大.我国的公路工程建设十分迅速对国民经济和社会发展起着至关重要的作用。水泥混凝土路面损坏可分为:断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等;竖向位移类主要指沉陷和胀起;接缝类主要指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等;表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等,对路面病害进行了分类,并分析了各种病害的产生机理。从设计,施工和养护等环节。提出水泥混凝土路面病害的防治措施,以及对水泥混凝土裂缝、局部、破碎板块等进行补修的防治措施。病害产生的成因
目前产生的病害,原因有以下五种;一是水的防治不够,路基土质差及路基地下水位高;二是路基不均匀沉降;三是路面基层,面层强度不足;四是超重荷载的作用;五是设计和施工缺陷。
1.1水的防治不及时,是产生病害的主要原因
水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞,纵缝为施工缝不灌沥青。路肩盲沟排水设置基本没有。经过多年的行车作用,路面板块间相互挤压,原路面横缝的填缝料失效,地表水通过裂缝渗入基层,而又无法从路肩排出,造成基层软化。在车辆载荷的重复作用下,产生唧泥现象将基层细料冲走,导致板边缘的基础部分失去支撑能力,端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆,最后开裂断板破碎。1.2路基不均匀沉降造成板断裂和破碎
这种病害大部分布在路基填挖交界段,高填方路段及路面与桥涵等构造物交接路段。因为路基的不均匀沉降造成路面的沉陷,在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致断裂和破碎板。
1.3路面基层和面层强度不足特别是强度不均匀也是造成破碎板的原因
作为混凝土路面基层,首先要求强度高,整体性和水稳性好。从现场观察到的二灰基层来看,其强度本身不是很好,加上基层施工拌和不均匀,压实不够等原因造成基层不板结,局部地方还有松散现象,基层强度难以满足设计要求。在行车荷载作用下,混凝土板底的拉应力增大,甚至车辆超载超限,致使混凝土板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。另外,由于原混凝土路面施工局部地段厚度及混凝土配合比达不到设计要求,在荷载强作用下,混凝土路面无法承受荷载带来的竖向剪切力,从而导致路面断板、破碎板。
1.4超重荷载的作用也是造成混凝土路面断板、碎板的主要原因
随着经济的发展,车流量不断增加,加上绝大部分车辆进行改装,加高车厢,加厚大梁等,超载现象屡禁不止,造成混凝土板块疲劳,形成断裂和破碎。防治措施
2.1裂缝修补
水泥混凝土路面裂缝型式多样,处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝,采用压注灌浆法;局部性裂缝,且缝口较宽时,采取扩缝灌浆法;对贯穿全厚的裂缝,采用条带罩面法。对裂缝宽度大于3mm的裂缝,用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。2.2接缝修补
接缝施工时,为保证清缝质量,对杂物充填较多的纵缝,必须用切缝机切割,其它缝也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理,然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料,按规定进行熔化,使其具有较好的流动性,加热温度不宜过高、过低,时间不宜过长,以避免材料老化或流动性较差。用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填满为止(不宜过高或过低),灌缝深度至少应大于1.5cm。灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行,保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出。根据填缝料性质,做好施工交通控制工作,待填缝料冷却后开放交通(一般需30min),以免其被行车粘掉。坚持周期性养护,根据填料有效使用寿命,对全部构造缝进行全面清缝和普灌,其后每年入冬和雨季之前进行补灌,保证构造缝全部密封。2.3局部修补
对出现错台的板块,先采用压浆调整,恢复平顺,调整后仍有高差,且错台量小于10mm,可用建筑磨平机打磨掉高出的部分或人工凿除高出部分,凿除(打磨)宽度一般为10~30cm。错台量大于10mm的,在低的一侧用沥青砂或细粒式沥青碎石衬平,衬补长度按高差的1~2%,也可用聚合物水泥砂浆薄层修补。修补前应用钢丝刷将原路面清理干净。大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害,常采用沥青混凝土罩面处理,处理厚度应大于2.5cm,罩面前要对破碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般的麻面可不作处理,只对露骨严重部分作整段处理,可用聚合物砂浆作薄层处理。2.4破碎板块修补
采取换板方式处理水泥混凝土路面严重破碎板,即挖除整块破碎板,然后浇筑水泥混凝土,板厚与原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否则可采用钢筋混凝土进行修复。板角断裂等破损采用局部修补方式,即对板角断裂的部分渐除成正方形或矩形,在原板壁上加装传力杆后,在凿除位置浇筑混凝土。其具体工艺流程为:板块破碎、凿除→基底清理→补设拉杆、传力杆→混凝土拌和及运输→钢筋网制作→混凝土浇筑→接缝设置→养生。2.5脱空板块处治技术
路面使用期间出现的裂缝、破碎板儿乎都与板底脱空有关。即使一些当时看来既没有破碎又没有裂缝的板块,其板底仍可能存在脱空,这种病害较隐蔽,但其危害性却非常之大。在路面修复中,若脱空板不处理,即使加铺层达到20cm以上,也无法防止反射裂缝的出现。板底脱空可使用钻孔压浆法处理,此法是借鉴后张法预应力构件的孔道压浆原理,在混凝土面板底部有脱空处钻孔,通过孔洞利用高强压力将流质材料压入脱空空隙,流质材料凝固后产生一定的强度,对面板产生均匀承托的作用,进而达到稳固板块的目的。2.6加铺沥青层
加铺沥青层是旧水泥混凝土路面有效的补强措施之一,不仅提高了路面的承载能力,消除了原有接缝处易产生卿泥、断裂、脱空等多种病害的不利影响,同时也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面服务水平,目前在城市道路水泥混凝土路面维修工程中逐渐推广应用。
旧水泥混凝土路面沥青加铺层的施工主要环节为:处理破碎板:将原路面严重破碎板、严重裂缝、板角断裂等破碎板块挖除,用早强混凝土或早强钢筋混凝土进行修补至与原路面齐平,原路涵洞盖板铺装层出现破碎的也应一并处理。稳定原路面板:对唧泥、脱空的混凝土面板及轻微、中等裂缝的面板进行板底压浆处理,使混凝土面板处于稳定状态。对使用时间较长,原路面基层为石灰土等水稳定性不良结构的路段,为保险起见,可对全部原有的混凝土面板进行压浆处理。提高原路面防水能力:对所有缩缝、纵缝、裂缝清缝后,用填缝料灌缝。然后在原混凝土路面上加铺土工布隔离层或加铺1.5~2.5cm沥青混和料隔离层,不做隔离层的应洒布粘层油,以减少路表水下渗并提高加铺层与原路面的结合能力。加铺沥青层:在隔离层(粘层)上加铺沥青混凝土面层一般应分为二层,下面层较厚(厚4~8cm),采用热稳定性较好的开级配粗粒式或中粒式沥青碎石或沥青混凝土,上面层较薄(厚2~4cm),采用防水性能较好的密级配细粒式或中粒式沥青混凝土。原水泥混凝土路面横坡较小时,通过沥青面层调整路面横坡不小于1.5%。碾压时,选择压实机具吨位应考虑沥青层的厚度,防止过振引起沥青混合料二次细粒化。为防止沥青层渗水导致混凝土路面加铺后再次唧泥问题,可在旧板与沥青层间铺筑玻璃纤维布隔离层。
3结语
公路建设是一项基础建设,是我国经济发展的标志之一,从近几年全国建成通车的高速公路来看,“质量”这个概念已被人们所接受,并逐步认识到了它的重要性。一条高质量、高标准公路的修建,不仅离不开一支具有高素质的施工队伍,同样必须有一支高水平、责任心强的监理队伍和具有科学头脑的管理队伍。
参考文献
10.浅谈水泥混凝土路面保养维修 篇十
水泥混凝土路面具有结构强度高、刚度大、稳定性好、使用年限长等优点.但初期投资高,且破坏后的修复较为困难.随着水泥混凝土路面的不断发展,其维修养护工作越来越被人们所重视.本文论述水泥混凝土路面典型病害形式和特点,并就搞好水泥混凝土路面的养护和维修进行探讨.
作 者:邓娟华 作者单位:广西北投集团沿海高速公路分公司南宁管理处,广西,南宁,530022 刊 名:城市建设 英文刊名:CITY CONSTRUCTION 年,卷(期): “”(10) 分类号: 关键词:水泥混凝土路面 病害 养护 维修
11.水泥混凝土路面的裂缝防治 篇十一
关键词:水泥;混凝土路面;裂缝;防治;措施
水泥混凝土路面具有强度高、承载能力强、维护费用低、稳定性好等特点,逐步在道路建设及城市道路工程中广泛使用。与此同时国家加大基础设施建设的力度,水泥混凝土路面施工在乡村也较以往增加。因此,应该注重公路路面的工程质量,尽量减少水泥混凝土路面的裂缝。裂缝是水泥混凝土路面常见的问题之一,水泥混凝土路面的损坏,80%是由裂缝引起的。但水泥混凝土的裂缝又是一个难以根除的难题,要想延长公路的使用寿命,必须在施工中提高施工质量,尽量减少裂缝(根除裂缝不可能)的产生;在道路投入使用后,控制车辆的荷载重量[1]。现将减少混凝土路面裂缝的措施总结如下。
1.水泥混凝土路面裂缝的三个阶段
一般情况下,水泥混凝土路面在它建造之初就形成微裂缝,公路投入使用后,由于荷载作用,微裂缝变成宏观裂缝;宏观裂缝继续发展,最后造成公路断板。这个过程大致可以分三个阶段:第一阶段是在浇筑和凝结过程中产生的初期损伤和开裂,形成微裂缝;第二阶段是使用期间荷载造成的损伤加剧和裂缝扩展,形成宏观裂缝;第三阶段是断裂破坏阶段。
2.水泥混凝土路面裂缝的几种类型
A.沉降裂缝
可分为两种情况:一是混凝土浇筑后,水泥和骨料自然下沉,同时产生泌水,在沉降过程中发生的裂缝;二是混凝土浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它预埋件的局部阻碍及模板移动,使该处混凝土产生拉应力和剪应力时,该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1~3h发生,属硬化前裂缝[2]。待沉降终止时迅速进行处理,重新加压抹平,使裂缝闭合。
B.温度裂缝
混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在炎热或大风天气,表面游离水分蒸发过快,混凝土体积急剧收缩,导致开裂。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。防止温度裂缝应合理选择级配,采用水化热较低的水泥,减少水泥用量及用水量,降低混凝土膨胀值。在施工管理中应重视人工降温措施,切缝要及时。
C.干缩裂缝
水泥混凝土浇筑后,在硬化的过程中,由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小,加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩,随着混凝土体积收缩产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度,而产生干缩裂缝。干缩裂缝多发生在高温炎热季节,混凝土表面水分散失快,体积迅速收缩,而内部温度变化小,收缩小,表面收缩变形受到内混凝土的约束,也会引起表面裂缝。
D.超载裂缝
由于交通运输业的迅速发展,超载车辆越来越多,造成水泥混凝土路面损坏,致使路面开裂断板。据有关资料记载,汽车超载情况相当普遍,超载率达到了40%~80%,超出限载吨位2~3倍,车载重量达到了60t,相当于一节火车的载重量,汽车超载严重损害了公路。
3.防治混凝土路面裂缝的措施
A.根据车辆流量进行道路设计
为了减少水泥混凝土路面的裂缝,公路设计、施工、管理等相关部门应认真及时地组织设计人员和有关专家,对水泥混凝土路面的设计理论及规范要求,进行深入细致地研究和讨论。根据当地的地理位置,环境、地形、沿线工程地质和水文地质,特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况,提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求,以设计出适宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系统,提出合理经济的水泥混凝土配比设计及要求[3]。
B.严格控制混凝土材料质量
严格做好材料管理工作,杜绝在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。对于安定性差,游离氧化钙(CaO)超标及强度不足的水泥应禁止使用;不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用;尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。选择合格的含泥量较少的材料,集料(砂、碎石)含泥量超标时应更换料源或将其认真冲洗至达到要求方可使用;对有机质含量超标的集料应严格禁止使用。按混凝土配合比准确配料,单位水泥用量要精确称量,误差值控制在1%以内。集料的含水量要及时测定,以便控制适宜的用水量,保持水灰比准确;为减少用水量,改善和易性可使用合适的外掺剂;用水量误差不得超过1%,外加剂控制在2%以内。采用电子称或其他现代配料机械设备准确配料,尽量不采用人工手推车按车计量的配料方法,集料称量误差控制在3%以内[4]。
C.施工中严把每道工序质量关
混凝土拌和时,如果集料温度过高,应采用降温措施后再配料拌和的办法。如果采用撒水降温方法的方法,应及时测定含水量,调整拌和用水量,以保证水灰比值不变。注意混凝土施工操作方法,减少从搅拌到成型之间的时间和运输路程,避免混凝土过早凝聚而致微裂。必须坚持做到使混凝土相互粘结密实稳定,有效消除界面裂缝和砂浆裂缝。
D.严格禁止超载超重车辆上路
超载超重车辆已成为破坏水泥混凝土路面的首要因素。路面板荷载拉应力的大小,取决于荷载的大小。汽车荷载是冲击荷载,其与车辆轮胎对路面的静止压力有关。要减小轮胎对路面的静止压力,就要对车辆实行限载管理,禁止超载的车辆上路。同时要采取限速措施,降低车辆荷载的震动频率;对于路方面,要提高路面的平整度,降低车辆的震动幅度。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.GBJ50204—92混凝土结构工程施工质量验收规范[S]北京:中国建筑工业出版社.2002
[2]中华人民共和国交通部.GBJ97—87水泥混凝土路面施工及验收规范[S]北京:中国计划出版社.2000
[3]郑永辉.浅谈水泥混凝土路面裂缝的原因及预防措施[J]运输经理世界.2004.07
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