水泥混凝土路面面层施工工艺.docx
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水泥混凝土路面面层施工工艺
水泥混凝土路面面层施工工艺
混凝土板的施工工艺为安装模板、安设传力杆、混凝土拌和与运输、混凝土摊铺和振捣、表面修整、接缝处理、混凝土养护和填缝。
1、安装模板
模板宜采用钢模板,弯道等非标准部位以及小型工程也可采用木模板。
模板应无损伤,有足够的强度,内侧和顶、底面均应光洁、平整、顺直,局部变形不得大于3mm,振捣时模板横向最大挠曲应小于4mm,高度应与混凝土路面板厚度一致,误差不超过±2mm,纵缝模板平缝的拉杆穿孔眼位应准确,企口缝则其企口舌部或凹槽的长度误差为钢模板±1mm,木模板±2mm。
2、安设传为杆
当侧模安装完毕后,即在需要安装传力杆位置上安装传为杆。
当混凝土板连续浇筑时,可采用钢筋支架法安设传力杆。
即在嵌缝板上预留园孔,以便传力杆穿过,嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条,按传力杆位置和间距,在接缝模板下部做成倒U形槽,使传力杆由此通过,传力杆的两端固定在支架上,支架脚插入基层内。
当混凝土板不连续浇筑时,可采用顶头木模固定法安设传为杆。
即在端模板外侧增加一块定位模板,板上按照传为杆的间距及杆径、钻孔眼,将传力杆穿过端模板孔眼,并直至外侧定位模板孔眼。
两模板之间可用传力杆一半长度的横木固定。
继续浇筑邻板混凝土时,拆除挡板、横木及定位模板,设置接缝板、木制压缝板条和传力杆套管。
3、摊铺和振捣
对于半干硬性现场拌制的混凝土一次摊铺容许达到的混凝土路面板最大板厚度为22~24cm;塑性的商品混凝土一次摊铺的最大厚度为26cm。
超过一次摊铺的最大厚度时,应分两次摊铺和振捣,两层铺筑的间隔时间不得超过3Omin,下层厚度约大于上层,且下层厚度为3/5。
每次混凝土的摊铺、振捣、整平、抹面应连续施工,如需中断,应设施工缝,其位置应在设计规定的接缝位置。
振捣时,可用平板式振捣器或插入式振捣器。
施工时,可采用真空吸水法施工。
其特点是混凝土拌合物的水灰比比常用的增大5%~10%,可易于摊铺、振捣,减轻劳动强度,加快施工进度,缩短混凝土抹面工序,改善混凝土的抗干缩性、抗渗性和抗冻性。
施工中应注意以下几点:
1)真空吸水深度不可超过30cm。
2)真空吸水时间宜为混凝土路面板厚度的1.5倍(吸水时间以min计,板厚以cm计)。
3)吸垫铺设,特别是周边应紧贴密致。
开泵吸水一般控制真空表lmin内逐步升高到400~500mmHg,最高值不宜大于650~700mgHg,计量出水量达到要求。
关泵时,亦逐渐减少真空度,并略提起吸垫四角,继续抽吸10~15s,以脱尽作业表面及管路中残余水。
4)真空吸水后,可用滚杠或振动梁以及抹石机进行复平,以保证表面平整和进一步增强板面强度的均匀性。
4、接缝施工
纵缝应根据设计文件的规定施工,一般纵缝为纵向施工缝。
拉杆在立模后浇筑混凝土之前安设,纵向施工缝的拉杆则穿过模板的拉杆孔安设,纵缝槽宜在混凝土硬化后用锯缝机锯切;也可以在浇筑过程中埋人接缝板,待混凝土初凝后拔出即形成缝槽。
锯缝时,混凝土应达到5~10Mpa强度后方可进行,也可由现场试锯确定。
横缩缝宜在混凝土硬结后锯成,在条件不具备的情况下,也可在新浇混凝土中压缝而成。
锯缝必须及时,在夏季施工时,宜每隔3~4块板先锯一条,然后补齐;也允许每隔3~4块板先压一条缩缝,以防止混凝土板未锯先裂。
横胀缝应与路中心线成90°,缝壁必须竖直,缝隙宽度一致,缝中不得连浆,缝隙下部设胀缝板,上部灌封缝料。
胀缝板应事先预制,常用的有油浸纤维板(或软木板)、海绵橡胶泡沫板等。
预制胀缝板嵌大前,应使缝壁洁净干燥,胀缝板与经壁紧密结合。
5、表面修整和防滑措施
水泥混凝土路面面层混凝土浇筑后,当混凝土终凝前必须用人工或机械将其表面抹平。
当采用人工抹光时,其劳动强度大,还会把水分、水泥和细砂带到混凝土表面,以致表面比下部混凝土或砂浆有较高的干缩性和较低的强度。
当采用机械抹光时,其机械上安装圆盘,即可进行粗光;安装细抹叶片,即可进行精光。
为了保证行车安全,混凝土表面应具有粗糙抗滑的表面。
而抗滑标准,据国际道路会议路面防滑委员会建议,新铺混凝土路面当车速为45km/h时,摩擦系数最低值为0.45;车速为50km/h时,摩擦系数最低值为0.40。
其施工时,可用棕刷顺横向在抹平后的表面轻轻刷
毛,也可用金属丝梳子梳成深1~2mm的横槽;目前,常用在已硬结的路面上,用锯槽机将路面锯成深5~6mm、宽2~3mm、间距2Omm的小横槽。
6、养护和填缝
混凝土板做面完毕应及时进行养护,使混凝土中拌合料有良好的水化、水解强度发育条件以及防止收缩裂缝的产生。
养护时间一般约为14~2ld。
混凝土宜达到设计要求,且在养护期间和封缝前,禁止车辆通行,在达到设计强度的40说后,方可允许行人通行。
其养护方法一般有两种方法:
湿治养生法,这是最为常用的一种养护方法。
即是在混凝土抹面2h后,表面有一定强度,用湿麻袋或草垫,或者20~3Omm厚的湿砂覆盖于混凝土表面以及混凝土板边侧。
覆盖物还兼有隔温作用,保证混凝土少受剧烈的天气变化影响。
在规定的养生期间,每天应均匀洒水数次,使其保持潮湿状态。
塑料薄膜养生法,即在混凝土板做面完毕后,均匀喷洒过氯乙烯等成胰液(由过氯乙烯树脂、溶剂油和苯二甲酸二丁脂,按10%、88%和3%的重量比配制而成),使形成不透气的薄膜保持膜内混凝土的水分,保湿养生。
但注意过氯乙烯树脂是有毒、易燃品,应妥善防护。
封(填)缝工作宜在混凝土初凝后进行,封缝时,应先清除干净缝隙内泥砂等杂物。
如封缝为胀缝时,应在缝壁内涂一薄层冷底子油,封填料要填充实,夏天应与混凝土板表面齐平,冬天宜稍低于板面。
常用的封缝料有两大类,即:
加热施工式封缝料常用的是沥青橡胶封缝料,也可采用聚氯乙烯胶泥和沥青玛蹄脂等。
常温施工式封缝料主要有聚氨脂封缝胶、聚硫脂封缝胶以及氯丁橡胶类、乳化沥青橡胶类等常温施工式封缝料。
目前已广泛使用滑动模板摊辅机建筑混凝土路面。
这种机械尾部两侧装有模板随机前
进,能兼做摊铺、振捣、压人杆件、切缝、整面和刻划防滑小槽等作业,可铺筑不同厚度和宽度的混凝土路面,对无筋或配筋的混凝土路面均可使用。
这种机械工序紧凑、施工质量高,行驶速度一般为1.2~3.0m/min,每天能铺筑1600m双车道路面。
混凝土板接缝有纵横两种,横缝有缩缝、胀缝;纵缝有缩缝和施工缝;(3)胀缝常采用平缝形式,平缝也叫真缝。
缝隙宽约20~25mm。
如施工时气温较高,或胀缝间距较短,应采用低限;反之用高限。
缝隙上部3~4cm深度内浇灌填缝料,下部则设置富有弹性的嵌缝板,它可由油浸或沥青浸制的软木板制成。
对于交通繁重的道路,为保证混凝土板之间能有效地传递荷载,防止形成错台,应在胀缝处板厚中央设置滑动传力杆,并设置支架或其它方法予以固定。
传力杆采用光面圆钢筋。
其长度的一半再加5cm,应涂以沥青或加塑料套,涂沥青端套上长约8~10cm的铁皮或塑料套筒,筒底与杆端之间留出宽约3~4cm的空隙,并用木屑与弹性材料填充,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。
与构筑物或其它公路交叉的胀缝无法设传力杆时,可采用边缘钢筋型或厚边型。
(4)缩缝一般采用假缝形式,即只在板的上部设缝隙,当板收缩时将沿此最薄弱断面有规则的自行断裂。
缩缝缝隙宽3~8mm,深度约为板厚的1/5~1/4,一般为5~6 cm ,近年来国外有减小假缝宽度与浓度的趋势。
假缝缝隙内亦需浇灌填缝料,以防地面水下渗及砂石进入缝内。
由于缩缝缝隙下面的板裂面凹凸不平,能起一定的传荷作用,一般不必设置传力杆,但在特重交通的道路上,横向缩缝应加传力杆,其它各级交通的公路上,在邻近胀缝或路面自由端部的3条缩缝内,均宜加设传力杆。
(5)纵缝的构造与布置:
纵缝是指与行车方向平行的接缝。
纵缝一般分假缝和施工缝。
纵缝间距一般按3~4.5m设置,这对施工和行车都方便。
当一次铺筑宽度大于4.5m时,应增设纵向缩缝,纵向缩缝采用假缝形式,为了防止接缝两侧混凝土板被拉开而丧失缝下部的嵌琐作用,应设置拉杆。
拉杆采用螺纹钢筋,设在板厚中央,并应对拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。
其最外边的拉杆距接缝或自由边的距离一般为25~35cm。
一次铺筑宽度小于路面宽度时,应设置纵向施工缝,施工缝采用平缝形式,并应设置拉杆。
1各类型接缝构造设计
水泥混凝土路面结构设计和板体应力计算,
依据‘水泥混凝土路面设计规范))(JTJ012-94)
的有关规定,在保证混凝土质量的前提下,通常在
混凝土土体中加设不同构造的连接接缝,通过它
传递应力荷载。
按照接缝的功能和作用,一般可分
为缩缝和胀缝两种类型。
接缝设计重点考虑缝位、
构造形式以及接缝间隙填封等内容
收稿日期2002-12-17
1.1横向缩缝构造
横向缩缝应全路幅横向直线设置,设置间距
一般为4-6m,气温变化幅度较大的地区或不良
地质路段,则其间距可适当减少,但必须满足相邻
板缝之间的伸缩量要求。
缩缝横向设置时,通常为
假缝型,即在路面板的上部设缝,而不贯穿路面板
的全厚,当温度降低时,沿该断面的薄弱部位缩
裂,从而产生较规则的裂缝。
对于特重交通的混凝
土路面假缝应设置传力杆,来保证重载下的传荷
能力;其他等级的混凝土路面,在邻近端或路面自
由端3条缩缝加设传力杆,见图1所示
续里程且分为3段,每段相距20km,进行大型滑
模施工,将造成工程成本及费用增加,故采用小型
机具硷施工,施工过程中振捣尤其关键。
(1)硅铺筑到厚度一半后,先采用3.okW
的平板振动器振捣一遍,然后再加高铺筑硷到顶,
等初步整平后换用1.5kW的平板再振捣一遍。
不得漏振,振动器在每一位置的振动时间一般为
15-20s,不得过久,应以振至混合料泛浆,且不
明显下降,不冒气泡,表面均匀为止。
(2)对模板边缘、传力杆、合口处、窖井及进
水口附近改用高频率插人式振动器振捣。
振捣密
实后,采用三轴整平仪平整,多余的硷应刮走,低
凹不足处应添料补足。
使硷表面平整,不露石子,
有一层滋润的薄砂浆,并满足路拱的要求。
4.2收水抹面
收水抹面的目的是使表面磨耗层((2^-4mm)
的砂浆层密实、平整,即在路面硅浇筑成型并经整
平后的一道表面处理工艺。
由于机制砂普遍属于
粗砂,故表面层有气泡多、不密实等现象,需要采
用收水抹面来解决密实问题。
根据现场实际情况,
一般收水抹面3遍:
第1遍在硅平整后15min(根
据气候掌握)进行,其目的主要为驱除沁水和压下
石子,并确保路面横坡度;再用三轴整平仪振捣1
遍,直至表面泛浆平整密实为准,待水分蒸发后,
第2次抹面采用泥工粉墙的泥板反复左右来回并
向下压抹,使硷中部分空气随之排出;当硅表面处
于初凝状态,表面尚湿润时,用塑料薄膜进行第3
次抹面,使表面砂浆进一步平整。
采取以上方式施工监控后,本路段表面平整、
洁净、色泽均匀,无蜂窝麻面,且密度较好
a)假级型b)假缝加传力杆型
图1横向缩缝的构造
l.2胀缝构造性路面相接处、隧道口、半径平曲线和凹形竖曲线
胀缝防IF温度升高时混凝土伸张,避免拱板和纵坡变化处。
其他部位尽量不设或少设。
胀缝应设
折断,温度降低时起到缩缝的作用。
胀缝通常设置滑动型传力杆,其构造如图2a)所示。
当与建筑物
在如下部位:
邻近桥梁或其他固定构筑物处、与柔相接无法加设传力杆时,
a)传力杆(滑动)型
图2
胀缝的问距可根据施工温度、混凝土集料的
膨胀性并结合当地经验确定。
有关经验和资料说
明,一般夏季施工可设胀缝,其他季节可间隔
IN--200m设置一道胀缝。
1.3施工缝构造
施工缝是每天施工工序的暂时终结,是不可避
免的。
在施工结束或混凝土浇注中断时,必须设置
横向施1几缝。
其位置尽量设在胀缝或缩缝处设在
胀缝处的施工缝其构造与胀缝相同。
设在缩缝处的
施_「缝采用平缝加传力杆型,如图3所示。
b)边缘钢筋型
胀缝的构造
坟雌林5,10-
图4纵缝的构造
坡缝料5-10-
图3横向施工缝的构造
1.4纵缝构造
纵缝指平行于行车方向的接缝。
分为纵向施
工缝和纵向缩缝两种。
一次铺筑宽度大于4.5m
时应增设纵向缩缝,纵向缩缝采用假缝并设拉杆,
一次铺筑宽度小于路面宽度时应设纵向施工缝,
纵向施工缝采用平缝,并设置拉杆。
纵向缩缝和施
工缝构造如图4
2常用接缝材料技术要求
2.1传力杆
传力杆主要用于横向接缝,根据接缝的类JW
和作用而有所不同。
胀缝要比缩缝所用尺寸略大。
传力杆采用光圆钢筋,其长度的一半再加5cm的
长度内应涂抹沥青或加塑套。
胀缝的传力杆,在涂
沥青一端应加套子,端部留3cm的孔隙填以纱布
或泡沫塑料。
套子在该缝两侧的板中交错布置传
力杆的间距和尺寸见表1,
表1传力杆尺寸及间距技术要求。
m
板厚h
20
21-25
26-30
直径d.最小长度L最小半径r
2.2拉杆
拉杆应采用螺纹钢筋,设在板厚中央,并应对
拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。
拉杆尺寸
60姜永昌等:
水泥混凝上路面接缝构造设计探讨2003年第3期
及间距按表2选用,最外边的拉杆距接缝或自由
边的距离为25^-35cm,
表2
胳tkw/cm
拉杆尺寸及间距技术要求
直径最小长度
/cm/cm
最大间距
/cm
缝料按施工温度可分为常温式和加热式两种。
对
于不同等级的高等级公路有不同的质量要求具
体的技术要求见表4、表5。
裹4加热式坟缝料的技术要求
动刚粼比
〕00
3.50
4.50
《20
21-25
26-30
簇20
21--25
26-30
《20
21--25
26^30
<20
21-75
26-30
12141612
14161214
16121416
试验项目低弹性型高弹性型
针入度/mm
弹性2复原率/0/a
流动度/mm
伸长11/-
<5
>30
<5
>5
注:
低弹性填簇料适用公路等级较低的混凝土路面的
接缝和公路等级较高的混凝土的缩缝;高弹性填缝
料适用公路等级较高的混凝土路面的胀缝和高速
公路很凝土的接缝
表5常沮式坟缝料的技术要求
90一808080
80-6070即
试验项目技术耍求
2.3填缝料和接缝板
填缝料和接缝板的作用是嵌人接缝,从而防
止地面水通过接缝侵人基层和土基。
接缝板的要
求是能适应混凝土板的膨胀和收缩。
施工时不变
形,有良好的耐久性。
可选用山木板、纤维板、泡沫
塑料板、泡沫树脂板等。
其技术要求见表3,
表3接缝板的技术要求
滋入稠度/h
失粘时间/s
弹性/复原率/%
流动度/mm
伸长1k/mm
<20
6-24
>750>15
3结语
试验项目
木材类
接缝板种类
泡沫塑料类纤维类
各汁
压缩应力
"MN
弹性
广复原率2Y
挤出t
/mm
夸曲荷载
/N
5.0--20.00.2^-0.61..0-10.0
>55>90>65
<5.5<5.0<4.0
100--4000-505--40
填缝料的要求是与混凝土板缝壁粘结力强、
回弹性好,能适应混凝土面板收缩,不溶水,不渗
水,高温时不溢出,低温时不脆裂和耐久性好。
填
对水泥路面接缝构造的设计.应根据实际条
件,因地制宜,科学反映接缝构造体系的相互影响
和作用,确保路面接缝构造的设计质量。
同时,也
应做到设计与施工相结合,做到可操作性强,便于
快速简捷施工。
水泥混凝土路面有横缝和纵缝之分。
横缝有伸缝和缩缝两种。
路面每隔6~8m设置的一条横缝叫缩缝,一般做成假缝形式,缝宽约1cm,缝内填塞沥青类材料,以防渗水。
路面每隔30~40m设至一条横缝叫做伸缝,必须做成透底缝形式,缝宽1~2m,缝的下部填以软木或甘蔗板,上部用沥青填料封口。
根据实践经验,有些地区认为伸缝的距离可以增长,甚至可以取消。
通常在7m宽的路面中间设置一条纵缝。
路面宽度超过双车道时,纵缝的距离按一条车道的宽度确定。
纵缝可按缩缝形式做成假缝。
切缝机就是专门对水泥混凝土等进行高效率切割的设备。
主要用于公路路面、机场道路和广场等可以连续大面积摊铺的施工,然后再用切缝机作伸缩式切割,使得伸缩缝笔直、光滑、美观,并可以提高工作效率,另外,切缝机还可以用于沥青混凝土、石料、陶瓷制品及路面修补作业的坑槽等方面的切割。
切缝机按其工作原理的不同可分为手持式切缝机和盘式切缝机两种。
手持式切缝机是把一种电动或气动的偏心式振动器安装在一块长板条上而成。
该切缝机利用偏心电动机旋转时产生的振动,把振动沉板压入未凝固的混凝土内并停留4~7min后拔出,这样划出的切缝较为清晰,并能增加混凝土边缘强度和切缝处的外观,提高混凝土铺砌层的质量。
盘式切缝机,如图。
由切割、进刀、行走、定为导向和冷却等五部分组成。
工作时电动机通过皮带轮带动盘式圆钢轮或圆砂轮旋转进行切割工作。
用圆钢轮切缝时,由于水泥混凝土用摊铺机上捣实机械配合而具有坚固而整齐的边缘
荷载和材料强度的标准值是通过试验取得统计数据后,根据其概率分布,并结合工程经验,取其中的某一分位值(不一定是最大值)确定的。
设计值是在标准值的基础上乘以一个分项系数确定的(在国标《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001中有说明)。
如荷载的设计值等于荷载的标准值乘荷载分项系数。
这在荷载规范中已有明确规定,永久荷载的分项系数为1.2或1.35;可变荷载为1.4或1.3;
材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘材料强度的分项系数。
在现行各结构设计规范中虽没有给出材料强度的分项系数,而是直接给出了材料强度的设计值,但你如果仔细研究是不难发现标准值和设计值之间的系数关系的。
材料强度的分项系数一般都小于1。
各种分项系数在某种意义上可以理解为是一种安全系数。
“为什么在承载能力极限状态设计时材料强度与荷载要取用设计值?
而在进行正常使用极限状态计算时材料强度与荷载要取用标准值?
”这个问题可以这样简单地理解:
现行建筑结构设计规范编制所遵循遵的原则是:
“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”。
在承载能力极限状态设计时材料强度与荷载要取用设计值,其安全系数大些,确保了安全;而在进行正常使用极限状态计算时材料强度与荷载要取用标准值,其安全系数虽然小些,但对使用要求也是能够满足的,它更可以体现经济合理。
先张法与后张法的一个重要区别在于钢筋是否放张
(1)先张法
即先张拉钢筋后浇注混凝土.其主要张拉程序为:
在台座上按设计要求将钢筋张拉到控制应力→用锚具临时固定→浇注混凝土→待混凝土达到设计强度75%以上切断放松钢筋.其传力途径是依靠钢筋与混凝土的粘结力阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力
6.1.2预加应力的方法
先张法施工简单,靠粘结力自锚,不必耗费特制锚具,临时锚具可以重复使用(一般称工具式锚具或夹具),大批量生产时经济,质量稳定.适用于中小型构件工厂化生产.
(2)后张法
①有粘结预应力混凝土
先浇混凝土,待混凝土达到设计强度75%以上,再张拉钢筋(钢筋束).其主要张拉程序为:
埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆(防止钢筋生锈).其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力,如图6.2所示.这种做法使钢筋与混凝土结为整体,称为有粘结预应力混凝土.
有粘结预应力混凝土由于粘结力(阻力)的作用使得预应力钢筋拉应力降低,导致混凝土压应力降低,所以应设法减少这种粘结.这种方法设备简单,不需要张拉台座,生产灵活,适用于大型构件的现场施工.
②无粘结预应力混凝土
其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料→包上塑料纸或套管(预应力钢筋与混凝土不建立粘结力)→浇混凝土养护→张拉钢筋→锚固.
施工时跟普通混凝土一样,将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土,不必预留孔洞,穿筋,灌浆,简化施工程序,由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大,降低造价,适用于跨度大的曲线配筋的梁体.
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