水泥砼路面纵横缩缝胀缝纵横施工缝的定义.docx
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水泥砼路面纵横缩缝胀缝纵横施工缝的定义
一、接缝设置的原因
混凝上面层是由一定厚度的混凝土面板组成的,具有热胀冷缩的性质。
由于一
年四季气
温的变化,混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩。
而在一昼夜户,白天气温
升高,混凝土板顶面温度较底面为高,这种湿度坡差会造成面板的中部突起。
夜间
气温降低,混凝土板顶面温度较底面为低,会使板的周围和角隅翘起;(如图 2-8-6a)。
这些变形会受到面板与基础之间的摩阻力和粘结力,以及板自重和车轮荷载等的约
束。
致使板内产生过大的应力,造成板的断裂(图 2-8-6b)或拱胀破坏(图 2-8-6c)。
由
图 2-8-6 可见,由于翘曲而引起的裂缝,则在在裂缝发生后被分割的两块板体尚不
致完全分离,还具有传递荷载的能力,倘若板体温度均匀下降引起收缩,则将使两
块板拉开(图 2-8-6c),从而失去传递荷载的能力。
为了避免这些缺陷,水泥混凝土路面不得不在纵横两个方向设置许多接缝.把
整个路面
分割成为许多板块。
水泥混凝土路面的接缝可分为纵缝和横缝两大类。
与路线
中线平行的接
缝称为纵缝,与路线垂直的接缝称为横缝。
接缝设计应能:
①控制收缩应力和
翘曲应力所引起的裂缝出现的位置;②通过接缝提供足够的荷载传递;③防止坚硬
的杂物落入接缝缝隙内。
二、纵缝及其构造
1.纵向缩缝
当一次铺筑的宽度大于 4.5m 时,应增设纵向缩缝。
纵向缩缝可采用假缝加拉
杆型,其构造如图 2-8-7 所示。
设置拉杆,可以防止板块横向位移使缝隙扩大,拉杆
应设置在板厚的 1/2 处;在缩缝上部设置的槽口,一般应在混凝土浇筑后,并达到
一定的抗压强度(碎石混凝土为 6.0~12.0MPa.砾石混凝土为 9.0~12.0MPa)时,用切
缝机进行切割,或在混凝土浇筑时振人木条。
槽门深度要适中,过浅,则混凝土截面
的强度削弱得不够,从而不能保证以后的开裂发生在接缝位置上;过深,则不规则
断裂面面积过少,接缝传荷能力降低。
根据经验,槽深—般为板厚的 1/4—1/5,槽
口宽度根据施工条件,宜尽可能窄些,通常为 3~8mm。
2.纵向施工缝
由于施工条件等原因,当—次铺筑宽度小于路面宽度需分两次以上浇筑时,则
应设置纵向施工缝。
纵向施工缝按其构造的不同,可分为平缝和企口缝两种形式:
一般采用平缝,并应在板厚中央设置拉杆,以防止接缝张开和板的上下错动。
其构
造如图 2-8-8 所示。
根据国内外的实践经验,企口缝易产生破坏,其原因有:
①榫舌
尺寸过大,降低了接缝处的强度,并可能导致榫舌破坏;②大而深的企口,在浇筑
混凝土时出现漏浆,榫舌和棱角变形,拆模困难、振动大,常给企口造成早期损伤,
有时甚至振坏企口,需重新修补。
这些损伤以细微纹潜于阴企口,在重复荷载作用
下.局部应力集中,导致裂缝发展直至破坏。
此外,施工比较麻烦。
三、横缝及其构造
横缝一般分为横向缩缝、胀缝和横向施工缝。
1.胀缝
在胀缝处混凝土面板完全断开,因而也称之为真缝。
胀缝的设置目的是为混凝
土板的膨胀提供伸长的余地,从而避免产生过大的热压应力。
胀缝的构造如图 2-8-
9 所示。
胀缝必须贯穿到底,缝壁垂直:
缝宽为 2.0~2.5cm,在板厚的中央设置传力
杆。
传力杆的一半以上应涂沥青或加塑料套,并加长 10cm 的小套子,套底和传力
杆头之间留 3cm 的空隙(用纱头填)。
其下部设接缝板(木板涂以沥青),上部 3~4m
范围内灌填缝料进行封层。
同结构物相接处或与其他公路交叉处的胀缝,无法设置
传力杆时,可采用边缘钢筋型或厚边型:
其构造如图 2-8-9a)、b)所示。
设置胀缝,给施工带来不便。
同时,由于施工时传力杆设置不当(未能正确定位)
或封缝不好等原因.使胀缝处的混凝土板常出现碎裂等病害。
使用经验和观测资料
表明,胀缝间距较短的路段(100m 以下),在使用过程中往往会出现胀缝缝隙增大,
使依靠集料嵌锁作用的接缝传荷能力大大降低;且因填缝料难于保持其效能,砂石
等杂物便易于落入缝内,造成接缝区的混凝土在膨胀受阻时产生碎裂破坏,或者拱
起。
少设(加大胀缝间距)或不设(仅在同结构物交接处设)胀缝,一方面便利了施工,
另一方面约束了板的位移.减少了接缝缝隙,使传荷能力增加,错台、碎裂和拱起等
病害减少。
因此,胀缝只设置在以下场合:
邻近桥梁或其他固定构筑物处;与柔性路
面相接处;板厚改变处;隧道口;小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。
在邻近构
造物处的胀缝,应根据施工温度至少设置两条。
除上述位置以外的胀缝宜尽量不设
或少设,其间距可根据施工温度、混凝土集料的膨胀性并结合当地经验具体确定。
2.
1.拉杆
拉杆是为了防止板块横向位移而设置在纵缝上的异形钢筋。
拉杆应采用螺纹钢,
设在板厚中央,并应对拉杆中部 10cm 范围内进行防锈处理。
拉杆的尺寸和间距可
按表 2-8-12 选用。
其最外边的拉杆距接缝或自由边的距离一般为 25~35cm。
值得注意的是:
表 2-8-12 中的数据系按钢筋的屈服强度取 286MPa,钢筋同混
凝土的容许粘结力取 1.8MPa 计算的,当实际中采用的数值与上述数值不同时,拉
杆的长度和面积可根据下式计算:
式中:
Aa——每延米纵缝长所需拉杆的截面积,cm2;
B——设拉杆纵缝到相邻纵缝或自由边之间的距离,m;
h——混凝土板厚,cm;
fsy——钢筋的屈服强度;MPa;
L0 一—拉杆长度,cm;
d——拉杆直径,cm;
Za——钢筋同混凝土的容许粘结应力,Mpa。
2.传力秆
传力杆的设置目的是为了保证接缝的传荷能力和路面的平整度,防止错台等病
害的产生。
传力杆主要用于横向的接缝,采用光圆钢筋。
由于其在胀缝和缩缝所起的作用
不同,尺寸上应有所不同,前者要大些。
对设在缩缝处的传力扦,其长度的一半再
加 5cm,应涂以沥青或加塑料套,涂沥青端宜在相邻板中交错布置;对设在胀缝处
的传力杆,尚应在涂沥青一端加一套子,内留 3cm 的空隙,填以纱头或泡沫塑料。
套子端宜在相邻板中交错布量。
传力杆尺寸及间距可按表 2-8-13 选用。
其最外边的
传力杆距接缝或自由边的距离一般为 15~25cm。
五、水泥混凝土路面与构筑物的衔接
与混凝土路面连接部位有沥青路面、桥梁、涵洞和通道等,相接部位与—般路
段有所不同。
这些部位的混凝土路面往往会发生跳车现象,严重影响行车速度和舒
适性以及路面的使用寿命。
其原因是多方面的,主要则是由于这些部位的差异沉降
所致。
防治的原则,一是减少这些部位的基础竣工后的沉降量;二是加强和提高路
面整体的耐久性。
1.混凝土路面与沥青路而相接
在混凝土路面和沥青路面相接处,由于沥青路面难以顶住混凝土面板末端的水
平推力,因而首先在沥青路面的一端,然后在混凝土路面的一端发生损坏。
此外,出
于沥青路面与混凝土路面之间的沉降不同,使得接头处变得不平整,引起跳车。
因
此,对高速公路和一级公路,混凝土路面与沥青路面相接时,应在沥青路面面层下
埋设长度为 3m 的混凝土板,此板在混凝土路面相接的一端的厚度与混凝土面板相
同,另一端不小于 15cm,如图 2-8-12 所示。
埋设在混凝土板与混凝土路面相接处的
拉杆,应采用螺纹钢,直径一般为 25cm,长 70cm,间距 40cm。
对于其他各等级公
路.由于汽车行驶速度较低,交通量不大,水泥混凝土路面与沥青路面相接,可采用
混凝土预制块过渡或径相连接。
2.混凝土路面与桥梁相接
混凝土路面与桥梁相接,可根据公路等级,使用要求和当地经验选用以下或其
他适当的措施。
在各等级的公路上,特别是在高等级的公路上,应设置桥头搭板。
搭板与混凝
上路面之间采用钢筋混凝土面板过渡,其长度不小于 5m。
搭板与钢筋混凝土面板
之间的接缝应设置传力杆。
钢筋混凝土面板与混凝土面板之间应设置胀缝,如图 2-
8-13 所示。
当与桥梁为斜交时,钢筋混凝土面板的锐角部分应采用钢筋网补强,如
图 2-8-16 所示。
钢筋混凝土面板按钢筋混凝土路面的有关规定执行。
搭板与钢筋混
凝土面板相接处设拉杆,其尺寸、间距和混凝土路面与沥青路面相交时设置的拉杆
相同。
对于等级较低的公路,或作为高等级公路的过渡措施,桥头可铺筑一段混凝
土预制块或沥青路面,待沉降稳定后,再铺筑混凝土路面。
当桥头设有搭板时,其长
度不小于 5m;当桥头末设搭板时,其长度不小于 8m。
3.构造物横穿公路
为了防止过路构造物如涵洞等上方的路面出现横向裂缝、错台和跳车等现象,
应将构造物顶部及两侧适当范围内的混凝土面板采用钢筋网补强,或采用钢筋混凝
土面板。
对于箱状构造物,当项面至板底的距离 d 小于 80cm 时,其顶面及两侧各 6m
范围内的混凝土板采用钢筋网补强。
当 d 小于 30cm 或嵌入基层时,应采用双层钢
筋网补强。
钢筋网分别布设在距板底和板顶 1/3~1/4 板厚处。
钢筋采用直径为
10~12mm 的光面钢筋,纵筋间距
10cm,横筋间距 20~30cm。
如构造物顶面上的基层厚度小于 10cm,基层改为
混凝土找平;当 J
当 d 为 30~80cm 时,可采用单层钢筋网补强,钢筋网布设在距板顶 1/3~1/4 板
厚处、钢筋采用直径为 8~10mm 的光圆钢筋,纵筋间距 10~15cm,横筋间距
20~30cm。
板厚处,钢筋采用直径为 10~20mm 的光面圆钢筋,纵筋间距 10cm,横筋间距
20~30cm。
4.补强钢筋
混凝土面板纵横自由边边缘下的基础,当有可能产生较大的变形时,宜在板边
缘加设补强钢筋,角隅加设发针形钢筋或钢筋网。
(1)板边补强
混凝土面板边缘部分的补强,一般选用 2 根 12~16mm 的螺纹钢筋,布置在板
的下部,距板底为板厚的 1/4,并不应小于 5cm,间距一般为 10cm,钢筋两端应向
上弯起,如图 2-8-15 所示。
钢筋保护层的最小厚度不应小于 5cm。
r
(2)角隅补强
角隅补强部分的补强,可选用 2 根直径为 12~16mm 的螺纹钢,布置在板的上
部,距板顶不应小于 5cm,距板边为 10cm,如图 2-8-16 所示。
板角小于 90°时,亦可
采用双层补强钢筋网补强,钢筋可选用直径 6mm,布置在板的上下部,距板顶和板
底以 5~10c 为宜,如图 2-8-17 所示。
钢筋保护层的最小厚度不应小于 5cm。
横向缩缝
横向缩缝是为减少混凝土的收缩应力和温度翘曲应力而设冒的。
一般采用
假缝形式,不
设传力杆。
但在特重交通的公路上,由于荷载的重复作用次数多和轴载大,
使接缝的传荷能力迅速降低,出现错台现象,故宜加传力杆:
在其他各级交通的
公路上,邻近胀缝或自由端的缩缝,其缝隙会随着相邻胀缝或路面自由凝土面板
的反复伸缩而逐渐张开,为保证这些接缝的传荷能力,在邻近胀缝或路面自由端
的三条缩缝内,均宜加设传力杆。
横向缩缝的构造如图 2-8-10 所示。
缩缝上部设置的槽口,在浇筑混凝土后.用切缝机进行切割,其宽度为 3~8mm,
深度为板厚的 1/4~1/5,槽口内填填缝料,其目的是为了防止水分的渗入和杂
质的嵌入。
当设置传力杆时,传力杆长度的 1/2 以上要涂以沥青,以便接缝两侧
的混凝土面板能自由收缩。
路面伸缝是施工时予留的空间缝隙,当混凝土受热膨胀时占领空余位置而不在
内部产生压应力。
施工时在伸缝位置混凝土板顶部放置压缝板条。
混凝土凝固后,
伸缝的压缝板及时拔出,然后灌入填缝料。
路面缩缝是在整体路面切割一条缝,当混