干货：水泥混凝土路面面层施工技术

一、水泥混凝土路面的类型和特点

1、定义

采用水泥混凝土作为面层材料的一种路面。水泥混凝土路面具有承载能力大、稳定性好、使用寿命长、日常养护费用少等优点，是高等级、重交通公路路面的主要类型之一。

2.、类型

（1）素混凝土

（2）钢筋混凝土

（3）连续配筋混凝土

（4）预应力混凝土

（5）装配式混凝土

（6）钢纤维混凝土

目前采用最广泛的是就地浇筑的素混凝土路面，即除接缝区和局部范围（边缘及角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。与其他类型路面相比，水泥混凝土路面具有以下优点：

（1）刚度大、强度高、板体性好。

因而具有较高的承载能力和扩散荷载的能力。

（2）稳定性好

水泥混凝土的水稳定性和温度稳定性均优于沥青混凝土，而且其强度能随时间而增长，不存在沥青路面的“老化”现象。

（3）耐久性好

由于水泥混凝土路面强度和稳定性好，抗磨耗能力强，所以耐疲劳特性好。在保证设计和施工质量的情况下，可使用20~40年以上，而且它能通行包括履带式车辆在内的各种运输工具。

（4）抗侵蚀能力强

水泥混凝土对多数化学物质不敏感，有较强的抗侵蚀能力。

（5）养护费用少

在正常没计、施工和养护条件下，水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用约为沥青混凝土的1/3～1/4。

（6）抗滑性能好

水泥混凝土路面表面粗糙度好，能保持车辆有较高的安全行驶速度，特别在下雨时虽然路面潮湿，仍能保持较高的粗糙度而使车辆不滑行，从而提高车辆行驶的稳定性。

（7）有利于夜间行车

水泥混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利。

同样，水泥混凝土里面也有很多缺点：

（1）接缝多

接缝是水泥混凝土路面的薄弱处，一方面增加了施工和养护的复杂性，另一方面在施工和养护不当时易导致唧泥、错台和断裂等现象。

（2）对超载敏感

水泥混凝土是脆性材料，一旦作用荷载超出了混凝土的极限强度，混凝土板便会出现断裂。

（3）不能立即开放交通

除碾压混凝土外，其它水泥混凝土路面需要一定的养生期，以获得足够的强度增长。

（4）修复困难

水泥混凝土路面出现损坏后，修补工作较沥青混凝土路面困难，且影响交通，修补后路面质量不如原来的整体强度高。

（5）噪声大

混凝土路面使用的中后期，由于接缝变形(缝隙增大、错台等)而使平整度降低，车辆行驶时的噪声较大。

（6）对水泥和水需求量大，总体污染较大（水泥生产过程）。

A、普通混凝土路面——除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。

优点：

1) 强度；

2) 稳定性好；

3) 耐久性好；

4) 有利于夜间行车。

缺点：

1) 水泥和水的用量大；

2) 有接缝；

• 增加施工和养护的复杂性；
• 容易引起行车跳动，影响行车的舒适性；
• 是路面的薄弱点，容易引起路面板边和板角处破坏；

3）开放交通较迟；

4) 修复困难。

B、钢筋混凝土路面

为防止可能产生的裂缝缝隙张开，板内配置有纵、横向钢筋（或钢丝）网的混凝土路面

适用于：

1) 混凝土平面尺寸较大

2) 路基或基层有可能产生不均匀沉陷

3) 板下埋有地下设施（涵洞等）

C、连续配筋混凝土路面

除在邻近构造物处或与其它路面交接处设置胀缝，以及视施工需要设置施工缝外，在路段长度范围内不设横缝，而配置纵向连续钢筋和横向钢筋的混凝土面层。

适用于：高速公路、一级公路和机场混凝土路面。

D、装配式混凝土路面

在工厂中把混凝土预制成板块，然后运至工地现场装配而成的混凝土路面。

适用于：城市道路、厂矿道路、大型基建场地、停车站场和软弱土基上。

E、组合式（双层式）混凝土路面

铺筑两层混凝土板的路面结构

适用于：在缺乏品质良好的材料时，下层用当地品质较差的材料修筑板，上层用好的材料铺筑板，以降低造价。

在改建旧混凝土路面时，根据板之间的结合程度分类：

结合式：上下混凝土板牢固结合，成为整体

分离式：上下混凝土板之间铺以厚1~2cm的隔离层

部分结合式：在旧混凝土面层（清理）上直接铺筑的水泥混凝土板，接缝应对齐但形式可以不同

F、纤维混凝土路面

在混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢纤维或其它纤维（如塑料纤维、纤维网等），即成为一种均匀而多向配筋的混凝土路面

G、碾压混凝土路面

一种含水率低，通过碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土路面

二、混凝土路面对路基和基层的要求

1、路基

通过刚性面层和基层传到土基的压力很小，一般不超过0.05MPa。

（1）土基坚实、稳定、其压实度、平整度和路基断面几何尺寸。路基一般要求，干燥或中湿。

（2）良好的排水性能，对于湿软地基，需要采用加固措施。

（3）加设垫层，以缓和可能产生的不均匀变形对面层的不利影响。

2、基层

（1）防唧泥、冰冻。

（2）减小路基顶面的压应力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响。

（3）防水

（4）为面层施工提供方便（立侧模，运送混凝土混合料）。

（5）提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。

要求：

（1）足够的强度和稳定性，以及整体性好，透水性小；

（2）基层断面正确和表面平整；

常采用石灰粉煤灰稳定碎石、级配碎石、工业废渣类和水泥稳定砂砾等半刚性基层。

3、垫层

常用砂砾或炉渣等材料，垫层施工前，应处理好路基病害。

三、对水泥混凝土的基本要求

1、工作性（施工和易性）

2、强度和变形

3、耐久性

四、混凝土面板

水泥混凝土面层直接承受行车荷载的作用和环境因素的影响，应具有较高的抗弯拉强度和耐久性以及良好的表面特性（耐磨、抗滑、平整、低噪音等）

混凝土面板的断面形式：

1) 厚边中薄式

符合受力特性（从理论计算，轮载作用在板中部时产生的最大应力约为轮载作用于板边部时的2/3）；但不方便施工，而且厚度变化转折处易引起板的断裂（应力集中）。

2) 等边厚式

板的厚度采用板边的计算厚度，混凝土用量大。

3) 等中厚式

板的厚度采用板中的计算厚度。板边的强度不足，应在最外两侧板边部配置钢筋予以加固

五、排水要求

边缘排水系统

1) 定义：由沿路面边缘设置的透水性填料集水沟，纵向排水沟，横向出水管和过滤织物组成的排水系统。

2) 构造：纵向集水沟、横向出水管、过滤织物

排水基层的排水系统

1) 定义：直接在面层下设置透水性排水基层，在边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管所组成的排水系统

2) 适用条件:新建路面中采用

3) 尺寸:管的直径一般为7-15cm，按水力计算确定

六、水泥混凝土路面破坏形式

• 水泥混凝土路面日常养护应做好预防性、经常性养护。
• 水泥混凝土路面保持路容整洁。
• 水泥混凝土路面保养的重点在接缝。

1）接缝破坏

• 挤碎：横向接缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内，板的伸长受阻，板发生剪切挤碎。
• 拱起：混凝土面板在受膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板向上拱起，表现为纵向压曲失稳。
• 错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。
• 唧泥：汽车行经接缝时，缝内喷溅出泥浆的现象。

2）面板破坏（断裂）

表现为面板的断裂和裂缝，主要是由于面板所受内应力超过了混凝土的强度而出现的横向、纵向或板角的断裂和裂缝。

断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。

3）表面损坏

包括起皮、磨损、露骨、磨光等。

七、路段交通事故分析

对于常见的路段交通事故，我们应从哪些方面进行分析？

1、道路线形（曲线半径、纵坡、缓和曲线）

2、道路结构（结构形式、路面类型、抗滑能力）

3、气候条件（雾、雨、雪、结冰）

4、路面破坏（沉陷、泛油等）

5、人为因素（醉酒、生病、驾驶水平低等）

6、交通管制

7、其他因素

第一节 水泥混凝土路面施工机械简介

一、施工准备工作

1、选择拌和场地和运输工具

拌和场地首先考虑使混合料的运送距离最短，同时还应接近水源和电源，还要有足够的面积。

2、进行材料实验和混凝土配合比设计（以弯拉强度为指标）。

3、基层是检查与修整，基层的宽度、路拱与标高、表面平整度和压实度，均应检查是否符合要求。

混凝土摊铺前，基层表面应洒水湿润，以免产生细裂缝。

二、施工机械

常用的有：滑模摊铺机、轨道摊铺机、碾压摊铺机、三辊轴摊铺机、小型（手工）摊铺机

1、安装模板

摊铺混凝土前，先安装两侧模板。机械摊铺混凝土时，轨道和模板的安装精度直接影响轨道式摊铺机的施工质量和施工进度，安装前应对轨道和模板的有关质量指标进行检查和校正，要用挂线法将铺筑线型和高程固定下来。

施工时必须经常校验模板的平面位置和高程，模板内侧应涂刷肥皂液、废机油或其它润滑剂，以利于拆模。

2、设置传力杆

两侧模板安装好后，就在需要设置传力杆的胀缝或缩缝位置设置传力杆。

连续浇筑时，一般在嵌缝板上预留圆孔以便传力杆穿过，嵌缝板上设木制或铁制压缝板条，其旁再放一块胀缝模板，按传力杆位置和间距，在胀缝模板下部挖成倒U形槽，使传力杆由此通过。传力杆两端固定在钢筋支架上，支架脚插入基层内。

对于不连续浇筑的混凝土板在施工结束时设置的胀缝，宜在端模板外侧增设定位模板，板上同样按传力杆间距及杆径钻成孔眼，将传力杆穿过端模板孔眼并直至外侧定位模板孔眼。

两模板间可按传力杆一半长度的横木固定。

第二节 水泥混凝土路面面层铺筑

一、水泥混凝土生产工艺

水泥混凝土是用水泥、水、砂子和石子四种材料按照适当的比例配合，并将其搅拌均匀，然后浇到模型内加以捣固密实，经过一段养护时间后，并凝固硬化为混凝土的结构物。新搅拌的、尚未凝固的混凝土称为混凝土拌和料或混凝土熟料。

用于生产搅拌混凝土拌和料（混凝土熟料）的机械称为水泥混凝土搅拌机械。

按工艺布置形式分为一阶式和二阶式。一阶式搅拌楼的砂、石、水泥等材料可以一次就提升到搅拌楼的最高层，然后按工艺流程进行，主要适用于大型永久性搅拌楼（站）。二阶式搅拌楼的砂、石、水泥等材料则分两次提升，第一次将材料提升至贮料斗，经配料后，再将材料提升并卸入搅拌机，主要适用于中小型搅拌楼（站）。

1、功用：将已经搅拌好的混凝土运输到施工现场，并防止混凝土离析或板结。

分类：

• 湿式输送
• 半干式输送
• 干式输送

2、设备种类；按输送终点不同分为：

混凝土搅拌运输车－送到现场；

混凝土泵（或泵车）－输送到施工部位；

混凝土搅拌输送车结构相对较简单，解决了一个长途运输不板结的问题。而混凝土泵则是一种较新的技术。国际上以美国大象技术最先进，国内也有相应的产品，如三一、中联等。

3、混凝土泵（泵车）

功用：将水泥混凝土输送到施工部位。

国内三一的混凝土泵泵送高度已达到483米，该记录已进入世界混凝土泵泵送高度三甲行列。

该设备的核心是混凝土泵。如果泵和输送臂安装在无动力的拖车上就成为拖式混凝土泵车；如果装在牵引车底盘上则成为自行式混凝土泵车；如果将混凝土泵和搅拌装置都装在一个牵引车底盘上则成为混凝土搅拌输送泵车。

组成：混凝土泵送机构、混凝土分配阀、折叠式布料杆。

1、功用

水泥混凝土摊铺机是一种将水泥混凝土均匀地摊铺在路基上，经过振捣和整形，完成铺筑水泥混凝土路面的机械。

2、分类

水泥混凝土摊铺机按其性能和施工方式，可分为轨模式和滑模式两种类型。

轨模式水泥混凝土摊铺机又称“摊铺列车”。它由布料机、振捣机和抹光机组成。它们一起在铺设的两根轨道上行驶，轨道兼作边模，故称为轨模式。

3、轨模式施工工艺

首先，架设好轨模，运料车将水泥混合料倾倒在模板内的地面上，由布料机摊铺到路基的各个位置上，然后通过预整平振捣机组进行振实，再由搓动式抹光机抹平。

在混凝土硬化期间保留轨道边模不拆，以防路边塌落，待硬化后，再拆模板，作为铺筑下一段路面用。这种工艺安装、拆卸模板费工、费时，且需大量模板才能保证作业所需，作业效率和经济效益较滑模式摊铺机低。

轨模安装：轨道式摊铺机施工的整套机械在轨道上移动推进，是以轨道为基准控制路面高程。

由于轨道和模板同步安装，统一调整定位，将轨道固定在模板上，既作为水泥混凝土路面的侧模，也是每节轨道的固定基准座。

4、滑模摊铺施工

滑模式摊铺机是一台整机。在机架两侧装有长模板，模板随机械滑行的同时对水泥混凝土进行连续摊铺，并进行振实、整形。

依靠装在机器上的模板，就能按要求的路面宽度挤压成形。由于这种机械集摊铺、振实、修整于一体，结构紧凑，操作集中方便，可实现自动控制，节省人力物力，加快施工进度，提高经济效益。

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